建筑结构体的制作方法

专利名称：建筑结构体的制作方法
技术领域：
本发明涉及具备把六角形的结构框架接合成蜂窝状的蜂窝形框架和插入 在其内部的种种结构框架的建筑结构体，特别是涉及蜂窝形框架的内部结构具 有分拆自相似性的几何学特性的建筑结构体。
背景技术：
以往，作为高层或超高层的建筑结构体， 一般都是把立柱和横梁组合成三 维格框状的框架结构，但是，因为在全部柱间都有梁，所以内部规划就受到很 多制约。与此不同，用设置在建筑物的外周的立柱和与其相连结的梁构成的管 状框架结构就能够在内部确保无柱或梁的空间，因此，设计上的自由度大，由 于建筑物整体变形为管状，所以其抗震性和抗风性都优越。
在管状框架结构中，也有把由立柱和横梁构成的方形作为单位格框的一般
框架结构(专利文献l、 2)，另外，利用三角形或六角形形成二维结构即面状 结构的建筑结构体也是公知的。
把六角形的单位格框连结起来的蜂窝状的结构是坚固的，这是自古以来众 所周知的常识。作为六角形格框的管状框架结构的适用例有专利文献3所示 的，在水平方向上把六角形格框连结起来形成蜂窝结构，再用立柱沿竖直方向 连结起来的结构，这种结构在竖直面内没有蜂窝形状。
在非专利文献1中，提出一种把蜂窝状的钢制构件设置在曲面表层内而用 柱支承内部的建筑物。当然，这种建筑物的表层内的蜂窝状的钢制构件不是把 相同形状的六角形格框均匀平衡地连结起来的构件，格框的各边也不是一般的 线状构件(柱、梁等)。
最近，有关管状框架结构，有本申请的申请人提出的专利文献4和非专利 文献2的蜂窝状建筑结构体。在这种建筑结构体中，把六角形格框刚性连结成 为蜂窝状，由此来形成作为外周面的管状框架结构。这样的管状框架结构中， 梁在水平方向上不连续，柱也全都成为连接成Z字形的斜柱。这样的结构的优点是容易把从各种方向上施加给建筑物的力变换为梁或柱的轴向力。蜂窝状结 构的刚性仅仅用管状框架结构就能够确保建筑物整体的结构稳定性和抗震性。 由结构分析的结果也可以确认，与一般框架状的管状框架结构相比，蜂窝状的 管状框架结构对同样水平负荷的变形和弯曲力矩的应力小。就是说，在确保对 同量的变形和弯曲力矩的应力的情况下，与一般框架状结构相比，蜂窝状结构 可以缩细梁或柱。此外，由于即便没有内部辅助加强结构也能够实现足够的强 度，所以能够充分确保自由的内部空间。
另一方面，如专利文献5所示的那样，把三角形格框连结起来的结构比管 状框架结构更多被用于拱顶形状。作为拱顶形状以外的例子，专利文献6公开
了使用以三角形为基础的分拆自相似性几何学图形的骨架结构。专利文献6 的方案是作成为谢尔平斯基(、乂々匕，7年一)三角形，把众所周知的分拆自 相似性几何学图形应用到建筑物的骨架结构。这就是把图形上的三角形的一边 原样置换为建筑物中的线状构件，再相互接合起来而形成的桁架结构。所谓分 拆自相似性图形，概括地说，就是具有即便重复分割(或扩大)依然呈现与原 图形相似的形状的分拆自相似性的图形。在自然科学的领域中，虽然正在进行 着有关分拆自相似性的研究，但是几乎没有在建筑领域中的应用例。
专利文献l:特开平7-197535号公报
专利文献2:特开2004-251056号公报
专利文献3:特开平9-60301号公报
专利文献4:特许第38U708号公报
专利文献5:特开2000-144909号公报
专利文献6:特开平7-269009号公报
非专利文献l:"歹，，K'if口再生厶0O始動二二一3—夕WTC跡地建築 〕y〃f < 、乂3 y選集，，7if 只f ^一:/y只著，下山裕子译，2004年 12月1日发行，株式会社工夕7于1/、乂-发行，P.137
非专利文献2: "HONEYCOMBTUBE ARCHITECTURE —/、二力厶^二一/(D建 築"HTA研究会编辑，2006年12月10日发行，株式会社新建筑发行
如上所述，专利文献4中所提出的蜂窝状的管状框架结构与原来的一般框 架结构相比，优点是其单位格框的顶点处的变形和弯曲力矩的应力小。
但是，就蜂窝状的框架结构自身来看，六角形格框的顶点处的弯曲力矩比其他部分(例如边的中央部分)大。例如，把相同大小的线状构件接合起来构 建蜂窝状的框架结构的情况下，可以说六角形格框的顶点部分比其他部分弱。

发明内容
本发明的目的在于提供一种通过进一步提高具有蜂窝形状的建筑结构体 的优良的特性而使抗震性和抗风性更高的建筑结构体，尤其适用于高层、超高 层建筑。
(1)本发明的建筑结构体的一种实施方式(权利要求1 3)是用由第l 级、第2级、…、第k-l级、第k级、…和第n级六角形框架构成的n种大小 各异的六角形框架群形成；各个包含在六角形框架群内的n种六角形框架互为 相似形；第l级六角形框架最大，第2级、第3级…高级逐级渐小。在该方式 中，第k-l级六角形框架与第k级六角形框架的相似比是大于1的整数(其中 2《k《n)。例如，在取第1级六角形框架的一边长度为"10 (任意单位)"的 情况下，如果取第2级六角形框架的一边长度为"5"，相似比就为"2";取第 2级六角形框架的一边长度为"10/3",相似比就为"3"。
为了形成建筑结构体，使用至少两种大小不同的六角形框架(即n是大于 或等于2的整数)，就是说，至少使用第1级和第2级六角形框架。
另外，使用多个最大的第l级六角形框架，多个第l级六角形框架形成接 合成蜂窝状并沿竖直方向竖立设置起来的蜂窝形框架。
分别使用一个或多个第2级 第n级六角形框架，各个第2级 第n级六 角形框架被配置在蜂窝形框架的内部。就是说，把各个第2级 第n级六角形 框架配置在任一个第1级六角形框架的开口内，从而将它们收容在蜂窝形框架 的面内。
另外，如果着眼于一个第k级六角形框架，第k级六角形框架被配置在第 k-l级六角形框架的开口内，第k-l级六角形框架是比第k级六角形框架仅大 一级的框架。基本上说，六角形框架都必须直接配置在比自身大一级的六角形 框架内，而不直接配置在大二级以上的六角形框架中(以下的方式中亦同样)。
在第k-1级六角形框架内配置了一个或多个第k级六角形框架的情况下， 至少把一个第k级六角形框架配置在第k-l级六角形框架的6个顶点中的任一 个顶点位置上，并与第k-l级六角形框架接合起来。由于第k级六角形框架与第k-1级六角形框架相似，所以在顶点位置上，前者的外周与后者的内周无间 隙地靠接。
在这种方式中，如上所述，第k-l级六角形框架的6个顶点中的未配置第 k级六角形框架的顶点的近旁最好做成如下结构。由形成第k-1级六角形框架 的顶点的两个边和被配置在其开口内的两个第k级六角形框架的各一个边形 成菱形空间，把插入构件插入并接合在该菱形空间内，插入构件是从包含菱形 框架、菱形镶板、两个相同形状的三角形框架和子六角形框架的群中选择出来 的任一种。
(2) 本发明的建筑结构体的其他另外的方式(权利要求4、 5)与上述方 式类似。与上述方式不同之处在于被配置在第k-l级六角形框架内的两个或两 个以上的第k级六角形框架都不配置在顶点位置上。取而代之，在本方式中， 由形成第k-l级六角形框架的某个顶点的两个边和两个第k级六角形框架的各 一个边形成菱形空间，把插入构件插入并接合在该菱形空间内，插入构件是从 包含菱形框架、菱形镶板、两个相同形状的三角形框架和子六角形框架的群中 选择出来的任一种。
