JP2018135190A - タワークレーンの基礎架台およびタワークレーン - Google Patents

Abstract

【課題】建物の外周に配置されるタワークレーンのメリットを生かしつつ、基礎の構築、解体に伴う労力、コストの低減、解体作業時の環境への影響低減を図る事のできるタワークレーンの基礎架台を提供する。
【解決手段】タワークレーン１３０のマストが立設される基礎架台１０であって、建物の外壁を構成する躯体１００に埋設した第１の水平アンカーボルト５０ａと、第１の水平アンカーボルト５０ａを介して、躯体１００側面から突出するように、片持ち状態で支持される架台ベース１２を有することを特徴とする。
【選択図】図１

Description

本発明は、タワークレーンを設置する際の基礎、およびこの基礎を備えたタワークレーンに係り、特に新築建屋を建築する際に好適なタワークレーンの基礎架台、およびタワークレーンに関する。

建築工事に採用されるタワークレーンとしては、大別して、フロアクライミング型と、マストクライミング型が知られている。フロアクライミング型は、建物中心付近の床を打ち残して（駄目開口を設けて）吹き抜けを形成し、この吹き抜け空間にタワークレーンを配置する形態が採られる。フロアクライミング型のタワークレーンでは、工事の進捗と共に増加するフロアに従って、基礎を固定するフロアを上昇させてゆく事で、上層階での作業に対応する事が可能となる。このような構成のタワークレーンによれば、ジブの傾倒角度を小さくした状態であっても、建物全体をブームの到達範囲（揚重可能域）に入れる事により、荷吊り対応範囲を広くとる事ができると共に、外周隣地が狭い場合であっても設置する事ができるというメリットがある。

フロアクライミング型のタワークレーンとしては、例えば特許文献１に開示されているようなものが知られている。特許文献１には、タワークレーンのベースを設置する際、建物の躯体を構成する壁のうち、対向配置された壁の上部にアンカーボルトを突設し、このアンカーボルト間にベースを支持する受け梁を架け渡すという構成が開示されている。

また、マストクライミング型のタワークレーンは、建物の外周隣地に基礎を設け、建物の外壁に沿ってマストを延設させて行き、クレーン本体をマストの延設に伴って上昇させる事で、上層階での作業に対応する事が可能となる。このような構成のタワークレーンによれば、タワークレーン自体が建物の外周に配置されるため、建物の仕上げに影響を及ぼさず、建物自体の建築工期を短くする事ができるといったメリットがある。

特開２００９−１８４７５６号公報

一方で、フロアクライミング型のタワークレーンは、基礎が建物の内部に配置されるため、吹き抜けから落ちる雨などに対する養生が必要になると共に、クライミングして駄目開口を塞いだ後でなければそれより下の階の仕上げ作業を行う事が出来ないといった問題がある。

これに対し、マストクライミング型のタワークレーンは、上述したように、建物の仕上げに影響を与えないというメリットを持つものの、基礎を構築するための山留補強や、コンクリート打設等、費用や労力が大きな作業が必要となるといった問題がある。また、作業終了後には、基礎を解体、撤去する必要があり、近隣への騒音や解体ガラの処分等、環境面での問題も生じていた。

これに対し本発明では、建物の外周に配置されるマストクライミング型のタワークレーンのメリットを生かしつつ、基礎の構築、解体に伴う労力、コストの低減、解体作業時の環境への影響低減を図る事のできるタワークレーンの基礎架台、およびこの基礎架台を備えたタワークレーンを提供する事を目的とする。

上記目的を達成するための本発明に係るタワークレーンの基礎架台は、タワークレーンのマストが立設される基礎架台であって、前記基礎架台は建物の外周躯体に片持ち状態で支持されることを特徴とする。これにより、駄目開口を設ける必要がなくなり、仕上げの早期着手が可能になると共に、建物の脇に仮設の基礎を造る必要もない。

また、上記のような特徴を有するタワークレーンの基礎架台における前記外周躯体には、前記基礎架台の先端側を支持する斜材が固定されている構成とする。このような構成とする事で、斜材を通じてクレーンの荷重が外周躯体に伝達されるので、基礎架台の耐荷重を向上させることができる。

