JP2011208996A

JP2011208996A - 載荷試験システム

Info

Publication number: JP2011208996A
Application number: JP2010074896A
Authority: JP
Inventors: Minoru Sasa; 実佐々
Original assignee: Taisei Corp
Current assignee: Taisei Corp
Priority date: 2010-03-29
Filing date: 2010-03-29
Publication date: 2011-10-20

Abstract

【課題】低コストでかつ高精度で躯体の載荷試験を行うことができる載荷試験システムを提供すること。
【解決手段】載荷試験システムは、床スラブ１１３の強度を推定する。載荷試験システムは、床スラブ１１３の所定位置Ａに配置されたジャッキ４２と、床スラブ１１３の所定位置Ａでの沈下量を測定する測定装置と、を備える。床スラブ１１３が撓むようにジャッキ４２に軸力が導入される際に、ジャッキ４２の上方に配置されたクローラークレーン３２が反力として用いられる。
【選択図】図２

Description

本発明は、載荷試験システムに関する。詳しくは、既存躯体の強度を試験する載荷試験システムに関する。

従来より、既存建物の解体を行う場合には、解体用の重機を既存建物の最上階に揚重し、この解体用重機により最上階を解体して、１層だけ下階に降りる。次に、解体様重機によりこの下階を解体して、１層だけ下階に降りる。このような作業を繰り返すことで、上階から下階に向かって順次解体してゆく。
ところで、この解体作業では、解体用重機が既存スラブ上を走行するため、既存スラブ直下に強カサポートを設置して、解体作業の安全性を確保する。そして、解体工事の進行に従って、この強力サポートを下階に盛り替えてゆくことが行われる。

ここで、既存スラブの短期設計床強度をもとに検討すると、強力サポートの設置間隔は、１ｍ〜１．５ｍ程度のグリッド状となる場合が多い。よって、この手法では、強力サポートの必要数量が膨大となり、強力サポートの運搬作業、設置作業、盛り替え作業も膨大となり、コストがかかる、という問題があった。

そこで、実際に既存スラブの強度を確認する載荷試験を行い、この載荷試験の結果に基づいて強力サポートを設置することで、強力サポートの必要本数を削減することが提案されている。

この載荷試験方法は、例えば、以下の手順で行われる。
すなわち、既存スラブの中央部分は周縁部分よりも低強度であるため、既存スラブの中央部分を試験対象とする。よって、この既存スラブの中央部分にジャッキを設置し、この既存スラブの上階の既存スラブの中央部分にジャッキの反力をとりながら、ジャッキに軸力を導入する。すると、既存スラブが沈下するため、この沈下量を測定したりクラックの発生状況を確認したりすることで、既存スラブの強度を確認できる。

しかしながら、上述の載荷試験方法では、ジャッキの反力が上階の既存スラブの中央部分に作用するため、ジャッキに軸力を導入すると、既存スラブが沈下すると同時に、上階の既存スラブが浮き上がってしまい、載荷試験の精度が低下する、という問題がある。

そこで、仮設壁や仮設ブレースなどを設けて、上階の既存スラブを補強することが提案されている（特許文献１参照）。

特開２００６−５２５５３号公報

しかしながら、この提案では、仮設壁や仮設ブレースなどの載荷試験装置が大型化してしまい、コストが高くなる、という問題があった。

本発明は、低コストでかつ高精度で躯体の載荷試験を行うことができる載荷試験システムを提供することを目的とする。

請求項１に記載の載荷試験システムは、既存躯体の強度を推定する載荷試験システムであって、前記既存躯体の所定位置に配置されたジャッキと、前記既存躯体の載荷時の所定位置での沈下量を測定する測定装置と、を備え、前記既存躯体が撓むように前記ジャッキに軸力が導入される際に、前記ジャッキの上方に配置された重機が反力として用いられることを特徴とする。

この発明によれば、ジャッキに軸力を導入して圧力を掛けると、重機に反力をとりながら既存躯体が下方に押圧される。よって、従来のように既存スラブから反力をとる場合に比べて、反力をとる対象物の浮上がりを抑制できるため、既存躯体の所定位置での沈下量を正確に測定できるから、載荷試験の精度を向上できる。
ここで、重機を部材の上に載置して、この部材を介して重機から間接的に反力をとってもよいし、重機から直接反力をとってもよい。重機から直接反力をとる場合、例えば、重機をスラブの上に載せて、この重機の車輪やアウトリガーを梁の上に配置し、この重機の載ったスラブを試験してもよいし、または、重機の載ったスラブに貫通孔を設けて、下層のスラブを試験してもよい。
また、新設構造物を構築するための重機を利用するので、従来のように仮設構造物を構築する必要がなく、システムを簡易な構成にでき、低コストである。

