一种由一系列支杆（１２、１４）按照特殊形式布置而构成的结构框架能使施加在框架上的应力转向从而使拉力极少发展并最大程度地使应力分解成为压力。该框架是由多个单元方块构成的，每一个单元方块具有十二个等长的支杆（１２）排列成一个立方体的边和八个另外的等长支杆（１４）分别从立方体的每一个角上伸出。八个向外伸出的支杆（１４）中每一个都与它所连接的立方体三个边支杆（１２）中的每一个形成相等的角度。这些向外伸出的支杆（１４）的外端（１４Ｅ）是这样连接在一起的，使四个这样的支杆外端（１４Ｅ）连接成为一个组，许多这样的组连接成为这些单元方块（１０）的网络，从而构成结构框架。（*该技术在2015年保护过期，可自由使用*）
【技术实现步骤摘要】
有关本申请的引用文件本申请是1994年11月14日提出的序号为08/338,408、题为“应力调整结构”的专利申请的部分继续申请。提高强度对重量比是大多数设计追求的目标，这些设计中包括Richard Buckminster Fuller所提出和构造的许多设计。使用承载框架和桁架时，在大多数情况下，失败的发生是由于拉力方面的失败而不是由于压力方面。即使原来施加的载荷在材料内引起压应力，但该应力在材料内经过方向上的分解就会引出拉应力。例如一个承受载荷的拱顶会趋向下垂，以致在构成拱顶的桁架内引起拉应力，由于拉应力的失败而导致失败。人们曾用很多注意力来发展具有高抗拉强度的材料，以使用在载荷支承结构上，利用这些材料的抗拉强度，使施加的载荷至少有一部分可由这些拉力件内产生的拉应力来分解。这样一种方法曾在1967年授于Buckminster Fuller的美国专利3,354,591号中概要地说明过。该结构的一个较新的改进曾在1980年颁发的美国专利4,207,715号中描述过。这种拉力件和压力件结合的结构也曾在1987年颁发的美国专利4,711,062号中公开过。简要说明本专利技术为一由多个支杆组成的框架式结构。每一支杆理想上具有相等的长度，并被配置成为这样的形式，使施加在结构上的应力在结构中被分解时能产生最小的拉应力。这些成组的支杆可被分析成为多个互相连接的成组的结构单元(组件块)。这些在互连时构成本专利技术的框架的结构单元可用三种不同的方式去观察。即根据人们把构成本专利技术框架的成组支杆断开的地方，人们可以把结构单元归纳到三个截然不同的组内。其中两个组是真正的结构单元。另外一组是略带抽象的组，其中各个支杆承担着双重职责并被认为是所涉及的两个或多个具体亚框架的构成边。第一组为二十个支杆的结构单元，申请人把它称为“单元方块(Unicube)”。这是一个由十二个支杆构成一个立方体的框架。从立方体八个角的每一个角上都有一个支杆向外伸出并与立方体的三个相邻边的支杆形成相同的角度。将多个这种单元方块从立方体八个角上伸出的支杆的外端连接起来，便可构成按照本专利技术原理的框架或桁架。第二组是由两个结构单元组成的。它们是四轴(tetrax frames)和立方体框架。每一个四轴体框架为从一个四面体的中心向其四个角伸出的四个支杆。每一个立方体框架为构成立方体各边的十二个支杆。每一个四轴体支杆的外端与立方体框架的一个角连接，相应地，立方体框架的每一个角都与四轴体框架的一个支杆的外端连接。这样从立方体框架的八个角上将有八个四轴体框架向外伸出。相应地在四轴体框架的四个支杆的外端上将有四个立方体框架伸出，每一个立方体框架都以其角与四轴体的支杆连接。由于一个四轴体上有四个外端而一个立方体有八个角，这种配置需要有为立方体框架数两倍的四轴体框架。第三组正确地说并不是一个结构单元，它是一个截头菱形十二面体(TRD)的边框架，在所引用的专利申请文件中有详细的揭露。由形成多个截头菱形十二面体的边支杆组成的结构可形成本专利技术的框架。但应知道，在多个TRD组装在一起时，每一个边将为三个这样的TRD所共有。而本专利技术的框架是这样的框架，它构成共有的支杆，三个相邻TRD的三个边只用一个支杆而不是用三个平行且重合的支杆来代表。附图说明图1至6示出这三组结构单元。图1和2示出单元方块的两个视图。图3和4分别示出四轴体框架和立方体框架。图5和6示出TRD框架的两个视图。图5示出不透明的TRD，因此图上只画出可以看到的TRD的边。附图的简要说明图1为单元方块的透视图，由于中心立方体是不透明的，因此只有可看到的支杆能被看到。