また、上記のような特徴を有するタワークレーンの基礎架台において前記基礎架台は、前記外周躯体に固定された複数のベース梁と、複数の前記ベース梁の先端を接続する接続梁を有し、前記外周躯体と前記接続梁との間には、架台梁が架け渡されているようにする。

このような特徴を有する事によれば、架台梁に負荷される垂直荷重は、躯体の梁と架台ベースを構成する接続梁に分散される。

また、上記のような特徴を有するタワークレーンの基礎架台における前記ベース梁と前記斜材、及び前記架台梁は、前記外周躯体に対して、アンカーボルトにより固定する。

このような構成とする事で、資材の揚重時にタワークレーンのマストから架台梁を通じて負荷される鉛直力やモーメントを、斜材と水平材（ベース梁）からなるブラケットで支持することができる。そして、これらの荷重は、アンカーボルトを介して外周躯体に伝達される。

さらに、上記のような特徴を有するタワークレーンの基礎架台における前記斜材及び／または前記架台梁は、前記外周躯体の外周に配置された支持金物により固定することもできる。

このような構成とする事で、資材の揚重時にタワークレーンのマストから架台梁を通じて負荷される鉛直力やモーメントを、斜材と水平材（ベース梁）からなるブラケットで支持することができる。そして、これらの荷重は、支持金物を介して外周躯体に伝達される。

また、上記目的を達成するためのタワークレーンは、建物の外周躯体に片持ち状態で支持される基礎架台を備えたタワークレーンであって、前記基礎架台は、前記外周躯体に固定された複数のベース梁及び斜材と、前記ベース梁の先端を繋ぐ接続梁と、前記接続梁と前記外周躯体の梁との間に架け渡される架台梁を少なくとも備えていることを特徴とする。

さらに、上記のような特徴を有するタワークレーンでは、前記基礎架台を高さ方向に多段に設置し、上段に位置する前記基礎架台を構成する前記ベース梁間を貫通するように前記タワークレーンのマストを配置し、前記上段に配置した前記基礎架台を足場としてクレーン本体を基点に前記マストを引き上げる事を可能な構成としたことを特徴とする。

このような構成とする事で、いわゆるフロアクライミング型のタワークレーンとする事ができる。マストの総重量を抑制する事ができる事より、より高い建物にも適用する事が可能となる。

上記のような特徴を有するタワークレーンの基礎架台によれば、躯体を利用して片持ち状態で架台ベースを配置しているため、建物外周の地盤に仮設の基礎を構築したり、解体や撤去に伴う労力、及びコストも削減する事ができる上に、解体作業時の騒音や塵埃等の環境への影響も低減することができる。

また、建物の外周にタワークレーンを配置するので、建物の床スラブに駄目開口を設ける必要もないため、建物の仕上げに影響を与えず工期の短縮を図る事ができる。

実施形態に係るタワークレーンの基礎架台の構成を示す部分透過側面図である。 実施形態に係るタワークレーンの基礎架台の構成を示す部分透過平面図である。 実施形態に係るタワークレーンの基礎架台の概略構成を示す斜視図である。 基礎架台を備えたタワークレーンの構成を示す側面図である。 実施形態に係るタワークレーンの変形構成を示す部分透過側面図である。 実施形態に係るタワークレーンの基礎架台を構成する際に、支持金物を介した固定構造を採る場合の形態を示す部分透過側面図である。 フロアクライミング型のタワークレーンを採用する場合に好適な基礎架台の構成の一例を示す斜視図である。 複数段に配置された基礎架台を介してタワークレーンがクライミングして行く様子を示す図である。

以下、本発明のタワークレーンの基礎架台及びタワークレーンに係る実施の形態について、図面を参照して詳細に説明する。なお、図面において、図１は、実施形態に係るタワークレーンの基礎架台の構成を示す部分透過側面図であり、図２は、同、部分透過平面図である。また、図３は、実施形態に係るタワークレーンの基礎架台の概略構成を示す斜視図であり、図４は、基礎架台を備えたタワークレーンの構成を示す側面図である。

