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Patent Searching and Data


Title:
STRUCTURAL PANEL UNIT, AND CONSTRUCTION METHOD AND BUILDING STRUCTURE USING THE SAME
Document Type and Number:
WIPO Patent Application WO/2008/026239
Kind Code:
A1
Abstract:
[PROBLEMS] A precast concrete structural unit capable of forming a flat surface or a curved surface of a building structure body by using a rigidly joined honeycomb structure and capable of realizing a joint configuration advantageous for structure stability. [MEANS FOR SOLVING PROBLEMS] The precast concrete structural panel unit has a first panel surface (17) and a second panel surface (18) that have the same hexagonal shape and where the corresponding sides of the panel surfaces are arranged in parallel with each other. In each hexagonal shape, the sides have the same length or long sides and short sides are alternately arranged. The panel has six side faces (11, 12, 13, 14, 15, 16) that are normal to the first and second panel surfaces and individually connect the corresponding sides with each other. Tension member insertion holes (19a, 19b, 19c) vertically penetrating the opposite side faces of the six side faces are provided at positions not lying over each other.

Inventors:
TAKESHIMA ICHIRO (JP)
Application Number:
PCT/JP2006/316868
Publication Date:
March 06, 2008
Filing Date:
August 28, 2006
Export Citation:
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Assignee:
SEKISUI CHEMICAL CO LTD (JP)
TAKESHIMA ICHIRO (JP)
International Classes:
E04B1/343; E04B1/06; E04B2/56; E04B2/94; F16S5/00
Foreign References:
JPS6183738A1986-04-28
JPS5343217A1978-04-19
JPS6136435A1986-02-21
JP2001173889A2001-06-29
Attorney, Agent or Firm:
KOJIMA, Takiro et al. (Tokyo Kotsu Kaikan 9F 2-10-1, Yurakuch, Chiyoda-ku Tokyo 06, JP)
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Claims:
 プレキャストコンクリート製の構造パネルユニットであって、
 同形状の六角形であり対応する各辺同士が互いに平行に配置された第1のパネル面(17)及び第2のパネル面(18)を備え、前記六角形の各辺は長さが同一であるかまたは短辺と長辺とが交互に配置されており、かつ、
 前記第1及び第2のパネル面に対しほぼ垂直であって前記対応する各辺同士をそれぞれ連結する6つの側面(11、12、13、14、15、16)を備え、
 前記6つの側面のうち互いに対向する側面同士の間を該対向する側面に対しほぼ垂直に貫通する緊張材挿入孔(19a、19b、19c)を、互いに重ならない位置にて設けたことを特徴とする構造パネルユニット。
 請求項1に記載の構造パネルユニットを複数個用いて接合することにより、ハニカム状に剛接合したメインフレームをもつ建築構造体を構築する工法であって、
 隣り合う2つの構造パネルユニットの接合において、前記六角形の各辺の長さが同一の場合はいずれかの前記側面同士を前記緊張材挿入孔の位置を合わせて互いに当接させ、または、前記六角形の各辺が短辺と長辺からなる場合は該短辺を含む前記側面同士を前記緊張材挿入孔の位置を合わせて互いに当接させ、
 前記側面同士の当接により連通した前記緊張材挿入孔に緊張材を貫挿し、
 前記緊張材にポストテンションを付加して定着することにより隣り合う2つの構造パネルユニットを接合することを特徴とする建築構造体の構築工法。
 請求項1に記載の構造パネルユニットを複数個用いて接合することにより構築された、ハニカム状に剛接合したメインフレームをもつ建築構造体であって、
 隣り合う2つの構造パネルユニットは、前記六角形の各辺の長さが同一の場合はいずれかの前記側面同士が前記緊張材挿入孔の位置を合わせて互いに当接し、または、前記六角形の各辺が短辺と長辺からなる場合は該短辺を含む前記側面同士が前記緊張材挿入孔の位置を合わせて互いに当接しており、かつ、前記側面同士の当接により連通した前記緊張材挿入孔に貫挿された緊張材がポストテンションを付加され定着されることにより前記隣り合う2つの構造パネルユニット同士が接合されていることを特徴とする建築構造体。
 請求項1に記載の構造パネルユニットにおいて、
 前記第1及び第2のパネル面の六角形の各辺の長さが同一の場合は、前記6つの側面のうち少なくとも1つが2つの部分面からなる谷状側面に置き換えられ、
 前記第1及び第2のパネル面の六角形の各辺が交互に配置された短辺と長辺からなる場合は、前記6つの側面のうち長辺同士を連結する側面のうち少なくとも1つが2つの部分面からなる谷状側面に置き換えられており、
 前記第1及び第2のパネル面の形状は、前記六角形の形状に替えて前記谷状側面に置き換えられた側面の各辺中点が中心側へ変位した形状となっており、
 前記谷状側面を形成する2つの部分面はそれぞれの隣り合う側面に対して鈍角をなすと共に、該谷状側面においては前記緊張材挿入孔が谷底ライン上に開口することを特徴とする構造パネルユニット。
 請求項4に記載の構造パネルユニットを複数個用いて接合することにより、ハニカム状に剛接合したメインフレームをもつ建築構造体を構築する工法であって、
 隣り合う2つの構造パネルユニットの接合において、前記六角形の各辺の長さが同一の場合は前記谷状側面を除くいずれかの前記側面同士を前記緊張材挿入孔の位置を合わせて互いに当接させ、または、前記六角形の各辺が短辺と長辺からなる場合は該短辺を含む前記側面同士を前記緊張材挿入孔の位置を合わせて互いに当接させ、
 前記側面同士の当接により連通した前記緊張材挿入孔に緊張材を貫挿し、
 前記緊張材にポストテンションを付加して定着することにより隣り合う2つの構造パネルユニットを接合することを特徴とする建築構造体の構築工法。
 請求項4に記載の構造パネルユニットを複数個用いて接合することにより構築された、ハニカム状に剛接合したメインフレームをもつ建築構造体であって、
 隣り合う2つの構造パネルユニットは、前記六角形の各辺の長さが同一の場合は前記谷状側面を除くいずれかの前記側面同士が前記緊張材挿入孔の位置を合わせて互いに当接し、または、前記六角形の各辺が短辺と長辺からなる場合は該短辺を含む前記側面同士が前記緊張材挿入孔の位置を合わせて互いに当接しており、かつ、前記側面同士の当接により連通した前記緊張材挿入孔に貫挿された緊張材がポストテンションを付加され定着されることにより前記隣り合う2つの構造パネルユニット同士が接合されていることを特徴とする建築構造体。
Description:
構造パネルユニット並びにこれ 用いた工法及び建築構造体

