JP2916588B2

JP2916588B2 - 建築物の施工方法

Info

Publication number: JP2916588B2
Application number: JP20455190A
Authority: JP
Inventors: 治徳荒川; 哲也寺田
Original assignee: Shimizu Construction Co Ltd
Current assignee: Shimizu Construction Co Ltd
Priority date: 1990-08-01
Filing date: 1990-08-01
Publication date: 1999-07-05
Anticipated expiration: 2014-07-05
Also published as: JPH0489969A

Description

【発明の詳細な説明】「産業上の利用分野」本発明は、長大スパンの梁を有し、その梁に各種建築
部材の荷重が負荷される形態の建築物の施工方法に関す
る。

「従来の技術」近年、建築物の構造形式として、いわゆるメガストラ
クチュア（巨大架構）と称するものが検討されている。
第12図はメガストラクチュアが採用された建築物の一例
を示すもので、４本の鉄骨造の柱１と、それらの上端間
に架設された鉄骨造のトラス梁２とによって巨大な門型
フレームであるメガストラクチュアを構成し、そのメガ
ストラクチュアの上部に、通常の柱３、梁４によって上
層階を構築した形態のものであって、メガストラクチュ
アの下部に自由度の高い大空間を得るようになしたもの
である。

この第12図に示す建築物にあっては、メガストラクチ
ュアを構成しているトラス梁２のスパンは数十メートル
にも及ぶ長大なものとされ、その梁成は数メートルにも
及ぶものとされている。そして、このような建築物を施
工するに当たっては、トラス梁２に予め上方に反るよう
なむくりをつけておき、施工途中段階においては、図示
されているように、トラス梁２の両端部に設置したジャ
ッキによって山形に張ったワイヤ５を緊張することによ
り、トラス梁２の中央部に下向きの先行荷重を加えてト
ラス梁２がほぼ水平となるように変形させておくととも
に、上層階の施工が進むにつれてワイヤ５を緩めていっ
て先行荷重を解除していき、上層階が完成した時点でそ
の荷重によりトラス梁２が自ずと水平となるようにして
いる。

「発明が解決しようとする課題」ところで、上記のようにジャッキによりワイヤを緊張
することで梁に対して先行荷重をかける場合には、大形
大容量のジャッキを複数台用意しなければならないこと
は勿論のこと、それら複数のジャッキの緊張力を厳密に
均等にしなければならず、しかも施工の進展に伴ってそ
れらジャッキの緊張力を段階的に低減させていかなけれ
ばならず、このため複雑な制御手段が不可欠となって、
設備費が著しくかさんでしまうものであった。

本発明は上記の事情に鑑みてなされたもので、長大ス
パンの梁に荷重が負荷される形態の建築物を施工する際
に採用して好適な施工方法を提供することを目的とす
る。

「課題を解決するための手段」請求項１の発明は、中央部が上方に反る形状に予めむ
くりが付けられた梁を柱間に架設し、その梁に下向きの
先行荷重をかけてむくりを低減させた後、その梁に負荷
する荷重となる残余の建築部材を施工しつつ前記梁の撓
みが許容撓み範囲内となるように先行荷重を漸次低減さ
せていく建築物の施工方法であって、重錘体を用いてそ
の重量を滑車装置により拡大して前記梁に先行荷重とし
て加えるとともに、重錘体の重量を調節することで先行
荷重の大きさを調節することを特徴とするものである。

また、請求項２の発明は、中央部が上方に反る形状に
予めむくりが付けられた梁を柱間に架設し、その梁に下
向きの先行荷重をかけてむくりを低減させた後、その梁
に負荷する荷重となる残余の建築部材を施工しつつ前記
梁の撓みが許容撓み範囲内となるように先行荷重を漸次
低減させていく建築物の施工方法であって、牽引加力装
置による載荷重を滑車装置により拡大して前記梁に先行
荷重として加えるとともに、載荷重の大きさを調節する
ことで先行荷重の大きさを調節することを特徴とするも
のである。