(3) 本发明的建筑结构体的其他另外的方式(权利要求6)是用第1级、 第2级、…、第k-l级、第k级、…和第n级六角形框架构成的n种大小各异 的六角形框架群形成；各个包含在六角形框架群内的n种六角形框架互为相似 形；第l级六角形框架最大，第2级、第3级…高级逐级渐小。在与上述的最 初的方式不同的该方式中，第k-l级六角形框架与第k级六角形框架的相似比 是整数值以外的大于1的实数值。例如，在取第1级六角形框架的一边长度为
"10"的情况下，如果取第2级六角形框架的一边长度为"8"，相似比就为 "1.25"，取第2级六角形框架的一边长度为"4"，相似比就为"2.5"。除此
之外的其它构成，包括由多个第l级六角形框架形成蜂窝形框架，都与上述的
最初的方式相同。
(4) 本发明的建筑结构体的其他另外的方式(权利要求7)是用第1级、 第2级、…、第k-l级、第k级、…和第n级六角形框架构成的n种大小各异 的六角形框架群形成；各个包含在六角形框架群内的n种六角形框架互为相似 形；第l级六角形框架最大，第2级、第3级…高级逐级渐小。在与上述的最 初的方式不同的该方式中，第k-1级六角形框架与第k级六角形框架的相似比是整数值以外的大于1的实数值。多个第1级六角形框架形成蜂窝形框架。另 外，在该方式中，在第k级六角形框架被配置在第k-1级六角形框架的开口内 的情况下，第k级六角形框架的整个外周与第k-l级六角形框架的整个内周靠
接并相互接合。就是说， 一个第k-l级六角形框架的开口内仅配置一个第k 级六角形框架。
(5) 本发明的建筑结构体的其他另外的方式(权利要求8)是用六角形框 架和一种三角形框架来形成。三角形框架是以六角形框架的各边为一边把该六 角形框架分为6份而成的基本三角形的相似形，其相似比是大于1的整数值。 例如，把六角形框架的一边的长度取为"10"，基本三角形的一边长度也为"10"， 如果取三角形框架的一边的长度为"5"，相似比是"2"。
使用多个六角形框架，这多个六角形框架接合成蜂窝状再沿竖直方向竖立 设置起来形成蜂窝形框架。
使用两个或两个以上三角形框架，这些三角形框架之中的至少两个三角形 框架在任一个六角形框架的开口内被配置在该六角形框架的某个顶点位置上， 并且把这两个三角形框架与六角形框架接合起来。由于这两个三角形框架形成 菱形，所以与形成六角形框架的顶点的2边无间隙地靠接。
(6) 本发明的建筑结构体的其他另外的方式(权利要求9)是用六角形框 架和第1级、第2级、…、第k-l级、第k级、…和第n级三角形框架构成的 三角形框架群形成；三角形框架群由相互相似而大小各异的n种三角形框架构 成，越是高级别的三角形框架就越小；该方式中，使用至少两种(即第l级和 第2级)三角形框架。第1级三角形框架与以六角形框架的各边为一边把该六 角形框架分割为6份而成的基本三角形相似，其相似比是大于1的整数值。例 如，把六角形框架的一边的长度取为"10"，则基本三角形的一边的长度也为
"10"，如果取第1级三角形框架的一边的长度为"5"，相似比就是"2";第 k-l级三角形框架与第k级三角形框架的相似比是大于1的整数值(其中2《k 《n)，例如，如果取第l级三角形框架的一边长度为"10"，取第2级三角形 框架的一边长度为"10/3"，相似比就是"3"。
使用多个六角形框架，这多个六角形框架接合成蜂窝状再沿竖直方向竖立 设置起来形成蜂窝形框架。
使用两个或两个以上第1级三角形框架，分别使用一个或多个第2级 第n级三角形框架；把这些第1级 第n级三角形框架的各个框架配置在蜂窝形 框架的内部。就是说，把各个第1级 第n级三角形框架配置在任一个六角形 框架的开口内，从而将它们收容在蜂窝形框架的面内。
另外，两个或两个以上第1级三角形框架被配置在任一个六角形框架的开 口内，其中的至少两个被配置并接合在六角形框架的某个顶点位置上。由于这 两个第1级三角形框架形成菱形，所以与形成六角形框架的顶点的两个边无间 隙地靠接。
一个或多个第k级三角形框架被配置在任一个第k-1级三角形框架的开口 内，其中的至少一个第k级三角形框架被配置在第k-l级三角形框架的某个顶 点位置上，并与该第k-l级三角形框架相接合。第k-1级三角形框架是比第k 级三角形框架仅大一级的框架。由于第k级三角形框架与第k-l级三角形框架 相似，所以在顶点位置上，前者的外周与后者的内周无间隙地靠接。基本上说， 比第二级更高级别的三角形框架必然直接配置在比自身大一级的三角形框架 内，而不直接配置在大二级以上的三角形框架中。
(7) 本发明的建筑结构体的其他另外的方式(权利要求10、权利要求11) 的特征在于上面的描述中在蜂窝形框架内配置第2级 第n级六角形框架的情 况下，被配置在相对位于下方的第l级六角形框架的开口内的高级别的六角形 框架的数量，多于被配置在相对位于上方的第1级六角形框架的开口内的高级 别的六角形框架的数量。
对于蜂窝形框架内的一部分第1级六角形框架来说，也可以在开口内不配 置高级别的六角形框架。
(8) 本发明的建筑结构体的其他另外的方式(权利要求12、权利要求13) 的特征在于上面的描述中在蜂窝形框架内配置第l级 第n级三角形框架的情 况下，被配置在相对位于下方的六角形框架的开口内的三角形框架的数量，多 于被配置在相对位于上方的六角形框架的开口内的三角形框架的数量。
对于蜂窝形框架内的一部分六角形框架来说，也可以在开口内不配置三角 形框架。
(9) 本发明的建筑结构体的其他另外的方式(权利要求14)的特征在于 上面的描述中形成蜂窝形框架的多个六角形框架的各个框架和相邻的六角形 框架共有一边。(10) 本发明的建筑结构体的其他另外的方式(权利要求15)的特征在于 上面的描述中形成蜂窝形框架的多个六角形框架的各个框架和相邻的六角形 框架双方的彼此靠接的边相接合。
(11) 本发明的建筑结构体的其他另外的方式(权利要求16)的特征在于 上述任一种建筑结构体中的蜂窝形框架及其内部结构局部地混合存在两种或 两种以上。
(12) 本发明的建筑结构体的其他另外的方式(权利要求17)的特征在于 形成上述任一种建筑结构体中的蜂窝形框架的多个六角形框架的各个框架在 各顶点处刚性接合。
发明的有益效果
(A) 本发明的建筑结构体具备有以六角形框架为单位格框而将多个六角 形框架接合成蜂窝状而形成的蜂窝形框架。形成蜂窝形框架的六角形框架的各 顶点部分刚性接合，而在各顶点部分形成刚性区域。如背景技术所描述的那样， 蜂窝状结构本身比以四角形为单位格框的原来的框架结构坚固。把蜂窝形框架 用于外周管状框架结构的情况下，作为高层和超高层的主框架能够确保建筑物 整体结构的稳定性和抗震性。另外，还能够降低构件量、缩短工期而且能够确 保自由的内部空间。
本发明的特征在于对作为基本结构的蜂窝形框架进一步附加了内部结构， 结果，本发明的建筑结构体比仅仅用蜂窝形框架形成的建筑结构体能够进一步 提高结构强度。