 本発明は、ハニカム状に剛接合したメイ フレームをもつ建築構造体を構築するため 用いる構造パネルユニット及びその工法、 びにそれにより構築された建築構造体に関 る。

 従来、プレキャストコンクリート製の部材 用いて構造躯体を構築する工法がいくつか られている。
 例えば、特許文献1では、三角形の単位格子 を接合してドーム形状とした建築構造体に用 いるプレキャストコンクリート部材とその接 合方法が開示されている。特許文献1の建築 造体は、三角形格子の各頂点を中心に6本の が放射状に分岐している。この構造を構築 るためのプレキャストコンクリート部材と て、中心に位置する平面六角形の接合部材 、この接合部材の6つの側面に接合される6 の柱状部材とが用いられる。各柱状部材は 端部に大径部分を有しており、PC鋼材を1つ 柱状部材の大径部分の肩部から挿入し接合 材を貫通させて対向する柱状部材の肩部ま 通し、ポストテンションを導入して定着し 合する。

 また、六角形の基本要素を繰り返しパター で連結したハニカム形状は、強固な構造と て知られており、建築物の種々の箇所また 建築部材として利用されている。
 例えば、特許文献2では、プレキャストコン クリート製の断面六角形の柱状の型枠エレメ ントを用い、それらの外側面同士を当接させ て水平断面がハニカム状となる壁を組み立て 、壁で囲まれた内部の柱状空間にコンクリー トを打設することを繰り返して上方へ延ばす ことにより構築される橋脚構造が記載されて いる(他に特許文献3、4等)。

 一方、従来、高層または超高層の建築構 体としては直柱と水平梁とを3次元格子状に 組み合わせた純ラーメン架構が一般的であっ たが、全ての柱間に梁があるため内部設計に 制約が多いという欠点があった。これに対し 、建築物の外周に連続的に配置した柱とそれ をつなぐ梁で構成されるチューブ架構は、内 部に柱や梁のない空間を確保できるため、設 計上の自由度が大きいという利点がある。ま た、建築物全体がチューブ状に変形すること により耐震性、耐風圧性にも優れるとされて いる。

 チューブ架構において強固な構造であるハ カム形状を適用した例としては、特許文献5 に示すように、水平面内で六角形格子を連結 してハニカム形状とし、さらに鉛直方向に直 柱を介して積層した構造が知られている。

特開2000-144909号公報

特開平6-287913号公報

特開平9-4130号公報

特開平10-18431号公報

特開平9-60301号公報

 しかしながら、特許文献5に記載の構造は 、チューブ架構の周面自体をハニカム構造と したものではない。チューブ架構の周面自体 をハニカム構造としかつ剛接合とした場合に は、極めて強固な構造が実現されることが期 待される。その場合、六角形に基づく同じ形 態の基本単位を同じパターンで繰り返し連結 し面状に拡張していくことで構築可能である 。その場合、基本単位を構成する部材である 構造ユニットの種類が少なくかつ形状がシン プルであることが好ましく、また構造ユニッ ト同士の接合方法も簡易であることが量産性 、施工性の点で好ましい。このように、強固 なハニカム構造を効率的かつ低コストで構築 することができる構造ユニット及びその構築 工法に対する要望がある。