「実施例」以下、本発明の一実施例を第１図〜第９図を参照して
説明する。

第１図は本発明方法により構築された建築物の躯体を
示す部分立面図であって、図中符号10はその下方に大空
間20を形成するために設けられた長大スパンかつ大断面
の梁である。

この梁10は、基本的には下弦材11、上弦材12、垂直材
13、斜材14から構成されるトラス構造のものであるが、
その断面を第２図に示すように、下弦材11は、ボックス
状の鉄骨15の内側にコンクリートが充填されるとともに
外側に鉄筋16が配筋されたうえでコンクリートが打設さ
れて形成された鉄骨鉄筋コンクリート造（より厳密には
充填被覆型鋼管コンクリート造）のものとされ、上弦材
12、垂直材13、斜材14はいずれも鉄骨造とされている。

この梁10は、第１図に示されるように下弦材11の両端
が鉄骨鉄筋コンクリート造の大断面の柱18,18に接合さ
れてそれらの上端相互間に架設され、この梁10の下方
に、この建築物の４スパンにわたる幅を有し、かつ、５
層分が吹き抜けた無柱の大空間20が形成されるようにな
っている。すなわち、この梁10および柱18,18によっ
て、そのような大空間20を形成するとともに上層階の躯
体を支持するための門型フレームであるメガストラクチ
ュアが構成されている。

そして、この梁10の下弦材11の上面の位置には、上記
大空間20の直上階の床が形成され、上弦材12の上面の位
置にはさらにその上階の床が形成されるようになってい
て、この梁10の下弦材11はそれ自信で大空間20の直上階
の床梁を兼ねるとともに、垂直材13および斜材14はそれ
ら自信でそれぞれこの階の柱およびブレースを兼ねるも
のとされ、上弦材12はそれ自身でその上階の床梁を兼ね
るものとされている。

なお、第１図において符号30,31はメガストラクチュ
ア以外の躯体である柱および梁であり、これらは通常の
鉄骨造とされている。

上記の建築物の施工手順の一例を第３図〜第９図を参
照して説明する。

第３図に示すように、柱18,18および大空間20の床面
までの躯体を構築した後、大空間20の床面上において梁
10の下弦材11となる鉄骨15を組み立てる。この鉄骨15
は、図示されるように、中央部15aと両側部15b,15bとの
３ピースにより構成し、その中央部15aが上方に変位す
るようにむくりをつけておく。そのむくり寸法d₁は、後
述するようにトラスの剛性やコンクリートの重量等を考
慮したうえで、梁10が建築物の荷重を最終的に受けたと
きにほぼ水平となるように設定しておく。

そして、そのように組み立てた鉄骨15を、柱18,18か
ら反力をとってリフトアップしていき、第４図に示すよ
うにそれら柱18,18の上端間に架設する。

次に、上記のように架設した鉄骨15に下向きの先行荷
重をかけ、むくり寸法がd₂（d₂＜d₁）となるまでむくり
を低減させる。それには、第５図に示すように、水等の
液体を保有する水槽（重錘体）40を用いてその重量を滑
車装置41により拡大して鉄骨15に対して下向きの先行荷
重として加えることとする。

その滑車装置41は、鉄骨15の下部に複数（図示例のも
のでは８つ）の多連滑車（たとえば４連滑車）42…を取
り付けるとともに、大空間20の床梁31の柱30との仕口部
近傍にはそれら滑車42…と対をなす同数の多連滑車43…
を取り付け、それら滑車42…,43…の間に１本のワイヤ4
4を図示するように多重に掛け回し、そのワイヤ44の中
央部から動滑車45を介して上記水槽40を吊り下げるよう
にしたものである。

この滑車装置41では、水槽40およびその内部に保有し
ている水の重量が、各滑車42…,43…に対するワイヤ44
の掛数倍に拡大されて鉄骨15に加わることになり、その
反力は滑車43…を介して梁31…および柱30…に加わるこ
とになる。たとえば、８対の４連滑車を用いる場合には
理論的には重りの重量が64倍に拡大されることになる。
したがって、水槽40の容量をそれほど大きくせずとも鉄
骨15に対して十分に大きな先行荷重を加えることができ
るとともに、水槽40内の水量を調節することで鉄骨15に
加えるべき先行荷重を容易にかつ正確に調節できるもの
である。