附加在蜂窝形框架中的内部结构的特征是具有分拆自相似性的形状。本发 明中所称谓的"分拆自相似性的"应该用数学上严格定义的分拆自相似性来广 义地解释，具有至少部分地重复(至少一次)而呈现自己相似形状的特性。设 计上抓住分拆自相似性或分拆自相似性的形状这一点的话，预计可能存在极多 的变化。但是，本发明并不是提示单纯的设计上的变化，而是在技术意义上证 实所谓在建筑结构体中的结构耐受力的优越性。
(B) 本发明的建筑结构体的一种实施方式中，蜂窝形框架及其内部结构 由形状相互相似而大小逐级变小的第l级、第2级、…、第n级六角形框架构 成的六角形框架群形成。蜂窝形框架用多个尺寸最大的第1级六角形框架形成，再沿竖直方向竖立设置。因此，蜂窝形框架及其内部结构在建筑结构体中 可以用作在竖直方向上延展为面状(包含平面和曲面)的结构要素。优选例是 外周管状框架结构的整体或一部分，但并不限定于此。
分别使用一个或多个第2级 第n级六角形框架，这各个六角形框架被配
置在任一个第1级六角形框架的开口内。
这里，为了容易说清楚大小仅相差1级的第k-1级六角形框架与第k级六 角形框架的关系，把前者叫做"根框架"，把后者叫做"子框架"。子框架必定 被配置在根框架的开口内。另外，在一个根框架的开口内配置了一个或多个子 框架的情况下，这些子框架中的至少一个被配置在根框架的某个顶点位置上， 并相互接合起来。
如前所述，在蜂窝形框架中，六角形格框的顶点附近的变形和弯曲力矩的
应力比其他部分大。本发明中，把相似且小的第2级六角形框架重叠接合在一 个第1级六角形框架的顶点的内侧，事实上这就能够使形成该顶点的两个边的 构件加粗(增大截面积)。结果，辅助增强了该顶点附近的刚性，换言之，扩 大了该顶点附近的刚性区域。另外，可把第3级六角形框架重叠接合在第2 级六角形框架的内侧。只要是能够配置，重叠接合更高级别的六角形框架就能 够实现更高的强度。由于第1级 第n级六角形框架形状相似，所以能够在顶 点位置处使各边无间隙地相互靠接。
这样，按照本发明，由于能够根据所要求的程度提高在蜂窝形框架中相对 较弱的顶点附近的刚性，所以，能够提高建筑结构体整体强度。结果，能够在 高层和超高层建筑物中实现抗震性和抗风性优良的建筑结构体。
怎么设定六角形框架群中包含的六角形框架的种类数及它们之间的相似 比都可以，这样，由于能够把一个个第l级六角形框架的六个顶点之中的必要 处强化到必要的程度，所以就可以进行建筑结构体的每个细微部位的结构设 计。在原来的框架结构中， 一般都是把一个建筑结构体的下层段做成SRC结构， 而把上层段做成RC结构，并进行结构设计以使多层段的每一层段确保规定的 强度，而且用作为辅助的结构构件的拉条等来进行细微部的加固。与此不同， 本发明中，与蜂窝形框架接合为一体的高级别六角形框架都是结构构件的一部 分。就是说，按照本发明，能够把结构构件本身的所希望的地方强化到所希望 的程度。另外，在把多个子框架配置在根框架的开口内的情况下，由于这些子框架 都是同样的形状，所以能够接合成为蜂窝状(以下，把由子框架构成的蜂窝状 叫做"子蜂窝形框架")。这样的子蜂窝形框架通过与根框架的多个边的接合就 能够具有作为牢固的支撑结构的功能。特别是在根框架与子框架的相似比为大 于1的整数值的情况下，因为根框架的一个边是子框架的一个边的整数倍，所 以能够把子蜂窝形框架的大小整合为根框架的开口的大小。在整合好的情况 下，子蜂窝形框架就成为特别牢固的结构。形成子蜂窝形框架的子框架数越多， 结构就越牢固。根框架内最大限度地填充子框架而形成的子蜂窝形框架就成为 最强牢固的结构。
由于子框架与根框架是相似形，所以在根框架内配置至少两个子框架的情 况下，有可能由形成根框架的一个顶点的两个边和两个子框架的各一个边形成 菱形。把插入构件插入在这样的顶点位置处形成的菱形空间中，并把根框架和 两个子框架接合起来就能够提高该顶点位置附近的刚性。如果用菱形框架或菱 形镶板作为插入构件，就能够完全把菱形空间填满。即便插入并接合菱形空间 的二分之一大小的同形状的两个三角形框架，也能够完全填满菱形空间，并能 够提高该顶点位置附近的刚性。另外，在嵌入与根框架和子框架相似形的子六 角形框架的情况下，虽然在菱形空间中残留有间隙，但是由于根框架和两个子 框架能够靠接接合，所以同样能够提高该顶点位置附近的刚性。
在根框架的顶点用子框架加固的情况下和用插入构件加固的情况下，通 常，其强度是不同的，强度也会因插入构件的种类不同而不同。因此，可以利 用这些强度的差异，而根据需要灵活运用加固手段。
(c)本发明的其他另外的实施方式中，蜂窝形框架及其内部结构是用多 个六角形框架和形状相互相似而大小逐级变小的第1级、第2级、…、第n 级三角形框架构成的三角形框架群来形成。把多个六角形框架接合起来形成蜂 窝形框架再沿竖直方向竖立设置。把以六角形框架的各边为一边把该六角形框 架分割为6份而成的作为基本三角形时，最大的第1级三角形框架与该基本三 角形相似，其相似比是大于1的整数值。
作为一个例子，在使用蜂窝形框架和一种三角形框架形成建筑结构体的情 况下， 一个六角形框架的开口内配置两个或两个以上的三角形框架。在六角形 框架的至少一个顶点位置上接合两个三角形框架。由于这两个三角形框架相互接合时形成四边形，所以与形成六角形框架的顶点的2边无间隙地靠接。因此， 能够提高该顶点附近的刚性。
作为其他的例子，在使用蜂窝形框架和由两种以上三角形框架构成的三角 形框架群形成建筑结构体的情况下，一个六角形框架的开口内配置两个或两个 以上的第1级三角形框架。在六角形框架的至少一个顶点位置上接合两个第1 级三角形框架。这样，就能提高六角形框架的顶点附近的刚性。g卩，扩大顶点 附近的刚性区域。分别使用一个或多个第2级 第n级三角形框架，把各个框 架配置在某个六角形框架的开口内。
这里，为了容易说清楚大小仅相差1级的第k-1级三角形框架与第k级三
角形框架的关系，把前者叫做"根框架"，把后者叫做"子框架"。作为特例， 第1级三角形框架的根框架为六角形框架。子框架必定被配置在根框架的开口 内。另外，在一个根框架的开口内配置了一个或多个子框架的情况下，这些子 框架中的至少一个被配置在根框架的某个顶点位置上，并相互接合起来。这样， 就能提高该顶点位置的刚性。即，扩大顶点附近的刚性区域。
另外，在把多个子框架配置在根框架的开口内情况下，能够把这些子框架 接合成为桁架形状(以下，把由子框架构成的桁架形状叫做"子桁架形框架")。 这样的子桁架形框架通过与根框架的多个边的接合就能够具有作为牢固的支 撑结构的功能。特别是在根框架与子框架的相似比为大于1的整数值的情况
下，因为根框架的一个边是子框架的一个边的整数倍，所以能够把子桁架形框 架的大小整合为根框架的开口的大小。在整合好的情况下，子桁架形框架就成 为特别牢固的结构。形成子桁架形框架的子框架数越多，就成为越牢固的结构。 根框架的开口内最大限度地填充子框架而形成的子桁架形框架就成为最牢固 的结构。