 以上の現状に鑑み本発明は、建築構造体 メインフレーム、特にチューブ架構におけ 平面または曲面を剛接合のハニカム構造で 築することができ、かつ構造安定性に有利 接合形態を実現できるプレキャストコンク ート製の構造ユニットを提供することを目 とする。さらに、この構造ユニットを用い 建築構造体の構築工法並びにその建築構造 を提供することを目的とする。

 上記の目的を達成するべく本発明は、以下 構成を提供する。なお、括弧内の数字は、 述する図面中の符号に対応しており、参考 ために付している。
1)請求項1に係る構造パネルユニットは、プレ キャストコンクリート製の構造パネルユニッ トであって、
 同形状の六角形であり対応する各辺同士が いに平行に配置された第1のパネル面(17)及 第2のパネル面(18)を備え、前記六角形の各辺 は長さが同一であるかまたは短辺と長辺とが 交互に配置されており、かつ、
 前記第1及び第2のパネル面に対しほぼ垂直 あって前記対応する各辺同士をそれぞれ連 する6つの側面(11、12、13、14、15、16)を備え
 前記6つの側面のうち互いに対向する側面同 士の間を該対向する側面に対しほぼ垂直に貫 通する緊張材挿入孔(19a、19b、19c)を、互いに ならない位置にて設けたことを特徴とする

2)請求項2に係る建築構造体の構築工法は、請 求項1に記載の構造パネルユニットを複数個 いて接合することにより、ハニカム状に剛 合したメインフレームをもつ建築構造体を 築する工法であって、
 隣り合う2つの構造パネルユニットの接合に おいて、前記六角形の各辺の長さが同一の場 合はいずれかの前記側面同士を前記緊張材挿 入孔の位置を合わせて互いに当接させ、また は、前記六角形の各辺が短辺と長辺からなる 場合は該短辺を含む前記側面同士を前記緊張 材挿入孔の位置を合わせて互いに当接させ、
 前記側面同士の当接により連通した前記緊 材挿入孔に緊張材を貫挿し、
 前記緊張材にポストテンションを付加して 着することにより隣り合う2つの構造パネル ユニットを接合することを特徴とする。

3)請求項3に係る建築構造体は、請求項1に記 の構造パネルユニットを複数個用いて接合 ることにより構築された、ハニカム状に剛 合したメインフレームをもつ建築構造体で って、
 隣り合う2つの構造パネルユニットは、前記 六角形の各辺の長さが同一の場合はいずれか の前記側面同士が前記緊張材挿入孔の位置を 合わせて互いに当接し、または、前記六角形 の各辺が短辺と長辺からなる場合は該短辺を 含む前記側面同士が前記緊張材挿入孔の位置 を合わせて互いに当接しており、かつ、前記 側面同士の当接により連通した前記緊張材挿 入孔に貫挿された緊張材がポストテンション を付加され定着されることにより前記隣り合 う2つの構造パネルユニット同士が接合され いることを特徴とする。

4)請求項4に係る構造パネルユニットは、請求 項1に記載の構造パネルユニットにおいて、
 前記第1及び第2のパネル面の六角形の各辺 長さが同一の場合は、前記6つの側面のうち なくとも1つが2つの部分面からなる谷状側 に置き換えられ、
 前記第1及び第2のパネル面の六角形の各辺 交互に配置された短辺と長辺からなる場合 、前記6つの側面のうち長辺同士を連結する 面のうち少なくとも1つが2つの部分面から る谷状側面に置き換えられており、
 前記第1及び第2のパネル面の形状は、前記 角形の形状に替えて前記谷状側面に置き換 られた側面の各辺中点が中心側へ変位した 状となっており、
 前記谷状側面を形成する2つの部分面はそれ ぞれの隣り合う側面に対して鈍角をなすと共 に、該谷状側面においては前記緊張材挿入孔 が谷底ライン上に開口することを特徴とする 。

5)請求項5に係る建築構造体の構築工法は、請 求項4に記載の構造パネルユニットを複数個 いて接合することにより、ハニカム状に剛 合したメインフレームをもつ建築構造体を 築する工法であって、
 隣り合う2つの構造パネルユニットの接合に おいて、前記六角形の各辺の長さが同一の場 合は前記谷状側面を除くいずれかの前記側面 同士を前記緊張材挿入孔の位置を合わせて互 いに当接させ、または、前記六角形の各辺が 短辺と長辺からなる場合は該短辺を含む前記 側面同士を前記緊張材挿入孔の位置を合わせ て互いに当接させ、
 前記側面同士の当接により連通した前記緊 材挿入孔に緊張材を貫挿し、
 前記緊張材にポストテンションを付加して 着することにより隣り合う2つの構造パネル ユニットを接合することを特徴とする。