なお、上記の水槽40としては鋼管を利用してそれに底
を取り付けて用いると良い。また、水槽40に保有水量を
調節するための排水用の弁を設けておくと良い。また、
滑車43…を柱30と梁31の仕口部近傍に取り付けているの
は、梁31が反力により変形してしまうことを防止するた
めであり、滑車42を鉄骨15の中央部に接近させて取り付
けているのは、そのようにした方がむくりを効率的に低
減させることができるからである。

上記のようにして鉄骨15に対して先行荷重をかけてむ
くりを低減させた状態で、第６図に示すように、垂直材
13、斜材14、上弦材12をそれぞれ鉄骨15に取り付け、ト
ラスを形成する。

その後、水槽40内の水を排水することにより、鉄骨15
に加えた先行荷重を一旦解除する。これにより、第７図
に示すように鉄骨15のむくりは大きくなるが、そのむく
り寸法d₃は、既に形成されたトラスの剛性分だけ当初の
むくり寸法d₁よりは小さくなる。

その状態で、鉄骨15の外側に鉄筋16を配筋して型枠を
組み立てたうえで、鉄骨15の内側にコンクリートを充填
するとともにその外側にもコンクリートを打設し、鉄骨
鉄筋コンクリート造の下弦材11を形成する。これによ
り、第８図に示すように、梁10がむくりの付いた状態で
形成されるが、この段階における梁10のむくり寸法d₄は
コンクリートの重量分だけ上記のむくり寸法d₃より小さ
くなり、当然ながら鉄骨15に当初に付与されていたむく
り寸法d₁より小さくなる。この段階のむくり寸法d₄が、
この後に梁10に負荷される上層階の躯体およびその他の
各種建築部材の荷重に対応するものとなっていて、最終
的にその荷重が梁10に加わることで梁10が自ずとほぼ水
平となるように設定されている。

そこで、コンクリート強度が確保された後、梁10より
上階の施工により梁10が撓むとされるレベルよりやや高
めのレベルまで（第９図に示すようにほぼ水平となるま
で）むくりを低減させるべく、水槽40内に所定量の水を
再び注入し、梁10に先行荷重をかける。その後、梁10の
上部に上層階の躯体を施工するとともに各種建築部材を
取り付けていき、その荷重に応じて水槽40内の水を所定
量ずつ排水していくことにより先行荷重を段階的に低減
させていき、梁10を常にほぼ水平に保持する。

以上により、上層階がほぼ完成した時点で梁10に加え
た先行荷重を全て解除し、残余の建築部材の取り付け、
組み立てを行えば、梁10は上層階の躯体および各種の建
築部材の総荷重により自ずと水平となる。

上記の梁10で、下弦材11および上弦材12とにより全体
としては十分な梁成寸法が確保されて十分な剛性が得ら
れ、これによって、梁10の下方に上記のような大空間20
が確保できることは勿論のこと、下弦材11を鉄骨鉄筋コ
ンクリート造とし、かつ、この下弦材11の鉄骨15には梁
10の撓み方向と逆方向の曲げモーメントが付与されたも
のとなるので、第12図に示したもののように梁２全体を
単純なトラス構造とする場合に比して鉄骨量を削減でき
るとともに鉄骨加工が簡略化され、工費、施工手間の点
で有利である。しかも、下弦材11、上弦材12、垂直材1
3、斜材14がそれぞれにこの建築物の梁、柱、ブレース
を兼ねるので、建築物全体の躯体が簡略化されるという
利点もある。

