JP2016079759A - 高層建物解体方法及び装置 - Google Patents

Abstract

【課題】高層建物の解体において、建物外面に張り出し物、もしくは柱際に袖壁、腰壁、垂れ壁などがある場合でも、解体施工階を覆う建屋の降下を可能とする。
【解決手段】高層建物１を最上階から建屋２で覆って解体する方法であって、解体施工階より下階の既存梁１ｂを掴んで建屋２を固定した状態において、解体施工階を解体する。具体的には、建屋２の支柱３に備えられる梁固定具４・５・７・８により、解体施工階より下階の既存梁１ｂを掴んで建屋２を固定する。梁固定具４・５・７・８により、解体施工階の直下階の既存梁１ｂを掴むとともに、その直下階より下階の既存梁１ｂを掴んで建屋２を固定する。上下２本の梁固定具４・５（７・８）により、既存梁１ｂを上下に挟んで掴む。
【選択図】図１

Description

本発明は、高層建物を最上階から建屋で覆って解体する方法と、その解体方法に用いる解体装置に関する。

建物の高さが中低層の場合、重機のアーム先端に建物躯体を破砕する治具を取付けて、地上からアームを伸展させて解体する。
また、高層の場合には、重機をクレーンで施工階に乗せて解体し、瓦礫はクレーンで下ろす。クレーンは建物内部の床をくり抜く場合、建物の外壁に沿わせる場合、建物とは独立したクローラーの場合がある。また、重機を使わず、解体用の機械、工具を用いる場合もある。

さらに、高層建物では、施工時の粉塵、飛散物が地上に落下する範囲が広くなり、騒音の問題もあるため、施工階全体を解体時に仮設の専用構造物である建屋で覆って全体を閉鎖してしまう工法もある。建屋は、鉄骨製が多く、重量も重いため、建屋を吊るためのクレーンの設置は困難になる。そのため、建屋自体に自動降下機構を設けた工法が多い（例えば特許文献１参照）。

そして、高層建物の解体工法は、主として鉄骨造を対象としている。
また、自動降下機構は、既存の柱もしくは柱と床を利用して建屋重量を承け、下階に建屋の柱が下降して、再び既存柱もしくは柱と床にもたれて建屋を固定している。

特開２０１１−６９１１７号公報

しかし、従来の自動降下機構は、建物外面に鉄筋コンクリート製のバルコニー、外部廊下などの建物外壁から張り出し物がある場合、もしくは柱際に袖壁、腰壁、垂れ壁などがある場合には使えない。
つまり、下階に降りる前に予め柱周りを撤去する必要があるが、建屋外の下部で床の無い状態での解体作業はできない。

本発明の課題は、高層建物の解体において、建物外面に張り出し物、もしくは柱際に袖壁、腰壁、垂れ壁などがある場合でも、解体施工階を覆う建屋の降下を可能とすることである。

以上の課題を解決するため、請求項１に記載の発明は、
高層建物を最上階から建屋で覆って解体する方法であって、
解体施工階より下階の既存梁を掴んで前記建屋を固定した状態において、前記解体施工階を解体することを特徴とする。

請求項２に記載の発明は、
請求項１に記載の高層建物解体方法であって、
前記建屋の支柱に備えられる梁固定具により、前記解体施工階より下階の前記既存梁を掴んで前記建屋を固定することを特徴とする。

請求項３に記載の発明は、
請求項２に記載の高層建物解体方法であって、
前記梁固定具により、前記解体施工階の直下階の前記既存梁を掴むとともに、前記直下階より下階の前記既存梁を掴んで前記建屋を固定することを特徴とする。

請求項４に記載の発明は、
請求項２または３に記載の高層建物解体方法であって、
上下２本の前記梁固定具により、前記既存梁を上下に挟んで掴むことを特徴とする。

請求項５に記載の発明は、
請求項２から４のいずれか一項に記載の高層建物解体方法であって、
前記支柱に対し回転可能かつ昇降可能に結合される前記梁固定具を回転させて、前記既存梁を前記梁固定具で掴んだ状態において、前記解体施工階を解体してその解体後、
前記梁固定具による前記既存梁の掴みを解除した後、前記梁固定具を回転させて下降させてから再び回転させて、前記下階よりさらに下階の前記既存梁を前記梁固定具で掴むことを特徴とする。