［躯体と架台、アンカーの定義］
本実施形態のタワークレーンの基礎架台（以下、単に基礎架台１０と称す）は、建物の躯体１００となる梁１１０や柱１２０のうち、建物の外周部に配置されるものに据え付けられる。据え付けの手段としては、鉄筋コンクリートにより構成される躯体１００に、アンカーボルト５０（第１の水平アンカーボルト５０ａ、第２の水平アンカーボルト５０ｂ、垂直アンカーボルト５０ｃ）を埋め込む事により成される。アンカーボルト５０は、螺合部となるアンカーボルト５０の一部を躯体１００の外部へ露出させるように埋め込みが成される。なお、アンカーボルト５０の埋設は、躯体１００の工事が完了した後に行うものであっても、躯体１００の工事におけるコンクリート打ちのタイミングに合わせて行うものであっても良い。

本実施形態に係る基礎架台１０は、架台ベース１２と架台梁２２、及び吊り部材２０を有する。躯体１００には、基礎架台１０を支持するために対応するアンカーボルト５０がそれぞれ埋設される。躯体１００に埋設されるアンカーボルト５０を大別すると、第１の水平アンカーボルト５０ａと、第２の水平アンカーボルト５０ｂ、及び垂直アンカーボルト５０ｃに分ける事ができる。水平アンカーボルト（第１の水平アンカーボルト５０ａや第２の水平アンカーボルト５０ｂ）は、躯体１００を構成する梁１１０や柱１２０の双方に対して埋設することが可能となる。一方、垂直アンカーボルト５０ｃは、梁１１０（建物の基礎を含む）に埋設されることとなる。垂直アンカーボルト５０ｃの一部を露出させるためである。

ここで、第１の水平アンカーボルト５０ａは、架台ベース１２を支持するための要素である。また、第２の水平アンカーボルト５０ｂは、吊り部材２０を支持するための要素である。さらに、垂直アンカーボルト５０ｃは、架台梁２２を支持するための要素である。

［架台ベース］
架台ベース１２は、躯体１００を基点として片持ち状態に構成される基礎架台１０の土台となる要素である。架台ベース１２は、ベース梁１４と接続梁１６、及びブレース１８を有する。ベース梁１４は、その基端を躯体１００を構成する梁１１０と柱１２０の交差部とし（図３参照）、当該箇所に埋設された第１の水平アンカーボルト５０ａにより支持される構成が採られている。

ベース梁１４は、水平位置に平行に一対配置されており、ベース梁１４の先端側に、接続梁１６が配置されることで、躯体１００の外周に突出するコ字状の枠を構成する。ブレース１８は、架台ベース１２の補強を担う要素であり、対を成すベース梁１４における一方のベース梁１４の基端部（基端部の近傍を含む）から他方のベース梁１４の先端部にかけて斜めに配置される、対を成す交差部材である（図２または図３参照）。なお、図示しないが、ブレース１８の基端部も、躯体１００に対して水平アンカーボルトにより支持されている。

［吊り部材］
架台ベース１２を構成する水平材であるベース梁１４の先端側は、斜材である吊り部材２０により支持されブラケット２８を構成している。吊り部材２０は、その先端をベース梁１４の先端側に接続すると共に、その基端がベース梁１４の基端よりも上部に位置する柱１２０に支持されている。このような配置構成とする事で、ベース梁１４には、曲げ応力が作用し、吊り部材２０には、引張応力が作用することとなる。これにより、上物であるタワークレーン１３０に起因した垂直荷重の分散を図る事ができる。なお、吊り部材２０の基端は、柱１２０に埋設された第２の水平アンカーボルト５０ｂにより支持されている。

また、ベース梁１４と吊り部材２０の少なくとも一方（図１、図２に示す形態では双方）には、その長さを調整する調整機構１４ａ，２０ａが備えられている。調整機構１４ａ，２０ａによりベース梁１４や吊り部材２０の長さを調整する事で、ベース梁１４の角度調整を行い、架台ベース１２の水平出しを行う事ができるからである。