請求項２に記載の載荷試験システムは、前記ジャッキの上方には、構台が架設され、前記既存躯体が撓むように前記ジャッキに軸力が導入される際に、前記重機に加えて前記構台が反力として用いられることを特徴とする。

この発明によれば、重機を構台上に配置して、重機に加えて構台からも反力をとった。よって、反力をとる対象物の浮上がりをさらに抑制でき、載荷試験の精度をさらに向上できる。
また、新設構造物を構築するための構台を利用するので、従来のように仮設構造物を構築する必要がなく、低コストである。

請求項３に記載の載荷試験システムは、前記ジャッキの上方には、第２の既存躯体が位置しており、前記既存躯体が撓むように前記ジャッキに軸力が導入される際に、前記重機に加えて前記第２の既存躯体が反力として用いられることを特徴とする。

この発明によれば、重機を第２の既存躯体の上に配置して、重機に加えて第２の既存躯体からも反力をとった。よって、反力をとる対象物の浮上がりをさらに抑制でき、載荷試験の精度をさらに向上できる。

本発明によれば、ジャッキに軸力を導入すると、重機に反力をとりながら既存躯体が下方に押圧される。よって、従来のように既存スラブから反力をとる場合に比べて、反力をとる対象物の浮上がりを抑制できるため、既存躯体の所定位置での沈下量を正確に測定できるから、載荷試験の精度を向上できる。また、新設構造物を構築するための重機を利用するので、従来のように仮設構造物を構築する必要がなく、システムを簡易な構成にでき、低コストである。

本発明の第１実施形態に係る載荷試験システムの平面図である。前記実施形態に係る載荷試験システムの載荷装置の断面図である。前記実施形態に係る載荷試験システムの載荷装置の平面図である。本発明の第２実施形態に係る載荷試験システムの載荷装置の断面図である。本発明の第３実施形態に係る載荷試験システムの載荷装置の断面図である。

以下、本発明の実施形態を図面に基づいて説明する。なお、以下の実施形態の説明にあたって、同一構成要件については同一符号を付し、その説明を省略もしくは簡略化する。
〔第１実施形態〕
図１は、本発明の第１実施形態に係る載荷試験システム１の平面図である。
載荷試験システム１は、地下１階の既存躯体としての床スラブ１１３の所定位置Ａの強度を推定するものである。
既存建物１０は、地下１階躯体１１と、この地下１階躯体１１の上に位置する１階躯体１２（図２参照）と、を備えている。
地下１階躯体１１は、柱１１１、梁１１２、および、第２の既存躯体としての床スラブ１１３などで構成される。
１階躯体１２は、床スラブ１２１のほか、図示しない柱や梁などで構成される。

この載荷試験システム１は、地下１階の床スラブ１１３の所定位置Ａに配置された載荷装置４０と、地下１階の床スラブ１１３上に配置されて載荷装置４０の沈下量を測定する測定装置５０と、を備える。

図２は、載荷試験システム１の載荷装置４０の断面図である。図３は、載荷装置４０の平面図である。
１階の床スラブ１２１の直上には、新設構造物を構築するための構台３０が架設されている。
構台３０は、図示しない支柱、下桁、および上桁と、この上桁の上に敷設された覆工板３１と、を備える。この構台３０の上には、各種の重機やトラックが乗入れ可能となっている。

載荷装置４０は、地下１階の床スラブ１１３の所定位置Ａの上に設けられた基部４１と、この基部４１の上に設けられたジャッキ４２と、このジャッキ４２と構台３０の間に設けられた反力受け部４３と、を備える。

基部４１は、プレート４１１、台座４１２、プレート４１３、第１笠材４１４、第２笠材４１５、キャンバ４１６の順に下から積層されて構成されている。
ジャッキ４２は、鉛直方向を軸方向として配置されている。
第２笠材４１５の周縁には、４つの測定点Ａ_１〜Ａ_４が設定されている。