 6)請求項6に係る建築構造体は、請求項4に記 載の構造パネルユニットを複数個用いて接合 することにより構築された、ハニカム状に剛 接合したメインフレームをもつ建築構造体で あって、
 隣り合う2つの構造パネルユニットは、前記 六角形の各辺の長さが同一の場合は前記谷状 側面を除くいずれかの前記側面同士が前記緊 張材挿入孔の位置を合わせて互いに当接し、 または、前記六角形の各辺が短辺と長辺から なる場合は該短辺を含む前記側面同士が前記 緊張材挿入孔の位置を合わせて互いに当接し ており、かつ、前記側面同士の当接により連 通した前記緊張材挿入孔に貫挿された緊張材 がポストテンションを付加され定着されるこ とにより前記隣り合う2つの構造パネルユニ ト同士が接合されていることを特徴とする

 本発明による構造パネルユニットは、互い 平行に配置された第1のパネル面及び第2の ネル面と、これらを連結する6つの側面とを えるプレキャストコンクリート製のパネル 材である。第1及び第2のパネル面は、互い 同形状の六角形であり対応する各辺同士が 行となるように配置される。この六角形の 辺は長さが同一であるかまたは短辺と長辺 が交互に配置されている。すなわち、六角 が正六角形である場合と、3つの同じ長さの 辺と3つの同じ長さの長辺とが交互に配置さ れて対向する位置にある短辺と長辺とは互い に平行となる場合とがある。
 6つの側面の各々は、第1及び第2のパネル面 対しほぼ垂直であって双方のパネル面の六 形の対応する各辺同士を連結している。短 と長辺をもつ場合は、それに対応して6つの 側面もまた短い側面と長い側面(この場合の 短は辺に沿った方向に関してである)とが交 に配置されることとなる。
 さらに、6つの側面のうち互いに対向する側 面同士の間を、それらの対向する側面に対し ほぼ垂直に貫通する緊張材挿入孔を設けてい る。互いに対向する側面同士は3対であるか 、3本の緊張材挿入孔が設けられることにな 。互いに重ならない位置とは、第1のパネル 面と第2のパネル面の間隔(すなわち構造パネ ユニットの厚さ)内においていずれの緊張材 挿入孔も交差しないことを意味する。

 斯かる形状の構造パネルユニットを複数用 ることにより、建築構造体のメインフレー となる種々の平面や曲面を剛接合のハニカ 構造にて構築できる。特に、チューブ架構 周面自体を剛接合のハニカム構造とするこ ができる。
 具体的には、ハニカム構造の基本単位は次 ように構築できる。基本単位となる正六角 (以下、「基本正六角形」と称する)の各頂 に6つの構造パネルユニットをそれぞれ配置 、隣り合うパネルユニットの各々における1 つの短い側面を接合面として互いに当接させ る。よって各パネルユニットは両隣と連結す るために2つの短い側面を接合面として用い ことになる。この結果、6つの構造パネルユ ットが環状に連結され、その中心には、各 ネルユニットの長い側面により囲まれた別 正六角形の開口部が形成される。これが本 明により構築されるハニカム構造の基本単 の形態である。このとき各パネルユニット おける残りの1つの短い側面は、中心から放 射方向に向いており、隣の基本単位に含まれ るパネルユニットの短い側面と連結すること ができる。つまり、各パネルユニットは、隣 り合う2つの基本単位により共有されること なる。
 なお、パネルユニットの六角形の各辺の長 が同一である場合は、1つおきの側面を、上 記の短い側面と同様に接合面として用いる( 下、同様)。
 本発明により構築されるハニカム構造の基 単位に含まれる構造パネルユニットは一種 のみでよいため、量産性及び施工性に適し いる。よって短工期化及びコスト削減を図 ことができる。

 2つのパネルユニットの短い側面同士を位 置を合わせて当接させると、各々に設けた緊 張材挿入孔が連通し、一方のパネルユニット の1つの長い側面から他方のパネルユニット 1つの長い側面まで連続した1つの緊張材挿入 孔が形成される。この緊張材挿入孔に緊張材 を挿貫させ、ポストテンションを付加して定 着することにより強固な接合強度が得られる 。また、上記の通りハニカム構造を構築する と、1つのパネルユニットが3つの異なる方向 延在する緊張材により隣の各パネルユニッ と接合されるため、パネルユニット同士の 合は回転を阻止され剛接合となる。ポスト ンションによりプレストレスを導入するこ で長期応力に対しても曲げやひび割れを発 せず、コンクリートの全断面が圧縮にも引 にも有効に働く。この結果、大スパンの架 が可能となる。また、ひび割れを生じない とから、挿入された緊張材の防食の点でも れている。