［架台梁］
架台ベース１２の上には、タワークレーン１３０の基礎１３０ａを設置し、マストを立設するための架台梁２２が設けられている。架台梁２２は、躯体１００を構成する梁１１０と、架台ベース１２を構成する接続梁１６の間に架け渡されている。このため、接続梁１６の上面は、架台梁２２を配置する躯体１００の梁１１０の上面との間で水平位置を保つように水平出しが行われる。架台梁２２には、重量と強度、及び費用を考慮して、Ｈ鋼を用いると良い。架台梁２２の構成部材としてＨ鋼を用いる場合、図１、図３、及び図４に示すように、ウェブを垂直方向に向け、垂直荷重に対する耐性を高めるように構成する。

架台梁２２の基端は、躯体１００を構成する梁１１０に埋設された垂直アンカーボルト５０ｃを介して支持されている。垂直アンカーボルト５０ｃを介した架台梁２２の支持は、対を成す垂直アンカーボルト５０ｃの間に架台梁２２を配置し、押え部材２４と梁１１０との間に架台梁２２を挟み込むように締結するという手段を採ると良い。Ｈ鋼のフランジをナット等により締め付けた場合よりも曲げ荷重に対する耐性を高める事ができるからである。

押え部材２４は、垂直アンカーボルト５０ｃを挿通させる事ができ、かつ曲げに対する強度が高い部材であれば、その具体的形態を問う物ではなく、金属ブロック等であっても良いが、図１から図４に示す形態では、２つのＣチャンネルのウェブを背中合わせに配置し、この間に垂直アンカーボルト５０ｃを挿通させ、フランジを押え面とする構成としている。なお、Ｃチャンネルの合わせは、単に配置するだけでも良いが、ウェブに貫通孔を形成し、ボルトナットにより、その幅を調整する事で、脱落を防止することができる。

このように設置した架台梁２２は、建物の外周面を構成する躯体１００よりも建物の内側に基端が配置されることとなり、この基端が垂直アンカーボルト５０ｃを介して支持されている。このため、架台梁２２に垂直荷重が負荷されると、躯体１００を構成する梁１１０と、架台ベース１２を構成する接続梁１６の双方に垂直荷重が掛かることとなる。そして、接続梁１６側に負荷される垂直荷重に伴って作用する曲げ応力により、垂直アンカーボルト５０ｃには、引張応力が作用する。

このような構成とする事で、第１の水平アンカーボルト５０ａと、第２の水平アンカーボルト５０ｂには、引張、及びせん断荷重が負荷され、垂直アンカーボルト５０ｃには、引張荷重が負荷されることとなる。このように、躯体１００に作用する荷重を、複数の方向に向けて埋設された複数のアンカーボルト５０に分散することで、基礎架台１０に負荷される垂直荷重に起因した躯体１００への負担を緩和することができる。

このような構成の基礎架台１０によれば、建物の外周に配置されるため、建物の仕上げに影響を与えず工期の短縮を図る事ができる。また、躯体１００を利用して片持ち状態で架台ベース１２を配置しているため、コンクリートを打つ基礎の構築、解体に伴う労力、及びコストを削減する事ができる。また、解体作業時の騒音や塵埃等の環境への影響も低減することができる。

また、上記実施形態では、基礎架台１０を地盤近傍に配置することを前提としていたため、架台ベース１２を吊り部材２０により支持する構成として説明した。しかしながら、地盤と基礎架台１０との間に十分な隙間を持たせる場合には、図５に示すような構成としても良い。すなわち、架台ベース１２を下面側から支える支持部材２６を配置するというものである。支持部材２６の具体的構成は問わないが、架台ベース１２に負荷される荷重に耐え得る構成とする。このような構成とする場合、第２の水平アンカーボルト５０ｂは、第１の水平アンカーボルト５０ａよりも下側に位置することとなる。