請求項６に記載の発明は、
請求項２から５のいずれか一項に記載の高層建物解体方法であって、
前記梁固定具の上に備えられる作業床の上で、作業員が前記梁固定具を操作することを特徴とする。

請求項７に記載の発明は、
高層建物を最上階から建屋で覆って解体するための装置であって、
前記建屋の支柱に、解体施工階より下階の既存梁を掴んで固定可能とする梁固定具を備えることを特徴とする。

請求項８に記載の発明は、
請求項７に記載の高層建物解体装置であって、
前記解体施工階の直下階の前記既存梁を掴んで固定可能とする梁固定具と、
前記直下階より下階の前記既存梁を掴んで固定可能とする梁固定具と、を備えることを特徴とする。

請求項９に記載の発明は、
請求項７または８に記載の高層建物解体装置であって、
前記既存梁を上下に挟んで掴む上下２本で１セットの前記梁固定具を備えることを特徴とする。

請求項１０に記載の発明は、
請求項７から９のいずれか一項に記載の高層建物解体装置であって、
前記梁固定具は前記支柱に対し回転可能かつ昇降可能に結合されていることを特徴とする。

請求項１１に記載の発明は、
請求項７から１０のいずれか一項に記載の高層建物解体装置であって、
前記梁固定具の上に作業床を備えることを特徴とする。

本発明によれば、高層建物の解体において、建物外面に張り出し物、もしくは柱際に袖壁、腰壁、垂れ壁などがある場合でも、解体施工階を覆う建屋を降下させることができる。

本発明を適用した高層建物解体装置の一実施形態の概略構成を示すもので、第１工程を示す図（ａ）、及び第２工程を示す図（ｂ）である。 第３工程を示す図（ａ）、及び第４工程を示す図（ｂ）である。 第５工程を示す図（ａ）、及び第６工程を示す図（ｂ）である。 第７工程を示す図（ａ）、及び第８工程を示す図（ｂ）である。 既存梁を掴む機構部分を一部破断して示す拡大斜視図である。 図５の梁固定具の連結構造部の縦断面図である。 図５の梁固定補助具の構造例を示す既存梁掴み部分の正面図である。 図７の梁固定補助具の斜視図である。

以下、図を参照して本発明を実施するための形態を詳細に説明する。
（実施形態）
図１から図４は本発明を適用した高層建物解体装置の一実施形態の概略構成を示すもので、１は高層建物、２は建屋、３は支柱、４は第１の梁固定具、５は第２の梁固定具、６は筒状部材、７は第３の梁固定具、８は第４の梁固定具、１０は作業床、１１はＰＣ鋼棒である。

図示のように、高層建物１の頂部付近には解体装置が設けられている。この解体装置は、高層建物１の頂部付近のバルコニー（または外部廊下）１ａを含む周囲及び上方を覆う建屋２と、その建屋２の柱を兼ねて、高層建物１の周囲に配置される多数の支柱３に各々取り付けた計４本の鉄骨による梁固定具である支持梁４・５・７・８とを備えて構成される。
すなわち、建屋２の支柱３には、上方から順に第１の支持梁４と第２の支持梁５が筒状部材６で一体に取り付けられていて、その下方に順に第３の支持梁７と第４の支持梁８が取り付けられている。
なお、第３の支持梁７と第４の支持梁８は、高層建物１の既存梁１ｂを掴んだ状態で、鋼材をボルトなどで接続して一体化する（図５及び図６参照）。

実施形態の高層建物１の解体工法においては、解体施工階の直下階の床梁（既存梁）１ｂを建屋２の重量の支持に利用する。
ここで、鉄骨製の建屋２は、既存建物を覆うだけの平面形状を有する。
また、４本の支持梁４・５・７・８は、上下２本で１セットとなり、その上方の第１及び第２の支持梁４・５は、解体施工時にその直下階で建屋２の重量を支持するため、既存梁１ｂを掴み固定する。
すなわち、第１及び第２の支持梁４・５は、解体施工階の直下階の既存梁１ｂを上下から挟んで掴む機能を具備している。

