JP2024017727A - 構造物構築方法 - Google Patents

Abstract

【課題】内部空間に大規模な設備が存在する状態においてもドーム状の大空間構造を構築する。【解決手段】ドーム状の大空間構造の構築方法であって、設置面に脚部を構築する脚部構築工程と、脚部から上方に起立するように支柱を構築する支柱構築工程と、支柱の上部に第１構造体を支持する支持構造を構築する支持構造構築工程と、支持構造上に第１構造体を載置する第１構造体載置工程と、支柱に、延長部材を継ぎ足して支柱を延長し、支持構造を上方に揚重する支持構造揚重工程と、第２構造体を第１構造体の周囲であり且つ下方に構築する第２構造体構築工程と、第１構造体と第２構造体とを複数の梁部材により連結する梁部材連結工程と、を備えることを特徴とする、構造物構築方法である。【選択図】図１

Description

本発明は、大型のドーム状の屋根を有する構造物構築方法に関する。

大空間を有するドーム状の大空間構造物が知られている（例えば特許文献１参照）。この大空間構造物は、上方に配置された環状のコンプレッションリング（ＣＲ）と、下方に配置されＣＲに比して大径の環状のテンションリング（ＴＲ）と、ＣＲとＴＲと連結する複数の斜梁を備えている。

特開２０００－２９１１４７号公報

ドーム状の大空間構造の内部空間に大規模な内部設備を納める必要がある場合、必ずしも完成後の大空間構造に内部設備を収められるとは限らない。そのため、屋根の架構が完了する前に予め内部設備を納めた後、ドーム状の大空間構造を構築する必要がある場合がある。また、既存の構造物を建て替える際にも、内部設備を残置したままドーム状の大空間構造を構築する必要がある。特許文献１に記載された技術では、内部空間に大規模な内部設備が存在した状態においてドーム状の大空間構造を構築することについてはまだ提案されていなかった。

本発明は、内部空間に大規模な設備が存在する状態においてもドーム状の大空間構造を構築可能とする構造物構築方法を提供することを目的とする。

上記の目的を達するために、本発明は、環状に構築された第１構造体と、前記第１構造体の周囲であり且つ下方に配置され前記第１構造体に比して大径の環状に構築された第２構造体と、前記第１構造体と前記第２構造体とを連結する複数の梁部材とを備える構造物構築方法であって、設置面に脚部を構築する脚部構築工程と、前記脚部から上方に起立するように支柱を構築する支柱構築工程と、前記支柱の上部に前記第１構造体を支持する支持構造を構築する支持構造構築工程と、前記支持構造上に前記第１構造体を載置する第１構造体載置工程と、前記第２構造体を前記第１構造体の周囲であり且つ下方に構築する第２構造体構築工程と、前記第１構造体と前記第２構造体とを複数の前記梁部材により連結する梁部材連結工程と、を備えることを特徴とする、構造物構築方法である。

本発明によれば、内部空間に大規模な設備が存在する状態においてもドーム状の大空間構造を構築することができる。

また、本発明は、前記支持構造を前記支柱と分離し、前記第１構造体の開口を通して搬出する支持構造搬出工程と、前記支柱を解体し前記第１構造体の前記開口を通して搬出する支柱搬出工程と、を備えていてもよい。

本発明によれば、第１構造体の開口から支持構造を搬出することができる。

また、本発明の前記支持構造搬出工程は、前記支持構造と前記第１構造体との間に配置されたジャッキ装置を短縮し、前記支持構造に対する前記第１構造体の支持を解放するジャッキ装置短縮工程と、前記支持構造を前記第１構造体の内径に比して小さい外径を有するように変形する支持構造変形工程と、を備えるように構成されていてもよい。

本発明によれば、第１構造体の開口から支持構造を撤去することができる。

また本発明の前記支持構造は、前記支柱の上部に設けられた第１支持構造と、前記第１支持構造の上部に設けられ前記第１構造体を支持する第２支持構造と、を備え、前記第２支持構造は、平面視して放射状に配置された複数の支持部材を備え、前記複数の支持部材は、平面視して中心方向に対して移動自在に設けられており、前記支持構造変形工程は、複数の前記支持部材を中心方向に対して移動する支持部材移動工程を備えていてもよい。