(D)在上述的各实施方式中，在蜂窝形框架内配置第2级 第n级六角 形框架的情况下，或者配置第1级 第n级三角形框架的情况下，对于蜂窝形 框架内的相对位于下方部分，最好配置多于上方部分的子框架。 一般，在高层 或超高层的建筑物中，从上层到下层越往下承重负荷就越大，应力累积起来。 因此，越往下层去就把框架结构做得越密，这样就能够更加增大刚性和强度， 从而能够稳定地支承建筑物整体。另一方面，在上层，把框架结构做得稀疏， 能够减轻重量，能够减少材料而且可以把开口做得大。在容许的情况下，在上层，也可以把六角形框架的整个开口留作空间。
(E) 本发明的建筑结构体也可以在每一个框架内设置层状镶板，可以在 任意高度上设置镶板。
(F) 由于基于本发明的建筑结构体的建筑物构成为刚性非常高的建筑物， 所以振动中强烈的摇动少，所以适合居住。
(G) 以本发明中所用的一个结构框架(例如六角形框架或三角形框架) 为一个单元来制造，这样就能够把相同的单元之间连结起来从而容易地构建建
筑结构体。由于所有的单元基本上是相似形，所以容易将单元插入到单元内。 在两个或两个以上单元的边之间重叠的部分处，也容易一并把这些边连结起 来。这样，本发明的建筑结构体便于施工。此外由于可以是干式施工法，所以 与现场绑钢筋浇灌混凝土的湿式施工法不同，能够縮短工期。结构框架可用作 为标准化的单元在工厂进行生产。就是说，把相同截面的线材单元化再组合起 来，就能够适宜地控制结构框架整体的强度或刚性。因此，结构履历的保存等 的质量管理也很容易，结构构件和建筑物的可靠性也就提高。
(H) 如上所述，本发明的建筑结构体通过由结构特征实现的材料量的减 少、良好的施工性和有效的生产等来实现成本的降低。
(I) 本发明的建筑结构体与原来的一般框架结构相比具备完全不同的外 观特征，所以，利于进行外观设计。以本发明为基础的分拆自相似性图形，能 够使人联想到自然界的各种各样的形状(例如雪花结晶等)等，形成印象良好、 独具个性的构思。


图l (a)是本发明的建筑结构体中扩展为面状的结构的一部分的示意图， (b)是相似比10和相似比Ik-l为大于1的任意整数值的说明图，(c)是相
似比Ik-l的说明图。
图2 (a) (f)分别是蜂窝形框架及其内部结构的例子的示意图。 图3 (a) (e)分别是蜂窝形框架及其内部结构的其他例的示意图。 图4 (a) (c)分别是蜂窝形框架及其内部结构的其他例的示意图。 图5 (a)是仅显示本发明的建筑结构体中扩展为面状的结构的一部分的示
意图，(b)是相似比IO和相似比Ik-l为大于l的任意整数值的说明图，(c)是相似比Ik-1的说明图。
图6 (a) (c)分别是蜂窝形框架及其内部结构的例子的示意图。 图7 (a)、 (b)是本发明中的蜂窝形框架的有利性的说明图。 图8是作为本发明的一个实施例的建筑结构体的主框架的一部分的示意立 面图。
图9是作为本发明的其他实施例的建筑结构体的主框架的一部分的示意立 面图。
图10是作为本发明的另外的其他实施例的建筑结构体的主框架的一部分 的示意立面图。
图11是作为本发明的另外的其他实施例的建筑结构体的主框架的一部分 的示意立面图。 符号说明 A…六角形框架
Al An…第1级 第n级六角形框架
As、 Asl、 As2…子六角形框架
Bp…菱形镶板
Bf…菱形框架
C…三角形框架
D…线状构件
10、 Ik…相似比
T0…基本三角形
Tl Tn…第1级 第n级三角形框架
具体实施例方式
以下参照附图来说明本发明的实施方式。
参照图1 图4说明本发明的建筑结构体的一种实施方式。
图1 (a)是仅显示本发明的建筑结构体中扩展为面状的结构的一部分的示
意立面图，图中的箭头表示竖直方向和水平方向。
在图l所示的实施方式中，使用由第1级六角形框架A1、第2级六角形框
架A2、第3级六角形框架A3、…、第k-l级六角形框架Ak-l、第k级六角形框架Ak、…和第n级六角形框架An构成的n种六角形框架形成建筑结构体。 第1级六角形框架A1是必须要素，形成成为基本结构的蜂窝形框架H。形成 蜂窝形框架H的第1级六角形框架Al的各顶点部分被刚性接合起来，因此， 在第1级六角形框架A1的各顶点部分处基本上形成刚性区域(以下的其他实 施方式中也都一样)。对于第2级 第n级六角形框架来说，至少存在第2级 六角形框架。因此，n是大于2的任意整数。原理上说，虽然n是任意的，但 是必须考虑结构强度的必要性和配置的可能性来进行设定。
以下，为了说明方便起见，把"第k级六角形框架Ak"叫做"框架Ak"。
第l级 第n级n种六角形框架Al An全是相似形，框架A1最大，第2 级、第3级、…和高级框架逐级变小。
图1 (b)是大小仅相差1级的框架Ak-1与框架Ak的相似比Ik-1是大于 l的任意整数值的说明图，其中，k是2《k《n的范围的整数值。在图l的例 子中，把框架Ak-l与框架Ak的相似比Ik-l全都设定为"2"，就是说，框架 Ak-l的一边的长度是框架Ak的一边的长度的2倍。但是，各相似比Ik-1也 可以不同，例如，也可以设I1为"2"， 12为"4"。在I2为"4"的情况下， 框架A2的一边的长度是框架A3的一边的长度的4倍。
这里，参照图l (c)，对相似比Ik-l进行补充说明。由于各六角形框架是 用线状结构构件形成的，所以具有规定的长度和粗细(截面积)。框架Ak被配 置在框架Ak-l的开口内，把这种情况下的相似比Ik-l定义为框架Ak-l的内 周的一边的长度Lk-l (in)与框架Ak的外周的一边的长度Lk (out)的比值。
本发明的建筑结构体具备蜂窝形框架H及其内部结构。蜂窝形框架H使用 多个最大的框架A1，并把它们接合为蜂窝状。在图示的例子中，各框架A1使 一个边与邻接的框架A1靠接并相接合。虽未图示，但是作为其他例子，形成 蜂窝形框架的各框架Al也可以与邻接的框架Al共有一个边并接合起来。沿竖 直方向把蜂窝形框架竖立设置。
图l (a)中，仅仅部分地示出三个框架A1，但是实际的蜂窝形框架具有 二维的扩展，例如，可以用作外周管状框架结构，平面或曲面都可以适用。例 如，在形成圆筒形的外周管状框架结构中的曲面的情况下，只要局部使用把框 架A1的规定部位弯曲了的变形框架就可以。在方筒形的外周管状框架结构的 情况下，例如只要在角部使用并接合变形框架就可以。在蜂窝形框架H的内部，分别配置一个或多个框架A2 An，就是说，全部 蜂窝形框架H中存在一个或多个框架A2、 一个或多个框架A3、、 一个或多 个框架An。这些框架A2、 A3、、 An被配置在某个框架Al的开口内。
在基本方式中，不是把全部框架A2 An直接配置在框架Al内，所谓"直 接"是说例如用一个第2框架围接第1框架而其间不插入第3框架的情况(以 下的其他方式中也都同样)。
在本发明的蜂窝形框架及其内部结构的基本方式中， 一个框架Ak被直接 配置在尺寸仅大l级的某个框架Ak-l的开口内，例如，如图l (a)所示，直 接把一个或多个框架A2配置在一个框架Al的开口内；直接把一个或多个框架 A3配置在一个框架A2的开口内；…；直接把一个或多个框架An配置在一个 框架An-1的开口内。