［変形例］
また、上記実施形態では、ベース梁１４や、吊り部材２０、及び架台梁２２の固定について、躯体１００を構成する梁１１０や柱１２０、およびその交点となる部位に埋設したアンカーボルト５０（第１の水平アンカーボルト５０ａ、第２の水平アンカーボルト５０ｂ、垂直アンカーボルト５０ｃ）を介して成す旨記載した。

しかしながら、図６に示すように、躯体１００を構成する柱１２０等の外周に、支持金物６０を配置し、この支持金物６０を介してベース梁１４や、吊り部材２０、及び架台梁２２を固定する構成としても良い。このような構成とした場合には、躯体１００に対するアンカーボルト５０の埋設が不要となるためである。

支持金物６０の構成としては、例えば、内面部材６２と、外面部材６４、及び接続部材６６により構成されるものであれば良い。内面部材６２は、柱１２０における建物の内側に位置する面に当接配置される部材である。また、外面部材６４は、柱１２０における建物の外側に位置する面に当接配置される部材である。また、接続部材６６は、柱１２０を挟み込むようにして対を成し、内面部材６２と外面部材６４を柱１２０に付勢させるようにして固定するための部材である。

内面部材６２と、外面部材６４、及び接続部材６６の具体的構成については限定するものではないが、一例を挙げるとすれば、それぞれ次のような部材とすれば良い。すなわち、内面部材６２と外面部材６４は、Ｃチャンネルであれば良い。また、接続部材６６としては、スタッドボルトであれば良い。このような構成であれば、Ｃチャンネルに形成した貫通孔にスタッドボルトを挿通させ、ナットにより締めこむ事で、内面部材６２と外面部材６４を柱１２０に付勢させた状態で固定する事が可能となるからである。

なお、支持金物６０の配置位置に対してベース梁１４等の固定位置をずらす場合には、支持金物６０にステー６８を介在させるようにすれば良い。また、架台梁２２の固定は、梁１１０に支持金物（不図示）を配置するようにしても良いが、図６に示すように、柱１２０に固定した支持金物６０の内面部材６２にスタッドボルト７０を挿通させ、このスタッドボルト７０を介して固定することもできる。

このような構成は、例えば躯体１００が鉄骨により構成されているなど、アンカーボルト５０を埋設する事ができない場合にも適用する事ができる。

なお、上記実施形態では、基礎架台１０は、躯体１００を基点として片持ち支持される事を前提として説明した。しかしながら、基礎架台１０を構成するにあたり、その組立過程において作業補助のための仮設基礎を設けるようにしても良い。仮設基礎としては、土間コンクリートの打設や、作業の安全性を確保するための土台形成などである。このような仮設基礎は、基礎架台１０を組み立てる際の材料の仮置きなどが行われることを想定したものであり、基礎架台１０が組み上がった際には、荷重が負荷される事が殆ど無い。よって、一般的なタワークレーンの基礎と異なり、その施設、撤去に要する時間や労力は、僅かなものとなる。

また、上記実施形態においては、いずれもマストクライミング型のクレーンを主体として、基礎架台１０、およびタワークレーン１３０の説明を行った。しかしながら、本発明に係る基礎架台１０は、次のような構成とする事で、フロアクライミング型のタワークレーン１３０にも適用する事が可能となる。

具体的には、図７に示すように、対を成すベース梁１４間に設けていたブレース１８を、ベース梁１４と接続梁１６によって構成される枠の外側に配置する構成とするのである。このような構成とする事で、架台ベース１２の内部にタワークレーン１３０のマストを貫通させるスペースを確保する事ができる。また、ブレース１８を枠の外側に配置する事で、架台ベース１２の強度も確保する事ができる。

このような構成を採用するにあたり、図８においては、斜材として吊り部材２０を用いるように示しているが、二点鎖線で示すように、架台ベース１２を下側から支持する支持部材２６を採用する構成としても良い事は言うまでも無い。斜材をいずれの形式にするかの選択は、基礎架台１０の配置位置やスペースの猶予、強度等を考慮して成されるようにすれば良い。例えば、最下段に位置する基礎架台１０には、斜材として吊り部材２０を採用し、上段に位置する基礎架台１０には、斜材として支持部材２６を採用するような組み合わせであっても良い。