本発明によれば、支持構造を変形可能に構築することにより第１構造体の開口から搬出可能とすることができる。

また、本発明の前記支柱は、前記第１構造体の前記開口の内径に比して小さい外径に形成された管状部材により構築されていてもよい。

本発明によれば、支柱を第１構造体の開口から搬出可能に形成することにより、特別な装置を必要とせず、建設コストを低減することができる。

また、本発明の前記支柱は、前記第１構造体の前記開口の内径に比して小さい外径に形成されたトラス構造により構築されていてもよい。

本発明によれば、支柱を第１構造体の開口から搬出可能に形成することにより、特別な装置を必要とせず、建設コストを低減することができる。

本発明によれば、内部空間に大規模な設備が存在する状態においてもドーム状の大空間構造を構築ことができる。

本発明の実施形態に係る大空間構造の構成を示す図である。 仮設支持構造の脚部を構築する工程を示す図である。 支持構造の構成を示す平面図である。 支持構造の構成を示す側面断面図である。 支持構造の構成を示す断面図である。 支持構造に載置された第１構造体の状態を示す断面図である。 第２構造体を構築する工程を示す断面図である。 第１構造体と第２構造体とを梁部材で連結する工程を示す断面図である。 支持構造のジャッキを下げる工程を示す断面図である。 支持構造を径方向に短縮する工程を示す断面図である。 支持構造を撤去する工程を示す断面図である。 支柱を撤去する工程を示す図である。 構造物構築方法の各工程を示すフローチャートである。

以下、図面を参照しつつ、本発明に係る構造物構築方法の実施形態について説明する。

図１に示されるように、大空間構造１は、ドーム状の屋根を有し内部空間に大規模設備を収容可能に構築される。大空間構造１は、例えば、環状に構築された第１構造体２と、第１構造体２の周囲であり且つ下方に配置される環状の第２構造体１０と、第１構造体と第２構造体１０とを連結する複数の梁部材２０とを備える。第２構造体１０の下方には、第２構造体１０に沿って構築される壁部３０が設けられている。壁部３０は、柱状体により構築されていてもよく、無くてもよい。

第１構造体２は、例えば、鋼部材を環状に組み合わせて構築されている。第１構造体２は、コンプレッションリング（ＣＲ）とも呼ばれる。第１構造体２は、所定の第１外径及び第１内径を有するように形成されている。第１構造体２は、第１内径の円形の開口２Ｈが形成されている。第２構造体１０は、例えば、鋼部材を環状に組み合わせて構築されている。第２構造体１０は、テンションリング（ＴＲ）とも呼ばれる。第２構造体１０は、第１構造体２の第１外径に比して大きい第２外径を有するように形成されている。第２構造体１０は、第１構造体２の第１内径に比して大きい第２内径を有するように形成されている。第２構造体１０は、第２内径の円形の開口１０Ｈが形成されている。

各梁部材２０の上端部は、第１構造体２に連結される。複数の梁部材２０は、平面視して第１構造体２から径方向に放射状に配置されている。各梁部材２０の下端部は、第２構造体１０に連結される。隣接する梁部材２０の間は、例えば、板状の屋根部材により覆われてもよいし、膜状の膜部材により覆われてもよい。また、第１構造体２に形成された円形の開口２Ｈは、板状の屋根部材により覆われてもよいし、膜状の膜部材により覆われてもよい。

大空間構造１において、内部空間Ｓ内に大規模な内部設備を構築し、大空間構造１を完成させる必要性が生じる場合がある。また、大空間構造１は既存の大規模な内部設備Ｎを存続させたまま建て替える必要性が生じる場合もある。以下、内部空間Ｓに内部設備Ｎが存在する状態においてもドーム状の大空間構造１を構築可能とする構造物構築方法について説明する。大空間構造１は、各部材を仮設する後述の仮設支持構造を用いて構築される。仮設支持構造は、大空間構造１を構築中に各部材を支持しつつ、大空間構造１を構築した後に簡便に撤去されることが望ましい。