这样，把同样的配置关系可以无限重复就能够叫做"分拆自相似性"。当 然，要由建筑结构体的规模和结构构件的尺寸来限定重复的次数。不言而喻， 要根据结构强度的必要性来设定重复的次数(以下的其他方式中相同)。
在图l (a)中，由于相似比Ik-l全是"2"，所以一个框架Ak-1的开口内 可以配置最多三个框架Ak。如图1 (a)所示，在一个框架Ak-l的开口内配置 了三个框架Ak的情况下，各框架Ak被配置在框架Ak-1的隔一个的顶点位置。 所谓"顶点位置"例如在框架Al中是用虚线圆VI围起来的区域近旁，在框架 A2中是用虚线圆V2围起来的区域近旁。六角形框架的一个顶点由两个边形成。 由于框架Ak与框架Ak-l是相似形，所以顶点之间无间隙靠接。这种状态下， 用合适的手段把各框架Ak与框架Ak-l接合起来，再用合适的手段把三个同样 的框架Ak接合成蜂窝状，而形成子蜂窝形框架。相同框架之间的接合手段例 如有在垂直于多个框架相互重叠的边构件的方向上贯通螺杆等并将其两端固 定的方法(以下的其他方式中相同)。
在全部的框架Ak-l的各个框架的开口内不必配置最大数目的框架Ak。图 1中，也可以在框架Ak-l内配置一个或两个框架Ak，以取代在框架Ak-l内配 置三个框架Ak。但是，至少必须有一个框架Ak被配置并接合在框架Ak-1的 某个顶点位置。
把框架Ak配置并接合在框架Ak-l的顶点位置，由此，框架Ak-1和框架 Ak的边就相互重叠，事实上就加粗了结构构件(增大了截面积)。结果，能够提高框架Ak-1的顶点附近的刚性，就是说扩大了该顶点附近的刚性区域。
各六角形框架Al An最好是分别把由线状结构构件构成的6根边构件接 合起来做成一个单元，通常，越是小的框架就用越细的构件来形成。在图示的 例子中，六角形是正六角形，但是并不限定于正六角形，只要左右对称(纵长 或横长的六角形)就可以。作为这样的框架构件，最好是钢骨架结构。另外， 也可以是钢筋混凝土结构、钢骨架钢筋混凝土结构、CFT结构、RC结构、PC 结构、木结构等。进而，也可以用高屈服强度钢，用高屈服强度钢的结构体耐 久性好，最好是做成SI (骨架，塞入)分离施工法的骨架(以下的其他方式 中相同)。
最好是把镶板设置在构成蜂窝形框架的框架Al的水平边的位置，再把框 架A1与背板的端部刚性接合起来。在蜂窝形框架内， 一个框架Al与其横邻的 框架A1错开框架高度的二分之一，因此，在把镶板设置在全部框架Al的水平 边的位置的情况下， 一个框架A1中形成2层段。另外，也可以把镶板设置在 框架A2 An的水平边的位置。也可以与框架无关，而把镶板设置在任意位置。
图2 (a) (f)分别是蜂窝形框架及其内部结构的例子的示意图。在各 例中，仅仅示出了一个框架A1，但是，实际上是多个框架Al来形成蜂窝形框 架。
图2 (a)使用由框架A1、 A2和A3等三种框架构成的六角形框架群，多个 框架A2在框架Al的开口内形成子蜂窝形框架；多个框架A3在框架A2的开口 内形成子蜂窝形框架。
图2 (b) (f)使用由框架A1和A2两种构成的六角形框架群，多个框 架A2在框架Al的开口内形成子蜂窝形框架。
在图2 (a) (f)的各图中，表示出大小仅相差l级的两种框架之间的 相似比，这些例子中，相似比全都是大于1的整数值，相似比越大，内部结构 就越细。
在图2 (a) (f)的各例中，框架A1的六个顶点中至少一个顶点处配置 并接合着框架A2，用虚线圆示出接合了框架A2的顶点。在框架A1与框架A2 的相似比是整数值的情况下，能够把由框架A2构成的子蜂窝形框架整合在框 架A1的开口内。换言之，能够把由框架A2构成的子蜂窝形框架嵌入在框架 Al的开口内，而无移动的余地。在相似比不是整数值的情况下，就不能够把子蜂窝形框架整合为开口的大小。
在图2 (a) (f)的各例中，省去形成子蜂窝形框架的多个框架A2 (或 框架A3)的一部分的蜂窝形框架及其内部结构也包含在本发明的范围之内。 但是，即便在这种情况下，也把至少一个框架A2 (或框架A3)配制并接合在 框架A1 (或框架A2)的至少一个顶点位置。
在图2 (c)的例子中，把插入构件Bp、 Bf、 C插入到框架Al的六个顶点 中未于与框架A2接合的顶点位置，由此能够提高该顶点附近的刚性。在这些 顶点位置，形成框架Al的一个顶点的两个边与两个框架A2的各一个边形成菱 形空间。作为插入构件，有与菱形空间同形状的菱形镶板Bp或菱形框架Bf。 也可以把与2等分菱形空间的三角形同形状的两个三角形C相互接合起来构成 菱形，再将其插入。
图3 (a) (e)分别是蜂窝形框架及其内部结构的其他例子的示意图。 在各例中，仅仅示出了一个框架A1，但是，实际上是多个框架A1来形成蜂窝 形框架。
图3 (a)使用由框架A1、 A2和A3等三种框架构成的六角形框架群，多个 框架A2在框架Al的开口内形成子蜂窝形框架；多个框架A3在框架A2的开口
内形成子蜂窝形框架。
图3 (b) (e)使用由框架A1和A2两种框架构成的六角形框架群，多 个框架A2在框架A1的开口内形成子蜂窝形框架。
在图3 (a) (e)的各图中，表示出大小仅相差l级的两种框架之间的 相似比，这些例子中，相似比全都是大于1的整数值，相似比越大，内部结构 就越细。
在图3 (a) (e)的各例中，框架A1的六个顶点位置的任何一个顶点位 置都不配置框架A2。取而代之，形成框架Al的一个顶点的2边与两个框架A2 的各一个边形成菱形空间。在图3 (a)和(c)中，在框架A1的全部顶点位 置上都形成菱形空间，在图3 (b) (d) (e)中，在框架A1的隔一个顶点的顶 点位置上形成菱形空间。在这些菱形空间内配置并接合插入构件，从而能够提 高顶点附近的刚性。作为插入构件，有与菱形空间同形状的菱形镶板Bp或菱 形框架Bf 。也可以把与2等分菱形空间的三角形同形状的两个三角形C相互 接合起来构成菱形，再将其插入。在图3 (a) (e)的各例中，由于框架A1和框架A2的相似比都是整数 值，所以能够把由框架A2构成的子蜂窝形框架整合在框架A1的开口内。在图 3 (a) (e)的各例中，省去形成子蜂窝形框架的多个框架A2 (或框架A3) 的一部分的蜂窝形框架及其内部结构也包含在本发明的范围之内。
图4 (a) (c)分别是蜂窝形框架及其内部结构的其他例子的示意图。 在各例中，仅仅示出了一个框架A1，但是，实际上是多个框架A1来形成蜂窝 形框架。
图4 (a)是混合使用由框架A1、 A2和A3等三种框架构成的第1六角形框 架群、由框架Al、 A2和A4等三种框架构成的第2六角形框架群等两个六角形 框架群的例子。
对于第1六角形框架群，在框架Al内配置框架A2，并在框架A2内配置框 架A3。另一方面，对于第2六角形框架群，在框架A1内配置框架A2，并在框 架A2内配置框架A4。这样，也可以混合使用不同的六角形框架群，其中，不 同的两个六角形框架群内所包含的全部六角形框架相互都是相似形。