 また、2つのパネルユニット同士の接合は 、1本の緊張材を挿貫しポストテンションを 加してその両端を定着するだけであるので 業量が少なくかつ簡易な作業であり、この でも施工性がよい。

 本発明の構造パネルユニットを用いたハ カム構造では、最も応力の集中する基本正 角形の各頂点に位置するパネルユニットが がりをもつ面状部材であり、かつ各頂点の 分では接合を行わないので、応力に対して 常に強い。例えば、前述の特許文献1や特許 文献5のように、応力集中する三角形や六角 の各頂点において線状部材を接合する構造 比べ、構造安定性に優れている。

 また、本発明の構造パネルユニット用い ハニカム構造では、2つのユニットの接合は 基本正六角形の各辺の中点において行われる が、この部分は最も応力が小さいため有利で ある。

 また、六角形パネル面をもつ構造パネル ニットの6つの側面の少なくとも1つを、谷 側面に置き換えた構造パネルユニットは、 れを用いたハニカム構造における開口部を くすることができる。また、デザイン的な リエーションにも対応できる。

 以上の通り、本発明の構造パネルユニッ 用いてハニカム構造に構築されたメインフ ームをもつ建築構造体は、従来のプレスト ストコンクリート・ラーメン構造による架 に比べて強固となる。例えば、従来の15階 てのラーメン架構は固有周期が約1.5秒とか り柔軟な躯体であるの対し本発明による15階 建ての架構は固有周期が約0.3秒であり、非常 に硬い躯体となる。このことにより、本発明 は、免震構造の上部躯体の構築に好適である 。免震構造の上部躯体が柔軟であると、アイ ソレータの免震効果を低減させるおそれがあ るからである。

 さらに、本発明の構造パネルユニットは、 搬の効率化のため、構造パネルユニットを 送車両の大きさに適した大きさに設定する ともできる。
 さらに、プレキャストコンクリート製とす ことにより、型枠を効率的に転用でき、ま 高強度コンクリートを使用すれば建築構造 を長寿命化できるため、省資源に寄与でき 。
 プレキャストコンクリートは工場生産され ため、品質管理が容易であり、生産された ニット及びこれを用いて構築された建築構 体の安全性に対する信頼性を獲得し易い。

 以下、図面を参照して本発明の実施の形態 説明する。
 図1は、本発明によるプレキャストコンクリ ート製の構造パネルユニット(以下、単に「 ネルユニット」と称する場合がある)を用い 構築したハニカム構造の建築構造体の一部 示す正面図である。水平方向及び鉛直方向 図中に矢印で示している。図2は、図1のハ カム構造の基本単位を示した拡大斜視図で る。

 図1に示す建築構造体を構成する構造パネ ルユニット1A、1B、1C、1D、1E、1Fはいずれも同 形状であり、すなわちユニット形状は一種類 のみである。1つの構造パネルユニット1Aは、 図1に示すように正面から見て6つの辺をもつ 角形であり、図2に示すように所定の間隔で 対向する2つの六角形パネル面と、両パネル の対応する辺同士を連結する6つの側面とを 備する。2つの六角形パネル面同士の間隔は パネルユニットの厚さに相当する。図示の好 適例では、六角形パネル面の輪郭を構成する 6つの辺は、長さの異なる2種の辺を交互に配 して構成されている。長い方の辺を「長辺 と称し、短い方の辺を「短辺」と称するこ とする。これに対応して両パネル面の短辺 士を連結する側面は「短い側面」となり、 辺同士を連結する側面は「長い側面」とな 。各パネルユニットにおいて3つの短い側面 と3つの長い側面は、交互に配置されること なる。

 なお、一実施例として、6つの辺が同じ長 さでもよい。その場合、6つの側面も同じ大 さとなる。1つの構造パネルユニットの詳細 造については後に図3~図5を参照して説明す 。

 図1に示すように、ハニカム構造の基本単 位は、太い一点鎖線で示す仮想的な基本正六 角形H1に基づいて形成されている。基本正六 形H1の各頂点a、b、c、d、e、fに、6つの構造 ネルユニット1A、1B、1C、1D、1E、1Fをそれぞ 配置し、隣り合うパネルユニットの各々の い側面を接合面として互いに当接させる。 パネルユニットは両隣りのパネルユニット 接合するために2つの短い側面を用いること になる。これにより、6つの構造パネルユニ トが環状に連結され、その中心には、太い 点鎖線で示すように各パネルユニットの長 側面により囲まれた正六角形H2の開口部が形 成される。このとき各パネルユニットにおけ る残りの1つの短い側面は、中心から放射方 に向いており、隣の基本単位に含まれる1つ パネルユニットの短い側面と連結すること できる。