図２に示されるように、床面等の設置面Ｅに仮設支持構造６０の基礎部分となる脚部６１が構築される（脚部構築工程）。脚部６１は、例えば、平面視して４つの脚部材６２が放射状に配置されている。脚部材６２は、脚部６１を支持可能であれば、他の形状に構築されていてもよい。脚部６１の設置後において、各脚部材６２の中心から上方に起立するように支柱６３が構築される（支柱構築工程）。支柱６３は、例えば、第１構造体の開口の内径に比して小さい外径に形成された管状部材により形成されている。支柱６３は、例えば、タワークレーン（ＴＣ）に使用されるマストが用いられてもよい。マストは、例えば、外径が１８００ｍｍ程度の管状に形成されている。これにより、支柱６３は、第１構造体２の内側の開口２Ｈを通過可能に形成されている。また支柱６３は、大規模設備の設置時に障害となるのを防止できる。支柱６３は、例えば、脚部６１に対してボルト及びナットを用いて締結される。

支柱６３は、同径の円管状に形成された延長部材６３Ｅを継ぎ足すことで、伸長可能に構成されている。延長部材６３Ｅ同士は、例えば、複数のボルト及びナットを用いて締結される。これにより支柱６３には、軸方向において支柱６３を少なくとも２つの部材に分割する分割部６３Ｄが設けられる。支柱６３は、第１構造体２の内径に比して小さい外径に形成されたトラス構造により構築されていてもよい。支柱６３の上部には、第１構造体２を支持するための支持構造６４が構築される（支持構造構築工程）。

図３及び図４に示されるように、支持構造６４は、支柱６３の上部に設けられた第１支持構造６５と、第１支持構造６５の上部に設けられた第２支持構造６６と、を備える。第１支持構造６５は、例えば、平面視して８本の梁材６５Ｈが放射状に配置されて形成されている。梁材６５Ｈは、８本以下であってもよいし、８本以上であってもよい。第１支持構造６５の中心部には、吊り下げに用いられるフック部６５Ａが設けられている。第２支持構造６６は、平面視して各梁材６５Ｈの上部に載置され、第１支持構造６５の中心部から放射状に配置された複数の支持部材６７を備えている。複数の支持部材６７は、第１構造体２を支持する。梁材６５Ｈ及び支持部材６７は、例えば、Ｈ断面を有する鋼材により形成されている。複数の支持部材６７は、平面視して梁材６５Ｈの軸方向に沿って第１支持構造６５の中心部に対して移動自在に設けられている。

支持部材６７は、例えば、第１支持構造６５にボルト及びナットを用いて固定される。支持部材６７は、第１支持構造６５に溶接されてもよい。支持部材６７と第１支持構造６５との間の固定が解除された際に、支持部材６７は、フック部６５Ａに固定されたチェーンブロックなどの牽引装置を用いて第１支持構造６５に対して摺動するように構成されている。支持部材６７と第１支持構造６５との間には、支持部材６７を移動可能とする後述のスライド機構が設けられていてもよいし、単純に載置されていてもよい。

図５に示されるように、スライド機構６５Ｇは、梁材６５Ｈの上部に設けられた板状のフランジ部６５Ｈ１に設けられている。スライド機構６５Ｇは、梁材６５Ｈを短手方向に断面視して、フランジ部６５Ｈ１の両側の端部に設けられた一対の板状体６５Ｇ１により形成されている。一対の板状体６５Ｇ１は、帯状に形成されている。一対の板状体６５Ｇ１は、フランジ部６５Ｈ１の両側の端部においてフランジ部６５Ｈ１の長手方向に沿って溶接されている。複数の支持部材６７は、梁材６５Ｈの上部において梁材６５Ｈの長手方向に沿って移動することができる。複数の支持部材６７が第１支持構造６５の中心に向かって移動することで、支持構造６４は、第１構造体２の開口２Ｈの内径に比して小さい外径を有するように変形することができる。

図６に示されるように、支持構造６４の上面には、第１構造体２が載置される（第１構造体載置工程）。第１構造体２は、予め地上において構築されて支持構造６４にクレーン装置等を用いて載置される。第１構造体２は、支柱６３に設けられた支持構造６４の上面側において構築されてもよい。支持構造６４と第１構造体２との間には複数のジャッキ装置Ｃが設けられている。複数のジャッキ装置Ｃは、複数の支持部材６７上に載置されている。複数のジャッキ装置Ｃは、伸長した状態において第１構造体２を支持している。複数のジャッキ装置Ｃにより第１構造体２は、支持構造６４に対して上昇された状態において支持される。