また、上記実施例の施工手順では、トラスを形成する
に際して鉄骨15に先行荷重をかけてむくりを低減させて
から垂直材13、斜材14、上弦材12を組み立てるので、そ
の作業を容易に行うことができるものである。すなわ
ち、鉄骨15に当初の大きなむくり（むくり寸法b₁）が付
いている状態のままでトラスを組み立てる場合にあって
は、垂直材13が外側に傾いてしまうことになってトラス
の建方が非常に困難となるのに対し、上記の場合には、
むくり寸法がd₂となるまでむくりを低減させてからトラ
スを組み立てるのが、垂直材13を支障なく鉛直に建てる
ことができ、したがってトラスを容易に組み立てること
ができる。

また、鉄骨15に対してコンクリートを打設して下弦材
11を形成するに際し、鉄骨15に加えた先行荷重を一旦解
除して大きなむくりの付いた状態に戻し、その状態でコ
ンクリートを打設するようにしたので、鉄骨15のむくり
を低減させた状態のままでコンクリートを打設して下弦
材11を形成する場合に比して、梁10の剛性をより高める
ことができる。

そして、上記実施例では、水を保有する水槽40を重錘
体として用い、その重量を滑車装置41により拡大して先
行荷重として鉄鋼15に加えるようにしたので、大形大容
量のジャッキを用いて先行荷重をかける従来の場合のよ
うに複雑な制御手段等が不要であるとともに、水槽40内
の水量を調節するのみで先行荷重の大きさを自由にかつ
正確に調節できるから、先行荷重の段階的な低減も極め
て容易にかつ精度良く行うことができる。

なお、滑車装置41の具体的な構成は上記実施例に限定
されるものではなく自由に変更し得るものである。そし
て、上記実施例では大空間の床梁31に滑車43…を固定し
てそこから反射をとるようにしたが、必要に応じて床梁
31や柱30に対してブレース等の反力受け用の補強部材を
適宜設ければ良い。また、建築物の形態によってはたと
えば地盤にアースアンカーを施して地盤から反力をとる
ように構成する等、適宜の応用が可能である。

また、水を保有する水槽40を重錘体として用いること
に代えて、たとえば泥水等の水以外の各種液体や、砂、
砂利、ガラス玉、鋼球等の比較的比重の大きい各種粉粒
体を容器内に貯留する形態のものや、鋼製カウンターウ
エイト、コンクリート片、コンクリートブロック等の各
種の固形重量物を荷台に積み込む形態のものを重錘体と
して採用することもできる。そのような重錘体を採用し
た場合も、容器内に貯留する液体や粉粒体の量、荷台に
積み込む重量物の数を調節することで、先行技術を容易
にかつ正確に調節し得る。

また、上記のような重錘体を用いることに代えて、ジ
ャッキ、チェーンブロック、レバーブロック等の比較的
小形の牽引加力装置を用い、その載荷重を滑車装置によ
り拡大して先行荷重として梁に加えるようにしても良
い。第10図は上記実施例と同様の滑車装置41を用い、水
槽40に代えてジャッキ60を用いて動滑車61を引き下げる
ようにした場合の例であり、第11図は同じく滑車装置41
を用いるとともにジャッキ60等の加力装置により動滑車
61を押し上げるようにして載荷重を負荷した場合の例で
ある。また、第11図の場合において動滑車61と鉄骨15と
の間に牽引加力手段を設け、ジャッキ61により動滑車61
を押し上げると同時にその牽引加力手段により動滑車61
を引き上げるようにしても良い。いずれの場合も、小形
のジャッキ60等によって大きな先行荷重を加えることが
できるとともに、ジャッキ60の載荷重を調節することで
先行荷重の大きさを容易にかつ正確に調節し得るもので
ある。

さらに、上記実施例では、下弦材11が充填被覆型鋼管
コンクリート造とされたトラス構造の梁10を採用した
が、橋の構造は上記実施例に限定されることなく適宜で
良く、たとえば単純な鉄骨造や鉄筋コンクリート造ある
いは鉄骨鉄筋コンクリート造の梁とすることでも良い
し、トラス構造とする場合においても、上弦材12、垂直
材13、斜材14を鉄骨造に限らず鉄骨鉄筋コンクリート造
や鋼管コンクリート構造としても良く、垂直材13や斜材
14の位置、形式は、設計上の要求等に応じて適宜変更し
て良いことはいうまでもない。さらに、上記の梁10の上
部や下部にさらにトラスあるいは梁を一体に形成した複
合トラス構造の梁とすることもできる。