 図1から明らかな通り、ハニカム構造の基 本正六角形H1は、水平方向及び鉛直方向に拡 る平面内に隙間なく配置されており、基本 六角形H1の各頂点に位置する1つのパネルユ ット1A等は、隣り合う3つの基本正六角形H1 より共有されることになる。

 なお、パネルユニットの六角形の各辺の さが同一(すなわち各側面が同じ大きさ)で る場合は、1つおきの側面を、図1における短 い側面と同様に接合面として用いることにな る。

 差し渡し直径(互いに対向する長辺と短辺 間の距離)の同じ六角形で比較した場合、長 と短辺の差が大きいほど、ハニカム構造に ける中心の正六角形H2の開口部が大きくなり 、各辺の長さが同一のときに正六角形H2の開 部が最も小さくなる。一方、長辺と短辺の が大きいほど短い側面同士の接合部の面積 小さくなり、各辺の長さが同一のときに接 部の面積が最大となる。接合部の面積が大 いほど強度的には有利である。長辺と短辺 長さの絶対値及びその比率は、対象とする 築構造体に要求される強度、開口部の大き 、その他種々の条件により設定する。しか ながら、本発明の構造パネルユニットによ ハニカム構造は、長辺と短辺の差を比較的 きくしても十分な強度を得ることができ、 の場合、開口部を広く採れるので有利であ 。

 図1及び図2において、各構造パネルユニ ト内部の破線で示す位置には、緊張材挿入 が予め設けられている。例えば、シースを 設することにより設けることができる。1つ 緊張材挿入孔は、構造パネルユニットにお て互いに対向する一対の側面同士の間を貫 し、かつそれらの側面に対して基本的に垂 である。よって、1つの構造パネルユニット には、3つの異なる方向(互いに60度の角度を す)に延在する緊張材挿入孔が存在すること なる。

 例えば、図2に示すように、2つの構造パ ルユニット1Aと1Dの短い側面同士を当接させ と、双方に設けた緊張材挿入孔が連通し、 ネルユニット1Aの向かって右側の長い側面 らパネルユニット1Dの向かって左側の長い側 面まで連続した1つの緊張材挿入孔が形成さ る。言い換えるならば、2つのパネルユニッ の互いの緊張材挿入孔の位置を合わせるよ に短い側面同士を当接させている。

 この緊張材挿入孔に緊張材2Cを挿通させ ポストテンションを付加してその両端を一 の定着具3C、3Cを用いて定着することにより パネルユニット1Aと1Dとを強固に接合するこ とができる。同様に、パネルユニット1Aは、 2の緊張材2Aにより隣のパネルユニット1Bと 合される。さらに、パネルユニット1Aは、第 3の緊張材2Bにより、隣の基本単位に含まれる パネルユニット(図示せず)と接合される。

 このようにしてハニカム構造を形成した 合、1つのパネルユニット(例えば1A)は、3つ 異なる方向に延在する3本の緊張材2A、2B、2C により隣合う3つのパネルユニットとそれぞ 接合されるため、各接合部は回転を阻止さ 剛接合となる。これにより、ハニカム状に 接合したメインフレームをもつ建築構造体 構築することができる。

 ポストテンションによりプレストレスを 入することで長期応力に対しても曲げやひ 割れを発生せず、コンクリートの全断面が 縮にも引張にも有効に働く。この結果、大 パンの架構が可能となる。また、ひび割れ 生じないことから、挿入された緊張材の防 の点でも優れている。

 なお、プレキャストコンクリート製の部 同士の接合部においては、それぞれの接触 の間に多少の間隙を設けてその間隙にプレ ャストコンクリートよりも強度の大きいモ タル、樹脂モルタルまたはグラウト等を充 することが好適である。これにより、施工 差を簡易に吸収することができ、施工性を 上させることができる。

 ここで、再び図1を参照すると、本発明の 構造パネルユニットを用いて構築された建築 構造体のメインフレームのハニカム構造は、 基本正六角形H1の上下2辺が水平方向に平行と なるように配置される(つまり、中心の開口 の正六角形H2は、左右2辺が鉛直方向に平行 なる)。ここで、鉛直方向においてm列とn列 縦に並んだ2列の各パネルユニットを見ると 各列の各パネルユニットがジグザグに配置 れ剛接合で交互に連結されている。この形 は、鉛直方向に並んだ複数の基本正六角形H 1の各頂点b’、a、b、c、b”、c’、b’”を連 してジグザグに配置される斜柱を想定した 合、そのような斜柱と同様の機能を有して り、鉛直荷重及び水平負荷を軸力に変換し すい構造となっている。加えて、斜柱のよ な線状部材ではなく面状部材であるため、 に強固な構造となる。