支持構造６４は、予め地上で組み立てられた後、上方に揚重された後（支持構造揚重工程）、支柱６３の上方に固定されてもよい。このとき、支持構造６４は、予第１構造体２を上部に載置した状態で上方に揚重され、支柱６３の上部に固定されてもよい。上記工程により、仮設支持構造６０が構築され、第１構造体２は、仮設支持構造６０の上方において支持された状態で保持される。

図７に示されるように、第２構造体１０は、第１構造体２の周囲であり且つ下方に構築される（第２構造体構築工程）。この工程においては、第２構造体１０の構築前に、第２構造体１０を支持する壁部３０が設けられる。壁部３０は、柱状体やトラス構造等の枠体により構成されていてもよい。この工程に並行して大空間構造１の内部空間Ｓとなる領域に内部設備Ｎが構築されてもよい。内部設備Ｎは、既設のものであってもよい。

図８に示されるように、第２構造体１０を構築した後、第１構造体２と第２構造体１０との間は複数の梁部材２０により連結される（梁部材連結工程）。梁部材２０の上端側は、第１構造体２に連結される。梁部材２０と第１構造体２とは、例えば、ボルト及びナットを用いて締結される。梁部材２０と第１構造体２とは、溶接により固定されてもよい。梁部材２０の下端側は、第２構造体１０に連結される。梁部材２０と第２構造体１０とは、例えば、ボルト及びナットを用いて締結される。梁部材２０と第２構造体１０とは、溶接により固定されてもよい。上記各工程に基づいて大空間構造１が構築される。その後、大空間構造１から仮設支持構造６０が撤去される。工程について説明する。

図９に示されるように、先ず、支持構造６４と第１構造体２との間に配置されたジャッキ装置Ｃを短縮する。第１構造体２は、ジャッキ装置Ｃの短縮に従って若干下降するが、ある位置において複数の梁部材２０に支持されるため、支持構造６４に対する第１構造体２の支持が解放される（ジャッキ装置短縮工程）。

図１０に示されるように、支持構造６４を第１構造体２の開口２Ｈの内径に比して小さい外径を有するように変形する（支持構造変形工程）。この工程では、支持構造６４に設けられた複数の支持部材６７と各梁材６５Ｈとの間の固定が解除される。支持部材６７は、チェーンブロックＬ等の牽引装置を用いて第１支持構造６５の中心方向に向かって移動される（支持部材移動工程）。

図１１に示されるように、支持構造６４は、支柱６３から分離され、第１構造体２の開口２Ｈを通して搬出される（支持構造搬出工程）。

図１２に示されるように、支柱６３は、複数の延長部材６３Ｅに解体され記第１構造体の開口２Ｈを通して搬出される（支柱搬出工程）。延長部材６３Ｅは、１つ以上連続したまま搬出されてもよい。脚部６１は、例えば、複数の脚部材６２に分割されて搬出される。複数の脚部材６２は、開口２Ｈから搬出可能である場合は、設置面Ｅとの固定が解除された後、１つ以上の延長部材６３Ｅに固定されたまま搬出されてもよい。

図１３には、環状に構築された第１構造体２と、第１構造体２の周囲であり且つ下方に配置され第１構造体２に比して大径の環状に構築された第２構造体１０と、第１構造体２と第２構造体１０とを連結する複数の梁部材２０とを備える大空間構造の構造物構築方法の工程の流れが示されている。設置面Ｅに脚部６１を構築する（ステップＳ１００）。脚部６１から上方に起立するように支柱６３を構築する（ステップＳ１０２）。支柱６３の上部に第１構造体２を支持する支持構造６４を構築する（ステップＳ１０４）。支持構造６４上に第１構造体２を載置する（ステップＳ１０６）。

第２構造体１０を第１構造体２の周囲であり且つ下方に構築する（ステップＳ１０８）。第１構造体２と記第２構造体１０とを複数の梁部材２０により連結する（ステップＳ１１０）。支持構造６４を支柱６３から分離し、第１構造体２の開口２Ｈを通して搬出する（ステップＳ１１２）。支柱６３を解体し第１構造体２の開口２Ｈを通して搬出する（ステップＳ１１４）。