图4 (a)中，在框架A1的顶点位置上形成的菱形空间内插入并接合子六 角形框架Asl，在框架A2的顶点位置上形成的菱形空间内也插入并接合子六 角形框架As2，这些子六角形框架Asl、 As2也能提高顶点附近的刚性。
图4 (b)是混合使用由框架A1、 A2、 A3和A4等四种框架构成的第1六角 形框架群、由框架A1、 A2和A3等三种框架构成的第2六角形框架群和由框架 A1、A3和A4等三种框架构成的第3六角形框架群等三个六角形框架群的例子。
对于第1六角形框架群，在框架Al内配置框架A2，并在框架A2内配置框 架A3，在框架A3内配置框架A4。对于第2六角形框架群，在框架A1内配置 框架A2，并在框架A2内配置框架A3。对于第3六角形框架群，在框架Al内 配置框架A2，在框架A2内配置框架A4。
在图4 (b)的例子中，在各框架群内，大小仅相差l级的两种框架之间的 相似比是整数值以外的大于1的实数值。因此，即便例如尽可能地把框架A2 填充到框架A1的开口内来形成子蜂窝形框架，也不能将其整合在开口内。但 是，即使两框架的相似比是整数值以外的情况下，在顶点位置接合也能够提高 该顶点附近的刚性。
图4 (c)是使用由框架A1、 A2和A3等三种框架构成的六角形框架群的例子，在框架A1内配置框架A2，并在框架A2内配置框架A3。该例中，框架A2 的整个外周靠接框架A1的整个内周，并相互接合。框架A3与框架A2也一样。 该例中，事实上把框架A1的6个边均等地加粗了，从而提高框架A1整体的刚 性。
下面，参照图5和图6说明本发明的建筑结构体的其他实施方式。
图5 (a)是本发明的建筑结构体中扩展为面状的结构的局部示意立面图， 用图中的箭头来表示竖直方向和水平方向。
在图5所示的实施方式中，使用六角形框架A和由第1级三角形框架T1、 第2级三角形框架T2、…、第k-l级三角形框架Tk-1、第k级三角形框架Tk、… 和第n级三角形框架Tn构成的n种三角形框架来形成建筑结构体。六角形框 架A是必须的要素，形成成为基本结构的蜂窝形框架H。
对于第l级 第n级三角形框架，至少存在第1级三角形框架T1。因此， n是大于l的任意整数。原理上说，n是任意的，但是要考虑结构强度的必要 性同时考虑配置的可能性来设定。
以下，为了说明方便起见，把"第k级三角形框架Tk"叫做"框架Tk"。
第l级 第n级n种三角形框架Tl Tn全是相似形，框架T1最大，第2 级、第3级、…越高级别框架越小。另外，第1级三角形框架Tl相似于基本 三角形T0，其相似比是大于1的整数值。基本三角形TO是以六角形框架A的 各边(是内周上的长度)为一边而将六角形框架A分割为6份而成的三角形。
图5 (b)是基本三角形T0与框架Tl的相似比10是大于1的任意整数值 的说明图。同时，表示大小仅相差1级的框架Tk-1与框架Tk的相似比Ik-l 是大于1的任意整数值。其中，k是2《k《n的范围的整数值。在图5 (a)的 例子中，把相似比10设定为"2"，相似比I1设定为"3"，此外的相似比Ik-l 全都设定为"2"。
在I1为"3" (k二2)的情况下，框架T1的一边的长度是框架T2的一边的 长度的3倍。在lk-1 (k》3)为"2"的情况下，框架Tk-l的一边的长度是 框架Tk的一边的长度的2倍。
但是，相似比IO和各相似比Ik-l也可以不同，例如，也可以设II为"2"， 12为"4"。在I2为"4" (k=3)的情况下，框架T2的一边的长度是框架T3 的一边的长度的4倍。这里，参照图5 (c)，对相似比Ik-l进行补充说明。由于各三角形框架是 用线状结构构件形成的框架，所以具有规定的长度和粗细(截面积)。框架Tk 被配置在框架Tk-l的开口内，把这种情况下的相似比Ik-1定义为框架Tk-l 的内周的一边的长度Lk-1 (in)与框架Tk的外周的一边的长度Lk (out)的 比值。虽未图示，但是相似比IO定义为基本三角形TO的一边的长度与框架 Tl的外周的一边的长度的比值。
本发明的建筑结构体具备蜂窝形框架H及其内部结构。蜂窝形框架H使用 多个六角形框架A，并把它们接合为蜂窝状。作为未图示的其他例子，形成蜂 窝形框架的各六角形框架A也可以与邻接的六角形框架A共有一个边并接合起 来，沿竖直方向把蜂窝形框架竖立设置。关于蜂窝形框架H，如所说明的前述 的图1的实施方式。
在蜂窝形框架H的内部，分别配置一个或多个框架T2 Tn，就是说，整个 蜂窝形框架H中存在一个或多个框架T1、 一个或多个框架T2、…、 一个或多 个框架Tn。这些框架T1、 T2、…、Tn的各个框架被配置在某个六角形框架A 的开口内。在基本方式中，并不是把全部框架Tl Tn直接配置在六角形框架 A内。
在本发明的蜂窝形框架及其内部结构的基本方式中， 一个框架Tk被直接 配置在尺寸仅大l级的某个框架Tk-l的开口内，例如，如图5 (a)所示，直 接把一个或多个框架T2配置在一个框架Tl的开口内；直接把一个或多个框架 T3配置在一个框架T2的开口内；…；直接把一个或多个框架Tn配置在一个 框架Tn-1的开口内。而且，直接把一个或多个框架T1配置在一个六角形框架 A的开口内。
由于相似比I0是"2"，所以一个六角形框架A的开口内最多可以配置24 个框架T1;由于相似比I1是"3"，所以一个框架T1的开口内最多可以配置9 个框架T2。另外，由于其他相似比Ik-l是"2"，所以一个框架Tk-1的开口 内最多可以配置4个框架Tk。
把两个框架Tl接合起来时，就成为菱形框架。在六角形框架A的至少一 个顶点位置上配置并接合由两个框架T1形成的菱形框架；并且至少把一个框 架Tk配置并接合在框架Tk-l的某个顶点处。这些三角形框架相互是相似形， 所以顶点之间无间隙地靠接。多种三个框架Tk之间也接合成桁架形状，再形成子蜂窝框架。
在全部六角形框架A和全部三角形框架的各个框架的开口内不必分别配置
最大数量的框架，虽然图5中在任意开口内都配置了最大数量的框架，然而也 可以省去一部分。但是，必须把至少两个框架T1配置在六角形框架A的任意 顶点位置，而且必须把至少一个框架Tk配置并接合在框架Tk-1的任意顶点位 置。结果，能够提高其顶点附近的刚性，就是说，能够扩大其顶点附近的刚性 区域。
最好是把镶板设置在构成蜂窝形框架的框架A的水平边的位置，将框架A 与镶板的端部刚性接合。另外，也可以把镶板设置在框架Tl Tn的水平边的 位置。也可以与框架无关，而把背板设置在任意位置。
图6 (a) (c)分别是蜂窝形框架及其内部结构的其他例子的示意图。 在各例中，仅仅示出了一个六角形框架A,但是，实际上是多个框架A1来形 成蜂窝形框架。
图6 (a) (c)的各例使用六角形框架A和一种三角形框架T1，多个框 架Tl在框架A的开口内形成子蜂窝形框架。
图6 (a)的例子中，把六角形框架A等分割为6份而成的基本三角形T0 与三角形框架T1的相似比是"3";图6 (b)的例子中，相似比是"4"。在这 些例子中，相似比是大于l的整数值。相似比越大，内部结构就越细。