その下方のもう１セットの第３及び第４の支持梁７・８は、解体施工階の直下階のさらに直下階の既存梁１ｂを上下から挟んで掴む機能を具備している。
さらに、第３及び第４の支持梁７・８は、既存梁１ｂを掴み固定した直下階（解体施工階より２階分下の階）で先行して鉄筋コンクリート製部材（ＲＣ部）であるバルコニー（または外部廊下）１ａを解体するための作業床１０を支持する機能と、建屋２が下降する際に一時的に建屋重量を承けるための機能を具備している。

そして、第３及び第４の支持梁７・８には、建屋２の重量を支持する階のさらに直下階の既存梁１ｂ周辺のバルコニー（または外部廊下）１ａを先行して解体するための作業床１０を設置される。
また、第１及び第２の支持梁４・５の既存梁１ｂを上下から挟んで掴んだ先端部と、第３及び第４の支持梁７・８の既存梁１ｂを上下から挟んで掴んだ先端部は、その既存梁１ｂを掴んだ状態にＰＣ鋼棒１１でそれぞれ固定される。

以上において、４本全ての支持梁４・５・７・８には、支柱３を中心軸として水平方向に回転できる回転機構と、支柱３に対する昇降機能及び固定機能が具備されている。その駆動源は油圧やモータ、あるいは手動でもよい。
さらに、支持梁４・５・７・８には、回転する際に既存の外壁、柱にぶつからない程度の伸縮機構が具備されていてもよい。その駆動源は油圧やモータでよい。
なお、第１及び第２の支持梁４・５は、その一体の筒状部材６に回転機能、昇降機能、固定機能、及び伸縮機構が内蔵されている。

なお、建屋２の支柱３の下端には、滑り止めを兼ねるストッパ鋼板３ａが備えられている。
また、支柱３の中間部には、筒状部材６の上限位置を規制する鋼板よるフランジ３ｂが備えられている。

ここで、作業床１０は、鉄骨製の支持梁７・８に平板状の所定の強度を有する材料でできた構造であればなんでもよく、例えば鋼板などが使える。
さらに、作業床１０には、支持梁７・８上から作業中にずれて落下しないようにする落下防止機構が設けられている。

次に、解体手順を説明する。

図１（ａ）は第１工程を示し、解体施工階（ｎ+１）の躯体解体開始時であって、その直下階（ｎ）は既存梁１ｂの固定解除となる。
すなわち、図示のように、解体施工階（ｎ+１）の直下の既存梁１ｂを、第１及び第２の支持梁４・５の先端部が上下に挟んで掴んだ状態にしてＰＣ鋼棒１１で固定状態に保持している。
そして、解体施工階（ｎ+１）の床上の図示しないブレーカ等の重機と解体工具を用いて所定の解体作業が行われる。

また、その直下階（ｎ）の既存梁１ｂは、第３及び第４の支持梁７・８の先端部が上下に挟んで掴んだ状態にして図示されているが、ＰＣ鋼棒１１が抜かれて固定解除状態となっている。
なお、既存梁１ｂ側に沿って並ぶ第３の支持梁７の上には、予め作業床１０を構成するための鉄板等の床板材を重ねて載せておく。

ここで、図５は既存梁１ｂを掴む機構部分を一部破断して示すもので、１は高層建物、１ｂは既存梁、３は建屋の支柱、７は第３の支持梁、８は第４の支持梁、１１はＰＣ鋼棒であって、１２はナット、１３は梁固定補助具である。

図示例では、Ｈ形鋼による第３及び第４の支持梁７・８の基端部で、建屋２の支柱３に取り付けられるボックス状部７ａ・８ａの各々に、回転機構、昇降機能、固定機能、及び伸縮機構がそれぞれ内蔵されている。
そして、第３及び第４の支持梁７・８の先端部７ｂ・８ｂの各々は、多数の補強板７ｃ・８ｃでそれぞれ補強されている。

以上の第３及び第４の支持梁７・８の補強板７ｃ・８ｃで各々補強された先端部７ｂ・８ｂで、既存梁１ｂを上下に挟んで掴んだ状態にして、その部分に複数本のＰＣ鋼棒１１を通して、その上下端のネジ部にナット１２をそれぞれ締め込んで固定する。
このとき、既存梁１ｂの前後の支持梁７・８先端部間に梁固定補助具１３を各々介在させて、その梁固定補助具１３に４本のＰＣ鋼棒１１を各々貫通させて、その上下端のネジ部にナット１２をそれぞれ締め込んで固定する。