また、上記実施例では、梁10の両端が支持される柱18
を鉄骨鉄筋コンクリート造としたが、必ずしもそれに限
定されない。また、柱18を鉄骨鉄筋コンクリート造とす
る場合においても、その柱18に対するコンクリート打設
は、梁10の下弦材11に対するコンクリート打設と同時に
行っても良い。勿論、この柱18の上端にのみならず長大
スパンの梁を複数階設ける場合等には柱の途中に梁10を
設けることでも良い。さらに、上記実施例では、梁10の
下弦材11となる鉄骨15をリフトアップして柱18上端間に
架設するようにしたが、スパンが比較的小さい場合等に
おいては必ずしもリフトアップ工法によることはない。

また、上記実施例は、本発明の施工方法を、梁の下方
に無柱の大空間が設けられるとともに梁の上部に上層階
の躯体が設けられる形態の建築物に適用した場合の例で
あるが、本発明はそのような形態の建築物に適用される
のみならず、種々の形態の建築物全般に対して同様に適
用できるとともに、建築物の形態に対応して適宜の変更
を行い得ることはいうまでもない。

「発明の効果」以上で詳細に説明したように、本発明の施工方法は、
重錘体の重量や裁可装置の載荷重を滑車装置により拡大
して梁に先行荷重として加えるとともに、重錘体の重量
や載荷装置の載荷重の大きさを調節することで先行荷重
の大きさを調節するものであるから、大形大容量のジャ
ッキを用いる従来の場合に比して設備費を大幅に削減で
きるとともに、複雑な制御手段等を必要とすることなく
先行荷重の段階的な低減も極めて容易にかつ精度良く行
うことができる、という効果を奏する。

【図面の簡単な説明】

第１図および第２図は本発明方法により構築された建築
物の一例を示すもので、第１図はその駆体の部分立面
図、第２図は梁の断面図（第１図のII−II線矢視図）で
ある。第３図〜第９図は上記建築物の施工手順の一例を
工程順に説明するための図である。第10図および第11図
は本発明の他の実施例を説明するための図である。第12図は、メガストラクチュアによる建築物の一従来例
を示す斜視図である。 10……梁、11……下弦材、12……上弦材、 13……垂直材、14……斜材、15……鉄骨、 18……柱、30……柱、31……梁、 40……水槽（重錘体）、41……滑車装置、 42,43……滑車、44……ワイヤ、 45……動滑車、60……ジャッキ（載荷装置）。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.⁶，ＤＢ名) E04G 21/16 E04B 1/342 E04C 3/02

Claims

(57)【特許請求の範囲】

【請求項１】中央部が上方に反る形状に予めむくりが付
けられた梁を柱間に架設し、その梁に下向きの先行荷重
をかけてむくりを低減させた後、その梁に負荷する荷重
となる残余の建築部材を施工しつつ前記梁の撓みが許容
撓み範囲内となるように先行荷重を漸次低減させていく
建築物の施工方法であって、重錘体を用いてその重量を
滑車装置により拡大して前記梁に先行荷重として加える
とともに、重錘体の重量を調節することで先行荷重の大
きさを調節することを特徴とする建築物の施工方法。
【請求項２】中央部が上方に反る形状に予めむくりが付
けられた梁を柱間に架設し、その梁に下向きの先行荷重
をかけてむくりを低減させた後、その梁に負荷する荷重
となる残余の建築部材を施工しつつ前記梁の撓みが許容
撓み範囲内となるように先行荷重を漸次低減させていく
建築物の施工方法であって、牽引加力装置による載荷重
を滑車装置により拡大して前記梁に先行荷重として加え
るとともに、載荷重の大きさを調節することで先行荷重
の大きさを調節することを特徴とする建築物の施工方
法。