图6 (c)的例子中，在六角形框架A的一部分顶点位置形成菱形空间，并 插入接合菱形镶板Bp或菱形框架Bf。这样，就能够把两个三角形框架置换为 插入构件。由此就能够调整顶点附近的刚性。
图7 (a) (b)是本发明中的蜂窝形框架的有利性的说明图。
图7 (a)所示的六角形、四边形和三角形的面积S相等。六角形是制成蜂 窝形框架的单位格框的图形，四角形是制成一般框架的单位格框的图形，三角 形是制成一般桁架结构的单位格框的图形。符号d表示边构件的宽度。
把六角形的一边、四角形的一边和三角形的一边分别设为Lh、 Ls、 Lt时， 存在下式的关系。
S二6X (31/2/4) XLh2= Ls2= (31/2/4) Lt2
因此，Ls= (31/4) X (3/2) 1/2XLh —1.61Lh Lt=61/2XLh —2. 45Lh由上式得到同面积的六角形、四边形和三角形的一边的比为
Lh : Ls : Lt —1 : 1.61 : 2.45
就是说，六角形的一边最短。
六角形、四角形和三角形的全周长分别是6Lh、 4Ls和3Lt，所以全周长之 比为
6Lh : 4Ls : 3Lt —6 : 6.45 : 7. 35 六角形的全周长也最短。
另外，边构件的截面积(dxd)相同的情况下的长宽比Lh/d : Ls/d : Lt/d 也是六角形的最小。
这三种形状都是能够无间隙地填充平面的形状，因此，用相同截面积的线 状构件来制作各形状的框架，并无间隙地配置得覆盖相同的面积的情况下，六 角形框架的材料量最少。同时，长宽比最小意味着具备最高的强度。
图7(b)是把水平荷重附加在蜂窝形框架上的情况下的弯曲力矩的分布图， 水平荷重例如相当于地震力或风压。在单位格框的六角形的顶点上，弯曲力矩 大，边的中点处最小。按照本发明，通过在弯曲力矩相对较大的顶点位置上追 加和接合结构构件，就能够提高顶点附近的刚性。在每个顶点处弯曲力矩的大 小也不一样。按照本发明，由于能够细致设定蜂窝形框架的内部结构，所以也 能够对蜂窝形框架的每个顶点附加最适当的刚性。
实施例1
图8是作为本发明的一个实施例的建筑结构体的主框架的一部分的示意立 面图。图的下方所表示的是用于本实施例的结构框架，本实施例中，使用由六 角形框架Al、 A2和A3构成的六角形框架群和作为插入构件的子六角形框架 As。各框架都是正六角形，A1与A2的相似比、A2与A3的相似比都是"2"。
框架A1构成蜂窝形框架，框架A1的六角形的上下各边是水平方向的，其 他四个边相对竖直方向倾斜配置，在从上端数起第一列和第二列框架Al内不 配置框架A2 (框架A1的各列错开框架A1的高度的1/2)。在从上端数起第三 列框架A1内配置两个框架A2;在从上端数起第四列起的所有框架A1内配置 三个框架A2。
在从上端数起第九列框架A1中，一部分框架A2内配置两个或三个框架A3;在从上端数起第十列起的框架A1中，全部框架A2内配置三个框架A3。
另外，在从上端数起第六列框架A1中，在菱形空间内插入两个子六角形 框架As;在从上端数起第七列起的全部框架A1中，在菱形空间内插入三个子 六角形框架As。
这样，在蜂窝形框架中，最好在位于相对下方的框架A1内密集地配置高 级别框架，而位于上方的框架A1内稀疏地配置高级别框架。在上方部分中， 也可以完全做成都不设置内部结构的开口。在高层建筑物中， 一般从上部到下 部，应力逐步累积变大。因此，越是往下内部结构就越密，从而能够提高下部 的刚性和强度。内部结构中从疏到密的调整可以无级地连续进行。这种调整不 仅可以在竖直方向上进行，而且也可以根据需要在水平方向上进行，在以下实 施例2和3中也一样。
实施例2
图9是作为本发明的其他实施例的建筑结构体的主框架的一部分的示意立 面图，图的下方所表示的是用于本实施例的结构框架。本实施例中，使用由六 角形框架A1和A2构成的六角形框架群、作为插入构件的菱形镶板Bp、三角 形框架C和线状构件D。六角形框架都是正六角形，Al与A2的相似比是"2"。
框架A1构成蜂窝形框架，高度pt5以下的部分中，全部框架A1内配置有 最大数目的框架A2;高度pt5的边界部分进行非常规的配置；从高度pt5起 的上部，在框架A1内不设置内部结构；在高度pt4与高度pt3之间，在顶点 位置的菱形空间中配置线状构件D，来增强顶点；在高度pt3与高度pt2之间， 在顶点位置的菱形空间中配置有两个三角形框架C;在高度pt2与高度ptl之 间，在顶点位置的菱形空间中配置有菱形镶板Bp。
实施例3
图10是作为本发明的另外的其他实施例的建筑结构体的主框架的一部分 的示意立面图，图的下方所表示的是用于本实施例的结构框架。本实施例中， 使用由六角形框架A和三角形框架T，六角形框架是正六角形，三角形框架T 相对于将该六角形框架分割为6份而成的基本三角形的相似比是"2"。
在最下部的两列框架A内配置最大数目的框架T，形成子桁架框架。另一方面，在最上部的2列框架A内全都不配置框架T;在中间部分，逐列改变配 置在框架A内的框架T的数目，从上方到下方配置逐渐密集，最少配置两个框 架T，把两个接合起来形成菱形，并将其配置接合在框架A内的一个顶点位置。
实施例4
图11是作为本发明的另外的其他实施例的建筑结构体的主框架的一部分 的示意立面图。本实施例中，六角形框架A1的取向与上述的各实施例不同。 本实施例中，六角形框架A1的左右各边是竖直方向的，其他4边相对水平方 向倾斜配置，因此，六角形框架A2、 A3也就相同取向。
实施例5
虽未图示，但是在本发明的另外的其他实施例中，也可以把两种或两种以 上的上述本发明的建筑结构体中的蜂窝形框架的种种内部结构(具体地说，是 一个〈第1级〉六角形框架内的种种内部结构)组合起来，混合配置在一个蜂 窝形框架内。
实施例6
上述的实施例全都是有关一层的蜂窝形框架的结构，但是本发明的另外的 其他实施例中，也可以把包含上述的任意内部结构的蜂窝形框架设置多层(未 图示)。这些多层的蜂窝形框架相互空开规定的间隔而竖立设置。例如，在具 有外周管状框架结构和内周管状框架结构的2层的建筑结构体的情况下，把各 层分别做成上述的任一种蜂窝形框架。这种情况下，各蜂窝形框架的内部结构 也可以组合两种或两种以上的内部结构混合配置。也可以用梁或镶板把多种蜂 窝形框架的各层之间连结起来。
权利要求
1. 一种建筑结构体，其特征在于用由第1级、第2级、…、第k-1级、第k级、…和第n级六角形框架(2≤k≤n，n是大于或等于2的任意整数)构成、所述第k-1级六角形框架与第k级六角形框架的相似比是大于1的整数值的六角形框架群形成；(a)具备把多个所述第1级六角形框架接合成蜂窝状再沿竖直方向竖立设置的蜂窝形框架；(b)在所述蜂窝形框架内分别配置一个或多个所述第2级～第n级六角形框架；(c)各所述第k级六角形框架被配置在任一个所述第k-1级六角形框架的开口内，且该第k级六角形框架中的至少一个被配置在该第k-1级六角形框架的某个顶点位置，并与该第k-1级六角形框架相接合。