こうして、既存梁１ｂを上下に挟んで掴んだ状態において、その第３及び第４の支持梁７・８の先端部７ｂ・８ｂと基端部（ボックス状部７ａ・８ａ）との中間部の上下間を、図６にも示すように、Ｉ形鋼による連結部材９をボルトナットで結合して一体化する。
なお、連結部材９は、Ｉ形鋼の他、Ｈ形鋼などの鋼材であってもよい。
また、支持梁７・８と連結部材９は、他の結合具を用いて結合してもよい。

また、図７及び図８は梁固定補助具１３の構造例を示すもので、図示のように、梁固定補助具１３は、Ｈ形鋼をそのウェブ中央の補強板１３ａと上下の補強板１３ｂで補強されている。
このような剛性の高い梁固定補助具１３を用い、その上下の補強板１３ｂと支持梁７・８との各々の隙間は、図示しない薄い鉄板などを敷き詰めて埋める。

なお、第１及び第２の支持梁４・５による既存梁１ｂの固定も同様になされる。

次に、図１（ｂ）は第２工程を示し、解体施工階（ｎ+１）の躯体解体状態であって、その直下階（ｎ）の下部の支持梁８が降下する。
すなわち、図示のように、解体施工階（ｎ+１）の直下階（ｎ）の第４の支持梁８を支柱３の周りに９０度回転させてから、その第４の支持梁８を支柱３に沿って下端のストッパ鋼板３ａまで降下させる。

次に、図２（ａ）は第３工程を示し、解体施工階（ｎ+１）の躯体解体終了時であって、その２階分下の階（ｎ−１）のバルコニー（または外部廊下）１ａを解体する。
すなわち、図示のように、支柱３下端のストッパ鋼板３ａ上に位置する第４の支持梁８を再び９０度回転させて、その第４の支持梁８の先端部をバルコニー（または外部廊下）１ａが突出する側の既存梁１ｂの下面に位置させる。

こうして、既存梁１ｂの下面に先端部が位置してバルコニー（または外部廊下）１ａの下方に並んだ第４の支持梁８の上に、第３の支持梁７の上に予め重ねて載せておいた床板材を作業員が敷くことで、作業床１０を形成する。
その後、作業床１０の上で作業員がバルコニー（または外部廊下）１ａを図示しない解体工具を用いて解体する。

次に、図２（ｂ）は第４工程を示し、解体施工階（ｎ+１）の既存梁１ｂの固定解除時であって、その２階分下の階（ｎ−１）の既存梁１ｂが固定状態となる。
すなわち、バルコニー（または外部廊下）１ａの解体後、解体施工階（ｎ+１）の直下階（ｎ）の第３の支持梁７を支柱３の周りに９０度回転させてから、その第３の支持梁７を支柱３に沿って降下させ、再び９０度回転させて、図示のように、その第３の支持梁７の先端部を既存梁１ｂの上面に位置させる。

こうして、第３及び第４の支持梁７・８の先端部が、解体施工階（ｎ+１）の２階分下の階（ｎ−１）の既存梁１ｂを上下に挟んで掴んだ状態にしてＰＣ鋼棒１１で固定状態に保持する。
そして、第４の支持梁８上の作業床１０の床板材を、作業員が第３の支持梁７上に再び重ねて載せておく。
また、解体施工階（ｎ+１）の既存梁１ｂを上下に挟んで掴んだ状態の第１及び第２の支持梁４・５の先端部からはＰＣ鋼棒１１を抜いて固定解除状態にする。

次に、図３（ａ）は第５工程を示し、解体施工階（ｎ+１）の支持梁４・５が降下する。
すなわち、第１及び第２の支持梁４・５を筒状部材６ごと支柱３の周りに９０度回転させてから、その第１及び第２の支持梁４・５を筒状部材６ごと、図示のように、支柱３に沿って降下させる。