 本発明の構造パネルユニットを用いたハ カム構造では、最も応力の集中する基本正 角形H1の各頂点に位置するパネルユニット 拡がりをもった面状部材であり、またこの 分には接合部がないため、応力に対して非 に強い構造である。接合部は、基本正六角 H1の各辺の中点に位置しており、この部分は 応力が小さいため有利である。

 図3及び図4を用いて、図1及び図2に示した 構造パネルユニット1Aの構造を詳細に説明す 。図3は、構造パネルユニット1Aの外観斜視 である。図4は、(A)正面図、(B)上面図、(C)X 面図及び(D)Y断面図である。構造パネルユニ ト1Aは、所定の型枠を用いて製造されるプ キャストコンクリート部材である。

 図3及び図4に示すように、第1のパネル面1 7と、第2のパネル面18(図3では底面)とは、同 状の六角形であり、対応する各辺同士が互 に平行に配置されている。例えば、第1のパ ル面17の短辺161と、第2のパネル面18の短辺16 2とは互いに平行であり、また、第1のパネル 17の長辺111と、第2のパネル面18の長辺112と 互いに平行である。第1のパネル面17と第2の ネル面18の間の距離が、構造パネルユニッ 1Aの厚さとなる。

 各パネル面17、18においては短辺と長辺と が交互に配置されている。例えば、第1のパ ル面17においては、長辺111、短辺121、長辺131 、短辺141、長辺151、短辺161の順に配置されて いる。短辺同士は同じ長さであり、長辺同士 もまた同じ長さである。

 さらに、第1及び第2のパネル面17、18に対 垂直であって対応する各辺同士をそれぞれ 結する6つの側面11、12、13、14、15、16を備え ている。短辺同士を連結する側面12、14、16は 短い側面であり、それに対して長辺同士を連 結する側面11、13、15は長い側面である。

 さらに、図4(A)に示すように、6つの側面 うち互いに対向する側面同士の間に、緊張 挿入孔19a(長い側面11と短い側面14の間)、19b( い側面13と短い側面16の間)、19c(長い側面15 短い側面12の間)がそれぞれ設けられる。各 張材挿入孔19a、19b、19cは、対向する一対の 面に対しそれぞれ垂直である。各緊張材挿 孔19a、19b、19cの両端は、それぞれの側面の ぼ中心に開口していることが好ましい。正 図においてはいずれの緊張材挿入孔もパネ ユニットの中心部を通り、互いのなす角度α は60度である。また、図4(B)及び(C)に示すよう に、各緊張材挿入孔は、パネルユニットの厚 さ範囲内において互いに重ならない位置に設 けられている。もっとも、バランスの観点か ら、全ての緊張材挿入孔がユニット厚さ範囲 内においてできるだけ中央近傍に位置するこ とが好ましい。

 構造パネルユニット1Aの各部位の寸法は 構築すべき建築構造物に要求される条件あ いは輸送条件等により適宜設定される。

 図5は、別の実施形態である構造パネルユ ニット10Aの外観斜視図である。図3の実施形 と対応する部分は同じ符号で示している。 3の実施形態と比較して、第1のパネル面17及 第2のパネル面(図5における底面)が正六角形 、すなわち6つの辺の長さが同じである点が 違する。第1のパネル面107における隣り合う 111と161の長さは同じであり、第2のパネル面 における隣り合う辺112と162の長さも同じであ る。ハニカム構造を構築する場合は、例えば 、1つおきの側面11、13、15を接合面として用 ればよく、その他の点については、図1~図4 示した実施形態の構造パネルユニット1Aと同 じである。

 図6は、本発明によるプレキャストコンク リート製の構造パネルユニットの一実施形態 を示し、(A)は外観斜視図、(B)はこれを用いて 構築したハニカム構造の建築構造体の一部を 示す正面図である。

 図6(A)の構造パネルユニット100Aは、図3及 図4に示した構造パネルユニット1Aの変形形 である。構造パネルユニット100Aは、上記の 構造パネルユニット1Aの6つの側面のうち長辺 同士を連結する3つの長い側面を、平面では く谷状側面11、13、15に置き換えた形状とな ている。例えば、1つの谷状側面11は、2つの 分面11a及び11bからなる。これらの部分面11a 11bの境界線(谷底ラインL)は側面11の中央に 置してパネルユニット100Aの中心側に変位し いる。谷状側面11、13及び15の谷の深さは任 であるが、部分面11a及び部分面11bがそれぞ の隣り合う側面16及び側面12に対してなす角 度βが鈍角となるような範囲とする。但し、 <120°であり、β=120°のときが谷のない平坦 な側面に相当する。βが直角に近いよりも120 に近い方が好ましい。120°に近い方が、上述 の図3及び図4の形態と同様に、拡がりをもっ 面状部材としての強度が得られるためであ 。