2. 根据权利要求1所述的建筑结构体，其特征在于在由形成所述第k-1 级六角形框架的任一个顶点的两个边和被配置在其开口内的两个所述第k级 六角形框架的各一个边形成菱形空间的情况下，还具备插入并接合在该菱形空 间内的插入构件。
3. 根据权利要求2所述的建筑结构体，其特征在于所述插入构件是从 包含菱形框架、菱形镶板、两个形状相同的三角形框架和子六角形框架的群中 选择出来的任一种。
4. 一种建筑结构体，其特征在于用由第1级、第2级、…、第k-l级、 第k级、…和第n级六角形框架(2《k《n， n是大于或等于2的任意整数) 构成、所述第k-l级六角形框架与第k级六角形框架的相似比是大于1的整数 的六角形框架群形成；(a) 具备把多个所述第1级六角形框架接合成蜂窝状再沿竖直方向竖立 设置的蜂窝形框架；(b) 在所述蜂窝形框架内分别配置一个或多个所述第2级 第n级六角 形框架；(c) 两个或两个以上所述第k级六角形框架被配置在任一个所述第k-l 级六角形框架的开口内，且形成该第k-l级六角形框架的某个顶点的两个边和至少两个该第k级六角形框架的各一个边形成菱形空间；(d)还具备插入并接合在所述菱形空间内的插入构件。
5. 根据权利要求4所述的建筑结构体，其特征在于所述插入构件是从 包含菱形框架、菱形镶板、两个形状相同的三角形框架和子六角形框架的群中 选择出来的任一种。
6. —种建筑结构体，其特征在于用由第1级、第2级、…、第k-l级、第k级、…和第n级六角形框架(2《k《n， n是大于或等于2的任意整数) 构成、所述第k-1级六角形框架与第k级六角形框架的相似比是整数值以外的 大于1的实数值的六角形框架群形成；(a) 具备把多个所述第1级六角形框架接合成蜂窝状再沿竖直方向竖立 设置的蜂窝形框架；(b) 在所述蜂窝形框架内分别配置一个或多个所述第2级 第n级六角 形框架；(c) 各所述第k级六角形框架被配置在任一个所述第k-l级六角形框架 的开口内，且该第k级六角形框架中的至少一个被配置在该第k-l级六角形框 架的某个顶点位置，并与该第k-l级六角形框架相接合。
7. —种建筑结构体，其特征在于用由第1级、第2级、…、第k-l级、 第k级、…和第n级六角形框架(2《k《n， n是大于或等于2的任意整数) 构成、所述第k-l级六角形框架与第k级六角形框架的相似比是整数值以外的 大于1的实数值的六角形框架群形成；(a) 具备把多个所述第1级六角形框架接合成蜂窝状再沿竖直方向竖立 设置的蜂窝形框架；(b) 在所述蜂窝形框架内配置一个或多个所述第2级 第n级六角形框架；(c) 各所述第k级六角形框架被配置在任一个所述第k-1级六角形框架 的开口内，且该第k级六角形框架的整个外周与该第k-1级六角形框架的整个 内周靠接并相互接合。
8. —种建筑结构体，其特征在于用六角形框架和对以六角形框架的各 边为一边把该六角形框架分割成6份而成的基本三角形的相似比是大于1的整 数值的三角形框架形成；(a)具备把所述六角形框架接合成蜂窝状再沿竖直方向竖立设置的蜂窝 形框架；(b )两个或两个以上所述三角形框架被配置在任一个所述六角形框架的 开口内，且至少两个该三角形框架被配置在该六角形框架的某个顶点位置，并 与该六角形框架相接合。
9. 一种建筑结构体，其特征在于用六角形框架和由第1级、第2级、…、 第k-l级、第k级、…和第n级三角形框架(2《k《n， n是大于或等于2的 任意整数)构成的三角形框架群形成；(a) 所述第1级三角形框架对以所述六角形框架的各边为一边把该六角 形框架分割为6份而成的基本三角形的相似比是大于1的整数值，且所述第 k-l级三角形框架与所述第k级三角形框架的相似比是大于1的整数值；(b) 具备把所述多个六角形框架接合成蜂窝状再沿竖直方向竖立设置起 来的蜂窝形框架；(c) 在所述蜂窝形框架内配置两个或两个以上所述第1级三角形框架， 且分别配置一个或多个所述第2级 第n级三角形框架；(d) 两个或两个以上所述第1级三角形框架被配置在任一个所述六角形 框架的开口内，且至少两个该第1级三角形框架被配置在该六角形框架的某个 顶点位置，并与该六角形框架相接合；(e) —个或多个所述第k级三角形框架被配置在任一个所述第k-l级三 角形框架的开口内，且至少一个第k级三角形框架被配置在该第k-l级三角形 框架的某个顶点位置，并与该第k-l级三角形框架相接合。
10. 根据权利要求1 7任一项所述的建筑结构体，其特征在于在所述 蜂窝形框架内配置所述第2级 第n级六角形框架的情况下，被配置在相对位 于下方的所述第1级六角形框架的开口内的高级别的所述六角形框架的数量， 多于被配置在相对位于上方的所述第1级六角形框架的开口内的高级别的所 述六角形框架的数量。
11. 根据权利要求1 7任一项所述的建筑结构体，其特征在于形成所 述蜂窝形框架的多个所述第1级六角形框架的至少一部分在其开口内不配置 高级别的所述六角形框架。
12. 根据权利要求8或9所述的建筑结构体，其特征在于在所述蜂窝形框架内配置所述第1级 第n级三角形框架的情况下，被配置在相对位于下方 的所述六角形框架的开口内的三角形框架的数量，多于相对位于上方的被配置 在所述六角形框架的开口内的三角形框架的数量。
13. 根据权利要求8或9所述的建筑结构体，其特征在于形成所述蜂窝 形框架的所述六角形框架的至少一部分在其开口内不配置三角形框架。
14. 根据权利要求1 9任一项所述的建筑结构体，其特征在于形成所 述蜂窝形框架内的多个所述六角形框架的各个框架和相邻的六角形框架共有 一个边。
15. 根据权利要求1 9任一项所述的建筑结构体，其特征在于形成所 述蜂窝形框架的多个所述六角形框架的各个框架和相邻的六角形框架彼此靠 接的边相接合。
16. —种建筑结构体，其特征在于将权利要求1 9任一项所述的建筑结构体中的所述蜂窝形框架及其内部结构部分地混合设置两种或两种以上而 形成。
17. 根据权利要求1 9任一项所述的建筑结构体，其特征在于形成所述蜂窝形框架的多个所述六角形框架的各个框架在各顶点处刚性接合。
全文摘要
提供一种建筑结构体，通过进一步提高蜂窝状建筑结构体的优良的特性来进一步加强其抗震性和抗风性。该建筑结构体是一种用六角形框架群形成的建筑结构体，该六角形框架群由第1级、…、第k-1级、第k级…和第n级六角形框架(2≤k≤n，n是大于或等于2的任意整数)构成，第k-1级与第k级六角形框架的相似比是大于1的整数值，这种建筑结构体具备把多个第1级六角形框架接合成蜂窝状并沿竖直方向竖立设置的蜂窝形框架；在蜂窝形框架内分别配置一个或多个第2级～第n级六角形框架，各第k级六角形框架被配置在任一个第k-1级六角形框架的开口内；第k级六角形框架中的至少一个被配置在第k-1级六角形框架的某个顶点位置上，并与第k-1级六角形框架相接合。
文档编号E04B1/34GK101432491SQ20078000112
公开日2009年5月13日 申请日期2007年5月10日 优先权日2007年5月10日
发明者竹嶋一郎, 鸭下勉 申请人:积水化学工业株式会社