このような基礎架台１０を採用した場合、例えば図８に示すように、躯体１００の組み上がりに応じて基礎架台１０を多段（２段を含む複数段、図８では３段）に配置する。タワークレーン１３０のマストは、対を成すベース梁１４と接続梁１６によって構成される枠の内側であって、対を成す架台梁２２の間を貫通するように配置されている。

タワークレーン１３０は、基礎架台１０ａに基礎１３０ａを設置して上昇した後、架台梁１０ｃにアウトリガ等の支持手段１３０ｂを張り出してクレーン本体１３２を保持する。その後、クレーン本体１３２を基点としてマストを引き上げ、基礎１３０ａを基礎架台１０ｂの位置まで引き上げた後、支持手段１３０ｃを突出させて、基礎１３０ａを基礎架台１０ｂにより支持させる。この動作によりマストの位置が上昇したタワークレーン１３０は、再びクレーン本体１３２をマストに沿って上昇させる。

このように、本発明の基礎架台１０は、フロアクライミング型のタワークレーン１３０にも適用する事ができる。また、フロアクライミング型のタワークレーン１３０を採用した場合には、躯体１００の高さが高くなった場合でも、マストの総重量が変わらないため、より高い建物の建設にも適用する事ができる。

１０………基礎架台、１２………架台ベース、１４………ベース梁、１４ａ………調整機構、１６………接続梁、１８………ブレース、２０………吊り部材、２０ａ………調整機構、２２………架台梁、２４………押え部材、２６………支持部材、２８………ブラケット、５０………アンカーボルト、５０ａ………第１の水平アンカーボルト、５０ｂ………第２の水平アンカーボルト、５０ｃ………垂直アンカーボルト、６０………支持金物、６２………内面部材、６４………外面部材、６６………接続部材、６８………ステー、７０………スタッドボルト、１００………躯体、１１０………梁、１２０………柱、１３０………タワークレーン、１３０ａ………基礎、１３０ｂ………支持手段、１３０ｃ………支持手段、１３２………クレーン本体。

Claims (7)

1. タワークレーンのマストが立設される基礎架台であって、
   前記基礎架台は建物の外周躯体に片持ち状態で支持されることを特徴とするタワークレーンの基礎架台。
2. 前記外周躯体には、前記基礎架台の先端側を支持する斜材が固定されていることを特徴とする請求項１に記載のタワークレーンの基礎架台。
3. 前記基礎架台は、前記外周躯体に固定された複数のベース梁と、複数の前記ベース梁の先端を接続する接続梁を有し、
   前記外周躯体と前記接続梁との間には、架台梁が架け渡されていることを特徴とする請求項１または２に記載のタワークレーンの基礎架台。
4. 前記ベース梁と前記斜材、及び前記架台梁は、前記外周躯体に対して、アンカーボルトにより固定されていることを特徴とする請求項３に記載のタワークレーンの基礎架台。
5. 前記斜材及び／または前記架台梁は、前記外周躯体の外周に配置された支持金物により固定されていることを特徴とする請求項３に記載のタワークレーンの基礎架台。
6. 建物の外周躯体に片持ち状態で支持される基礎架台を備えたタワークレーンであって、
   前記基礎架台は、前記外周躯体に固定された複数のベース梁及び斜材と、前記ベース梁の先端を繋ぐ接続梁と、前記接続梁と前記外周躯体の梁との間に架け渡される架台梁を少なくとも備えていることを特徴とするタワークレーン。
7. 前記基礎架台を高さ方向に多段に設置し、
   上段に位置する前記基礎架台を構成する前記ベース梁間を貫通するように前記タワークレーンのマストを配置し、
   前記上段に配置した前記基礎架台を足場としてクレーン本体を基点に前記マストを引き上げる事を可能な構成としたことを特徴とする請求項６に記載のタワークレーン。