反力受け部４３は、１階の床スラブ１２１上に設けられた受け台４３１と、この受け台４３１に支持された桁材４３２、４３３と、桁材４３２の所定位置Ａの直上の位置に設けられたプレート４３４と、桁材４３２から所定位置Ａに向かって１階躯体１２の床スラブ１２１を貫通して鉛直方向下方に延びる支柱４３５と、この支柱４３５の下端に取り付けられたキャンバ４３６と、を備える。
キャンバ４３６の下端面は、ジャッキ４２の上端面に対向している。
プレート４３４と構台３０の覆工板３１の下面との間には僅かな隙間が形成されている。

測定装置５０は、地下１階の所定位置Ａの両側の梁１１２同士の間に架設された略平行な一対の第１基準梁５１と、これら一対の第１基準梁５１同士の間に架設された一対の第２基準梁５２と、これら基準梁５１、５２に設けられて基準梁５１、５２に対する載荷装置４０の測定点Ａ_１〜Ａ_４の鉛直方向の変位を計測する４つの第１測定器５３と、これら第１測定器５３の計測値を補正する第２測定器５４（図１参照）と、を備える。

この載荷試験システム１によれば、以下の手順で、載荷試験を行う。
まず、構台３０上にクローラークレーン３２を載せて、所定位置Ａにあるジャッキ４２の直上にこのクローラークレーン３２のキャタピラ３２１を位置させる。
次に、ジャッキ４２を駆動して鉛直方向に伸張させて、ジャッキ４２の上端を反力受け部４３のキャンバ４３６に当接させる。

次に、地下１階の床スラブ１１３と構台３０とが離間するように、ジャッキ４２に軸力を導入する。すると、反力受け部４３が僅かに持ち上げられて、構台３０の覆工板３１の下面に押し付けられて、ジャッキ４２は、反力受け部４３を介して構台３０およびクローラークレーン３２に反力をとることになる。

そして、ジャッキ４２に導入する軸力を増大させて、所定位置Ａにさらに荷重を加える。すると、ジャッキ４２は、構台３０およびクローラークレーン３２に反力をとりながら、基部４１を介して、地下１階の床スラブ１１３を下方に押圧する。

このとき、測定装置５０の第１測定器５３により、載荷装置４０の測定点Ａ_１〜Ａ_４での変位を所定位置Ａの沈下量として測定する。
ここで、第１測定器５３を支持する第１基準梁５１は、地下１階の梁１１２上に架設されているため、これら梁１１２が沈下すると第１測定器５３も沈下することとなり、第１測定器５３による計測値に誤差が生じてしまう。そこで、図１に示すように、第１基準梁５１の略中央に測定点Ｂ_１、載荷装置４０の周囲の地下１階の梁１１２に測定点Ｂ_２〜Ｂ_５を設定して、第２測定器５４により測定点Ｂ_１〜Ｂ_５の鉛直方向の変位を計測し、これら測定点Ｂ_１〜Ｂ_５の計測値に基づいて測定点Ａ_１〜Ａ_４の計測値を補正する。

以上のようにして、既存の床スラブ１１３の所定位置Ａに加えた荷重と、この荷重による所定位置Ａの沈下量との関係を求める。

本実施形態によれば、以下のような効果がある。
（１）ジャッキ４２に軸力を導入すると、クローラークレーン３２に反力をとりながら地下１階の床スラブ１１３が下方に押圧される。よって、従来のように既存スラブから反力をとる場合に比べて、反力をとる対象物の浮上がりを抑制できるため、床スラブ１１３の所定位置Ａでの沈下量を正確に測定できるから、載荷試験の精度を向上できる。
また、新設構造物を構築するためのクローラークレーン３２を利用するので、従来のように仮設構造物を構築する必要がなく、載荷試験システム１を簡易な構成にできるので、低コストである。

（２）クローラークレーン３２を構台３０の上に配置して、クローラークレーン３２に加えて構台３０からも反力をとった。よって、反力をとる対象物の浮上がりをさらに抑制でき、載荷試験の精度をさらに向上できる。
また、新設構造物を構築するための構台３０を利用するので、従来のように仮設構造物を構築する必要がなく、低コストである。

〔第２実施形態〕
図４は、本発明の第２実施形態に係る載荷試験システム１Ａの載荷装置４０Ａの断面図である。
本実施形態では、載荷試験システム１の載荷装置４０Ａが１階の床スラブ１２１上に設けられている点が、第１実施形態と異なる。
すなわち、載荷装置４０Ａは、１階の床スラブ１２１の所定位置Ａの上に設けられた基部４１Ａと、この基部４１Ａの上に設けられたジャッキ４２と、このジャッキ４２と構台３０の間に設けられた反力受け部４３Ａと、を備える。