次に、図３（ｂ）は第６工程を示し、解体施工階の直下階（ｎ）の既存梁１ｂが固定される。
すなわち、第１及び第２の支持梁４・５を筒状部材６ごと支柱３の周りに再び９０度回転させて、図示のように、その第１及び第２の支持梁４・５の先端部を既存梁１ｂの上下面に同時に位置させる。
こうして、第１及び第２の支持梁４・５の先端部が、解体施工階（ｎ+１）の直下階（ｎ）の既存梁１ｂを上下に挟んで掴んだ状態にしてＰＣ鋼棒１１で固定状態に保持する。

次に、図４（ａ）は第７工程を示し、解体施工階の直下階（ｎ）に建屋２が降下される。
すなわち、高層建物１に第１及び第２の支持梁４・５を介して固定状態の筒状部材６と、同じく高層建物１に第３及び第４の支持梁７・８を介して固定状態のボックス状部７ａ・８ａに対し支柱３を同時に降下させることで、図示のように、解体施工階の直下階（ｎ）に建屋２を降下させる。

次に、図４（ｂ）は第８工程を示し、次の解体施工階（ｎ）の躯体解体開始時であって、その直下階（ｎ−１）は既存梁１ｂの固定解除となる。
すなわち、次の解体施工階（ｎ）の床上の図示しないブレーカ等の重機と解体工具を用いて、図示のように、天井など所定の解体作業が開始される。
また、解体施工階（ｎ）の直下階（ｎ−１）の既存梁１ｂを上下に挟んで掴んだ状態の第３及び第４の支持梁７・８の先端部からはＰＣ鋼棒１１を抜いて固定解除状態にする。

以下、同様の手順による解体作業を地上階まで繰り返す。

以上のとおり、建屋２では、既存梁１ｂを掴んでいる。
これに対し、従来工法と同様に既存柱を掴む場合は、１本の柱を掴むための２本の鉄骨梁は同じ高にあり、柱を中心に回転する支点付近、及び鉄骨梁と建屋との接続部付近は非常に大きな曲げモーメントが作用することになる。
また、既存柱を掴むと、ＲＣ部解体時の作業床は既存梁１ｂより下部にあり、建屋重量を支持するときは既存梁１ｂより上側に再び移動する必要が生じ、１工程余分に費やす。

これに比べて、既存梁１ｂを掴めば、鉄骨梁１本と建屋２の支柱３との接合部は鉄骨梁１本が負担する力で設計すればよい。
また、支持梁４・５・７・８が上下に配置されると、その支持梁４・５・７・８で負担できる重量は飛躍的に増大する効果もある。

次に、従来工法と同様に既存柱を掴む場合の断面係数と、実施形態のように既存梁１ｂを掴む場合の断面係数とを比較する。

仮に、柱を左右２本の鉄骨梁で掴む場合、その鉄骨梁１本の幅をＢ、高さをＤ、とすれば、鉄骨梁１本の断面係数は、ＢＤ²／６、だから、鉄骨梁２本の断面係数は、
Ｚ＝２×（ＢＤ²／６）＝ＢＤ²／３
で表される。

また、建屋支柱の１本当たりの荷重をＷ、鉄骨梁の腕の長さをＬ、とすれば、鉄骨梁の柱に対する固定部回りの曲げモーメントは、
Ｍ＝Ｗ×Ｌ
で表される。

これに対し、既存梁を上下２本の鉄骨梁で掴み上下の鉄骨梁７・８を接続した場合、鉄骨梁１本の幅Ｂ、高さＤ、既存梁の高さＤ´、建屋支柱の１本当たりの荷重Ｗ、鉄骨梁の腕の長さＬ、鉄骨梁の既存梁に対する固定部回りの曲げモーメントＭ、とすると、部材に発生する応力は、
σ＝Ｍ／Ｚ
で表され、また、断面２次モーメントは、
Ｉ＝Ｂ（２Ｄ+Ｄ´）³／１２
で表される。

ここで、簡略化のため、Ｄ＝Ｄ´、とすれば、
Ｉ＝Ｂ（３Ｄ）³／１２
となる。
これにより、鉄骨梁２本の断面係数は、
Ｚ＝Ｉ／（３Ｄ／２）＝｛Ｂ（３Ｄ）³／１２｝×（２／３Ｄ）＝３ＢＤ²／２
で表される。
従って、既存梁を上下２本の鉄骨梁で掴む場合の断面係数は、柱を左右２本の鉄骨梁で掴む場合の断面係数の４．５倍となる。