上述したように構造物構築方法によれば、構造物構築方法によれば、既設の内部設備Ｎが存在する場合や内部設備Ｎを構築しながら大空間構造１を構築することができる。構造物構築方法によれば、第１構造体２の仮設支持材として、既成のタワークレーン用のマスト等により構築された支柱６３を用いることにより、仮設支持材が占める空間量を低減させ、大空間構造１の内部空間への大規模設備の設置を容易にすることができる。構造物構築方法によれば、支柱６３の上部に連結される支持構造６４は、径方向において伸縮可能に構成されているため、大空間構造１を施工後に、環状の第１構造体２の開口２Ｈを通して吊り出すことができ、撤収作業を容易にすることができる。

以上、本発明の一実施形態について説明したが、本発明は上記の一実施形態に限定されるものではなく、その趣旨を逸脱しない範囲で適宜変更可能である。例えば、構造物構築方法の各工程は、適宜入れ替えられていてもよい。

１ 大空間構造
２ 第１構造体
２Ｈ 開口
１０ 第２構造体
１０Ｈ 開口
２０ 梁部材
３０ 壁部
６０ 仮設支持構造
６１ 脚部
６２ 脚部材
６３ 支柱
６３Ｄ 分割部
６３Ｅ 延長部材
６４ 支持構造
６５ 第１支持構造
６５Ａ フック部
６５Ｇ スライド機構
６５Ｇ１ 板状体
６５Ｈ 梁材
６５Ｈ１ フランジ部
６６ 第２支持構造
６７ 支持部材
Ｃ ジャッキ装置
ＣＲ コンプレッションリング
Ｅ 設置面
Ｌ チェーンブロック
Ｓ 内部空間
ＴＣ タワークレーン
ＴＲ テンションリング

Claims (6)

1. 環状に構築された第１構造体と、前記第１構造体の周囲であり且つ下方に配置され前記第１構造体に比して大径の環状に構築された第２構造体と、前記第１構造体と前記第２構造体とを連結する複数の梁部材とを備える構造物構築方法であって、
   設置面に脚部を構築する脚部構築工程と、
   前記脚部から上方に起立するように支柱を構築する支柱構築工程と、
   前記支柱の上部に前記第１構造体を支持する支持構造を構築する支持構造構築工程と、
   前記支持構造上に前記第１構造体を載置する第１構造体載置工程と、
   前記第２構造体を前記第１構造体の周囲であり且つ下方に構築する第２構造体構築工程と、
   前記第１構造体と前記第２構造体とを複数の前記梁部材により連結する梁部材連結工程と、を備えることを特徴とする、構造物構築方法。
2. 前記支持構造を前記支柱と分離し、前記第１構造体の開口を通して搬出する支持構造搬出工程と、
   前記支柱を解体し前記第１構造体の前記開口を通して搬出する支柱搬出工程と、を備える、
   請求項１に記載の構造物構築方法。
3. 前記支持構造搬出工程は、
   前記支持構造と前記第１構造体との間に配置されたジャッキ装置を短縮し、前記支持構造に対する前記第１構造体の支持を解放するジャッキ装置短縮工程と、
   前記支持構造を前記第１構造体の内径に比して小さい外径を有するように変形する支持構造変形工程と、を備える、
   請求項２に記載の構造物構築方法。
4. 前記支持構造は、前記支柱の上部に設けられた第１支持構造と、前記第１支持構造の上部に設けられ前記第１構造体を支持する第２支持構造と、を備え、
   前記第２支持構造は、平面視して放射状に配置された複数の支持部材を備え、
   前記複数の支持部材は、平面視して中心方向に対して移動自在に設けられており、
   前記支持構造変形工程は、
   複数の前記支持部材を中心方向に対して移動する支持部材移動工程を備える、
   請求項３に記載の構造物構築方法。
5. 前記支柱は、前記第１構造体の前記開口の内径に比して小さい外径に形成された管状部材により構築されている、
   請求項２又は３に記載の構造物構築方法。
6. 前記支柱は、前記第１構造体の前記開口の内径に比して小さい外径に形成されたトラス構造により構築されている、
   請求項２又は３に記載の構造物構築方法。

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