基部４１Ａは、台座４１２のみで構成される。
反力受け部４３Ａは、受け台４３１、桁材４３２、４３３、およびプレート４３４を備えているが、第１実施形態の反力受け部４３と異なり、支柱４３５およびキャンバ４３６を備えていない。そして、ジャッキ４２の上端面は、反力受け部４３Ａの桁材４３２の下面に当接している。

本実施形態によれば、上述の（１）、（２）の効果に加え、以下のような効果がある。
（３）基部４１Ａおよび反力受け部４３Ａの構成が簡易になるので、載荷試験システム１を低コストで実現できる。

〔第３実施形態〕
図５は、本発明の第３実施形態に係る載荷試験システム１Ｂの載荷装置４０Ｂの断面図である。
本実施形態では、載荷試験システム１の載荷装置４０Ｂの反力受け部４３Ｂの構成が、第１実施形態と異なる。
すなわち、反力受け部４３Ｂは、地下１階の床スラブ１１３上に設けられた支持柱４３７と、この支持柱４３７に支持された桁材４３２、４３３と、桁材４３２から所定位置Ａに向かって鉛直方向下方に延びる支柱４３５と、この支柱４３５の下端に取り付けられたキャンバ４３６と、を備える。
桁材４３２、４３３の上端面は、１階の床スラブ１２１の下面に当接している。

よって、載荷試験では、ジャッキ４２は、１階の床スラブ１２１およびクローラークレーン３２に反力をとりながら、基部４１を介して、地下１階の床スラブ１１３を下方に押圧する。

本実施形態によれば、上述の（１）の効果に加え、以下のような効果がある。
（４）クローラークレーン３２を１階の床スラブ１２１の上に配置して、クローラークレーン３２に加えて床スラブ１２１からも反力をとった。よって、反力をとる対象物の浮上がりをさらに抑制でき、載荷試験の精度をさらに向上できる。

なお、本発明は前記実施形態に限定されるものではなく、本発明の目的を達成できる範囲での変形、改良等は本発明に含まれるものである。
例えば、上述の各実施形態では、構台３０や１階の床スラブ１２１を介して、クローラークレーン３２から間接的に反力をとったが、これに限らず、クローラークレーンから直接反力をとってもよい。例えば、クローラークレーンを１階床スラブの上に載せて、車輪やアウトリガーを１階梁の上に配置し、１階床スラブを試験してもよい。あるいは、クローラークレーンを１階床スラブの上に載せて、１階床スラブに貫通孔を設け、下層の地下１階床スラブを試験してもよい。

１、１Ａ、１Ｂ…載荷試験システム
１０…既存建物
１１…地下１階躯体
１２…１階躯体
３０…構台
３１…覆工板
３２…クローラークレーン（重機）
４０、４０Ａ、４０Ｂ…載荷装置
４１、４１Ａ…基部
４２…ジャッキ
４３、４３Ａ、４３Ｂ…反力受け部
５０…測定装置
５１…第１基準梁
５２…第２基準梁
５３…第１測定器
５４…第２測定器
１１１…地下１階の柱
１１２…地下１階の梁
１１３…地下１階の床スラブ（既存躯体）
１２１…１階の床スラブ（第２の既存躯体）
３２１…キャタピラ
４１１…プレート
４１２…台座
４１３…プレート
４１４…第１笠材
４１５…第２笠材
４１６…キャンバ
４３１…受け台
４３２、４３３…桁材
４３４…プレート
４３５…支柱
４３６…キャンバ
４３７…支柱
Ａ…所定位置
Ａ_１〜Ａ_４…測定点
Ｂ_１〜Ｂ_５…測定点

Claims

既存躯体の強度を推定する載荷試験システムであって、
前記既存躯体の所定位置に配置されたジャッキと、
前記既存躯体の載荷時の所定位置での沈下量を測定する測定装置と、を備え、
前記既存躯体が撓むように前記ジャッキに軸力が導入される際に、前記ジャッキの上方に配置された重機が反力として用いられることを特徴とする載荷試験システム。
前記ジャッキの上方には、構台が架設され、
前記既存躯体が撓むように前記ジャッキに軸力が導入される際に、前記重機に加えて前記構台が反力として用いられることを特徴とする請求項１に記載の載荷試験システム。
前記ジャッキの上方には、第２の既存躯体が位置しており、
前記既存躯体が撓むように前記ジャッキに軸力が導入される際に、前記重機に加えて前記第２の既存躯体が反力として用いられることを特徴とする請求項１に記載の載荷試験システム。