以上、実施形態の高層建物解体装置によれば、高層建物１を最上階から建屋２で覆って解体する際、解体施工階より下階の既存梁１ｂを掴んで建屋２を固定し、すなわち、建屋２の支柱３に備えられる支持梁４・５・７・８により、解体施工階より下階の既存梁１ｂを掴んで建屋２を固定し、具体的には、支持梁４・５・７・８により、解体施工階の直下階の既存梁１ｂを掴むとともに、その直下階より下階の既存梁１ｂを掴んで建屋２を固定した状態において、解体施工階を解体する。
従って、建物外面にバルコニー（または外部廊下）１ａなどの張り出し物、もしくは柱際に袖壁、腰壁、垂れ壁などがある場合でも、解体施工階の直下階の既存梁１ｂを利用して、解体施工階を覆う建屋２を降下させることができる。

（変形例）
以上の実施形態においては、高層建物の解体としたが、本発明はこれに限定されるものではなく、超高層建物やビル隣接地域の建物であってもよい。
また、支持梁の形状等も任意であり、その他、具体的な細部構造等についても適宜に変更可能であることは勿論である。

１ 高層建物
１ａ バルコニー（または外部廊下）
１ｂ 既存梁
２ 建屋
３ 支柱
３ａ ストッパ鋼板
３ｂ フランジ
４ 梁固定具
５ 梁固定具
６ 筒状部材
７ 梁固定具
７ａ 基端部（ボックス状部）
７ｂ 先端部
７ｃ 補強板
８ 梁固定具
８ａ 基端部（ボックス状部）
８ｂ 先端部
８ｃ 補強板
９ 連結部材
１０ 作業床
１１ ＰＣ鋼棒
１２ ナット
１３ 梁固定補助具
１３ａ 補強板
１３ｂ 補強板

Claims (11)

1. 高層建物を最上階から建屋で覆って解体する方法であって、
   解体施工階より下階の既存梁を掴んで前記建屋を固定した状態において、前記解体施工階を解体することを特徴とする高層建物解体方法。
2. 前記建屋の支柱に備えられる梁固定具により、前記解体施工階より下階の前記既存梁を掴んで前記建屋を固定することを特徴とする請求項１に記載の高層建物解体方法。
3. 前記梁固定具により、前記解体施工階の直下階の前記既存梁を掴むとともに、前記直下階より下階の前記既存梁を掴んで前記建屋を固定することを特徴とする請求項２に記載の高層建物解体方法。
4. 上下２本の前記梁固定具により、前記既存梁を上下に挟んで掴むことを特徴とする請求項２または３に記載の高層建物解体方法。
5. 前記支柱に対し回転可能かつ昇降可能に結合される前記梁固定具を回転させて、前記既存梁を前記梁固定具で掴んだ状態において、前記解体施工階を解体してその解体後、
   前記梁固定具による前記既存梁の掴みを解除した後、前記梁固定具を回転させて下降させてから再び回転させて、前記下階よりさらに下階の前記既存梁を前記梁固定具で掴むことを特徴とする請求項２から４のいずれか一項に記載の高層建物解体方法。
6. 前記梁固定具の上に備えられる作業床の上で、作業員が前記梁固定具を操作することを特徴とする請求項２から５のいずれか一項に記載の高層建物解体方法。
7. 高層建物を最上階から建屋で覆って解体するための装置であって、
   前記建屋の支柱に、解体施工階より下階の既存梁を掴んで固定可能とする梁固定具を備えることを特徴とする高層建物解体装置。
8. 前記解体施工階の直下階の前記既存梁を掴んで固定可能とする梁固定具と、
   前記直下階より下階の前記既存梁を掴んで固定可能とする梁固定具と、を備えることを特徴とする請求項７に記載の高層建物解体装置。
9. 前記既存梁を上下に挟んで掴む上下２本で１セットの前記梁固定具を備えることを特徴とする請求項７または８に記載の高層建物解体装置。
10. 前記梁固定具は前記支柱に対し回転可能かつ昇降可能に結合されていることを特徴とする請求項７から９のいずれか一項に記載の高層建物解体装置。
11. 前記梁固定具の上に作業床を備えることを特徴とする請求項７から１０のいずれか一項に記載の高層建物解体装置。

Images