 このように一部の側面を谷状側面に置き換 た構造パネルユニット100Aでは、第
 前記第1及び第2のパネル面の形状は、図3及 図4の形態における六角形の形状に替えて、 谷状側面に置き換えられた側面の各辺中点が 中心側へ変位した形状となっている。従って 、第1及び第2のパネル面の形状は、厳密には 角形ではないが、谷状側面の谷が浅いほど 角形に近い形状となる。

 図6(A)に示すように、谷状側面11において 、緊張材挿入孔19aが谷底ラインL上に開口す ることになる。他の谷状側面13、15について 同様である。

 図6(B)に示すように、同形状の構造パネル ユニット100A~100Fを用い、隣り合う構造パネル ユニットの短い側面同士を接合してハニカム 構造を構築することができる。接合方法は、 上述の形態を同じである。谷状側面を設けた 構造パネルユニットを用いたハニカム構造に おいては、谷状側面を設けない場合に比べて 開口部Wを大きくすることができる。

 なお、図6の実施形態では、長辺同士を連 結する3つの長い側面11、13及び15の全てを谷 側面に置き換えているが、別の実施形態で 、1つまたは2つの長い側面のみを谷状側面に 置き換えてもよい。

 また、図示しない別の実施形態として、 5に示した第1パネル面と第2パネル面が正六 形の実施形態においても、少なくとも1つの 側面を図6に示した谷状側面に置き換えても い。その場合、谷状側面に置き換える側面 1つおきに設ける。ハニカム構造を構築する 合の隣り合うパネルユニットとの接合は、 状側面ではない平坦な側面同士により行う

 図6に示した谷状側面を設けた構造パネル ユニット100A及びその変形形態と、図3~図5に した六角形の構造パネルユニット1A、10Aとを 、ハニカム構造中に混在させて建築構造体を 構築することも可能である。これにより、開 口部の大きさやデザイン状の要請に広く対応 できる。

 図7は、図3及び図4に示した基本的な構造 ネルユニット1Aのさらに別の変形形態であ 。図7(A)は、その外観斜視図を示している。 造パネルユニット1A’では、1つの短い側面1 6が、第1パネル面17及び第2パネル面18に対し 垂直な方向Cから僅かな角度γをなしている このような構造パネルユニット1A’を用いる ことにより、曲面のハニカム構造を構築する ことができる。

 図7(B)は、(A)に示した構造パネルユニット 1A’と、同じ形状のもう1つの構造パネルユニ ット1B’とを、それぞれの短い側面16を対向 せて接合した状態の正面図であり、図7(C)は の下面図である。(C)の下面図に示されるよ に、接合された2つの構造パネルユニット1A と1B’の各々の第1のパネル面17同士は、角 180°-2γとなって屈曲部が形成される。この うな接合を連続させていくと曲面を形成す ことができる。

 但し、角度γは僅かな角度であり、双方 構造パネルユニット1A’と1B’に緊張材を貫 させて図3及び図4の形態の構造パネルユニ トと同様にポストテンションを付与して定 させることにより、ほぼ同様の接合強度が られる程度とする。よって、接合面となる い側面16は、傾斜があるといっても第1及び 2のパネル面に対してほぼ垂直といってよく また、短い側面16に開口する緊張材挿入孔19 bもまた、この側面に対してほぼ垂直といっ よい。

 以上、図面を参照して本発明の実施の形 を詳述したが、具体的な構成は、上記の実 の形態に限らず、本発明の要旨を逸脱しな 程度の設計変更は本発明に含まれる。例え 、接合する側面をパネル面に対して垂直か 僅かにずらすことにより、曲面のハニカム 造を構築することもできる。また、谷状側 に替えて、山状側面とすることもできる。

本発明によるプレキャストコンクリー 製の構造パネルユニットを用いて構築した ニカム構造の建築構造体の一部を示す正面 である。 図1のハニカム構造の基本単位を示した 拡大斜視図である。 構造パネルユニット1Aの外観斜視図で る。 構造パネルユニット1Aの(A)正面図、(B) 面図、(C)X断面図及び(D)Y断面図である。 別の実施形態である構造パネルユニッ 10Aの外観斜視図である。 (A)は別の実施形態である構造パネルユ ット100Aの外観斜視図である。(B)は、(A)のパ ネルユニットを用いて構築したハニカム構造 の一部である。 (A)は、別の実施形態である構造パネル ニット1A’の外観斜視図である。(B)は、(A) パネルユニット2つを接合したときの正面図 あり、(C)は下面図である。

符号の説明

 1A、1B、1C、1D、1E、1F:構造パネルユニット
 11、12、13、14、15、16 側面
 17 第1のパネル面
 18 第2のパネル面
 19a、19b、19c 緊張材挿入孔
 2A、2B、2C 緊張材
 3A、3B、3C 定着具
 H1 ハニカム構造の基本正六角形
 H2 ハニカム構造の開口部の正六角形
 W ハニカム構造の開口部