图2为实际的单元方块的透视图，图中示出中心立方体的所有十二个支杆和八个向外伸出的角支杆。图3示出四支杆四轴体的两个视图，它在本文中也被称为四轴体框架。图4为一立方体框架的透视图，这个立方体框架是单元方块的中心立方体。图5为一不透明的截头菱形十二面体(TRD)的透视图，从而图中只画出一个不透明的TRD上能看到的边。图6为一实际的TRD的透视图，图中示出其所有边。图7为图1的单元方块在二维上的集合，图中示出相邻单元方块的向外伸出的支杆的连接基本上是在一个壳内，该壳相对于图8的平面为浅薄的。定义申请人在这里采用了下列术语。这些术语是按照下列定义被用在说明书和权利要求书之内的。单元方块(Unicube)一个单元方块由二十个相等的支杆互相连接而组成。其中十二个支杆构成一个立方体的边，因此是一个立方体框架。八个支杆分别从立方体的八个角上向外伸出，其伸出方向为使每一个向外伸出的支杆与三个与它连接的支杆都形成一个相同的角度。形成立方体的十二个支杆被称为立方体支杆，而从立方体角上向外伸出的八个支杆被称为外伸支杆。单一的单元方块的每一个外伸支杆都有一个外端。图2所示即为一个单元方块。立方体框架(Cubic Frame)一个立方体框架由一组构成一个立方体十二个边的支杆组成。一个立方体框架构成本专利技术最佳结构的两个结构单元中的一个。另一个结构单元为在下面定义的四轴体。一个立方体框架在图4中示出。四轴体(Tetrax)四轴体为从四面体的中心点向其四角伸出的四个尺寸相同的轴。四轴体的任两个支杆或腿相互之间的角度都是109.47°。多个四轴体和多个立方体框架可组合起来，构成本专利技术的最佳结构框架。这个四轴体在本文中也被称为四轴体框架。图3所示即为一个四轴体。四轴体结构(Tetrax Structure)四轴体结构是一个与四轴体近似的四支杆结构或结构单元。四个支杆都连接到一个共同点上。但这些支杆的长度不一定相等，而且任两个支杆相互之间的角度亦可略微偏离109.47°。一个四轴体结构可作为一个结构单元用在本专利技术的不是最佳的实施例中。四轴体结构可从四轴体框架偏差多少而仍可用在本专利技术的某些实施例中的偏差限度，将在下面的详细说明中作较详细的论述。截头菱形十二面体(TRD)这个术语被用在这样一个菱形十二面体上，其中各有四个边从顶点延伸下来的六个顶点(角顶)被截去。每一个菱形十二面体的六个各带四个边的顶点大约在边的中点被截去，并拿掉被截去的部分就可得到本文所定义的TRD。关于TRD的更详细的论述可参见序号为08/338,408的相关的专利申请。优选实施例的说明图1和2示出本专利技术的结构单元的一种形式，在本文中被称为单元方块10。如图1所示，有十二个支杆12构成一个立方体的边，有八个支杆14从立方体的八个角上向外伸出。每一个外伸支杆14都与构成支杆14从其伸出的那个角的三个立方体边支杆12中的每一个支杆形成相等的角度。支杆14和12的长度都相等。为了使这个单元方块10的结构单元看得更清楚，图1示出的立方体是不透明的。由于结构本身由一系列支杆构成，所以图2是更为正确的表示法。在用图1的单元方块构造本专利技术的框架时，每一个支杆14的外端14E被连结到另外三个单元方块的一个外端14E上。图7被设计用来示出并建议出这种布置方法。在图7中只有三个而不是四个外端1 4E被示出为连接着的，为的是使图面可表现得更清楚。多个图2的单元方块10用它们的支杆端14E互相连接起来，便可得出本专利技术的一个最佳的框架实施例。应该注意的是，每一个外端14E被连接到另外三个单元方块的另外三个外端14E上。这样任何一组四个连接起来的单元方块本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种结构框架用的结构单元，它包括： 一个具有八个角和十二个刚性的承受压力的支杆的立方体框架，和 八个向外伸出的刚性的承受压力的支杆，每一个支杆都从所说八个角中一个分开的角向外伸出，每一个所说向外伸出的支杆都有一个外端。
【技术特征摘要】
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【专利技术属性】
技术研发人员：查尔斯R欧文斯，
申请(专利权)人：查尔斯R欧文斯，
类型：发明
国别省市：US[美国]
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