JP3348030B2 - 大張間架構の構築工法 - Google Patents

大張間架構の構築工法

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Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、競技場やイベント
会場などの屋根をリフトアップさせて構築する際に適用
される大張間架構の構築工法に関するものである。
【0002】
【従来の技術】屋根構造体をリフトアップさせて構築す
る従来技術として代表的なものに、図6に示すものがあ
る。
【0003】図6(a) は、屋根構造体中央部1Aと分割
して構築した屋根構造体外周部1B上に支持構台50を
設け、この支持構台50の上にリフトアップ装置7を設
置し、このリフトアップ装置7で屋根構造体中央部1A
を吊り上げるものであり、吊上げ時の回転モーメントを
屋根構造体外周部1Bに負担させないために、ベント
(仮設支持材)51を支持構台50の下方に設置してい
る。
【0004】図6(b) は、屋根構造体外周部1Bを支持
する下部構造体2の真上に支持構台60を設け、屋根構
造体外周部1Bに屋根構造体中央部1Aの吊り上げ時の
回転モーメントが加わるのを防止するようにしたもので
ある。
【0005】図6(c) は、屋根構造体外周部1Bの内側
への垂れ下がりを防止するために、ケーブル70で屋根
構造体外周部1Bを支持させたものである。この場合、
屋根構造体中央部1Aは地上に配置したジャッキ71で
押し上げるのが一般的である。
【0006】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、前述の
ような従来の構築工法において、図6(a) の場合、多く
の仮設資材を必要とすると共に、この仮設作業に時間が
かかるなどの問題があり、また図6(b) の場合には、吊
り点と支持部の距離が大きくなり、支持構台を強固な構
造とする必要があると共に、支持構台と下部構造体の接
続部を補強する必要があるなどの問題点がある。
【0007】本発明は、前述のような問題点を解消すべ
くなされたもので、その目的は、屋根構造体中央部をリ
フトアップ構築するに際し、吊り上げ時に屋根構造体外
周部加わる回転モーメントを完全に除去することがで
き、仮設資材の大幅な削減と仮設作業の簡素化が可能と
なる大張間架構の構築工法を提供することにある。
【0008】
【課題を解決するための手段】本発明の大張間架構の構
築工法は、構造物基礎上に下部構造体を構築し、この下
部構造体の上に屋根構造体外周部を構築し、この屋根構
造体外周部の上に、束材と斜材により支持され支持構
台を円周方向に間隔をおいて複数設け、これら各支持構
台を平面視でリング状の支持構造体で連結一体化するこ
とにより、屋根構造体中央部による下向きの吊り荷重V
a と構造物中心に向かう水平力H a が作用した時に束材
と屋根構造体外周部の接合部には鉛直反力V b と水平反
力H b が働くようにし、屋根構造体外周部と束材の接合
部における支持構台の高さと、前記接合部から屋根構造
体中央部の吊り点までの距離とを調整することにより、
屋根構造体外周部と束材の接合部における水平反力H b
の大きさを制御することで、鉛直反力V b ・水平反力H
b による回転モーメントを制御し、各支持構台の上にリ
フトアップ装置を配置すると共に、構造物基礎上で屋根
構造体中央部を構築し、リフトアップ装置の作動により
前記屋根構造体中央部を引き上げ、所定高さまでリフト
アップした屋根構造体中央部を前記屋根構造体外周部に
固定することを特徴とする(請求項1)。
【0009】
【0010】以上のような構成において、リフトアップ
装置で吊り上げた屋根構造体中央部により、支持構台に
は鉛直荷重と水平力が作用し、この鉛直荷重と水平力に
より、屋根構造体外周部と支持構台の束材の接合部には
鉛直反力と水平反力が加わる。この鉛直反力と水平反力
による回転モーメントは、屋根構造体外周部を鉛直反力
により内側へ垂れ下げる方向と、また水平反力により上
側へ押し上げる方向となり、それぞれが相殺する方向に
作用する。これにより、屋根構造体外周部に作用する回
転モーメントを除去し、鉛直反力と水平反力の合力を屋
根構造体外周部の部材中心軸方向に向けることができ、
屋根構造体外周部には軸力のみを作用させることができ
る。
【0011】さらに、屋根構造体外周部と束材の接合部
における支持構台の高さと、前記接合部から屋根構造体
中央部の吊り点までの距離とを調整することにより、水
平反力の大きさを制御することができ、屋根構造体外周
部の傾斜が変わっても、鉛直反力と水平反力による回転
モーメントを相殺し、鉛直反力と水平反力の合力を屋根
構造体外周部の部材中心軸方向に向けることができる。
【0012】
【発明の実施の形態】以下、この発明を図示する一実施
形態に基いて説明する。これは、競技場やイベント会場
等の円形屋根に適用した例である。図1、図2は、本発
明の構築工法を実施するための屋根構造とリフトアップ
設備を示したものである。図3、図4はリフトアップ設
備の詳細を示したものである。図5は本発明の構築工法
を工程順に示したものである。
【0013】図1、図2に示すように、大張間構造物
は、主として、屋根構造体1と下部構造体2と構造物基
礎3から構成されており、本発明においては、屋根構造
体1を、平面視で円形の屋根構造体中央部1Aと、平面
視でリング状の屋根構造体外周部1Bに分割し、平面視
で円形の下部構造体2の上に先ず屋根構造体外周部1B
を構築し、次いで構造物基礎3上で屋根構造体中央部1
Aを組立てて構築すると共に、屋根構造体外周部1Bの
上に束材5および斜材6を介して支持構台4を設置し、
この支持構台4の上に配置したリフトアップ装置7によ
り屋根構造体中央部1Aを吊り上げる。
【0014】支持構台4・束材5・斜材6は、屋根構造
体外周部1Bの円周方向に適宜の間隔をおいて配設さ
れ、各支持構台4は、外側リング材8・内側リング材9
・つなぎ材10により連結され、平面視で多角形リング
状の支持構造体が形成される(図1(a) 参照) 。
【0015】リフトアップ装置7は、支持構台4の構造
物中心側の端部上に設置される複数のベアロックジャッ
キ(ジャッキアップダウン後にも油圧を保持して負荷を
支持可能なジャッキ)11と、このジャッキ11の昇降
部材12と屋根構造体中央部1Aの周縁部における節点
とを連結する吊りロッド13からなる。吊りロッド13
は、ピン孔がジャッキストロークに対応した間隔で穿設
された所謂ステップバーであり、ピン孔にジャッキ装置
の上下に設けたピンを交互に差し込み、上部ピンを差し
込んだ状態で吊りロッド13を吊り上げてリフトアップ
させ、下部ピンを差し込んだ後、上部ピンを引き抜いた
状態でジャッキを下降させることにより、所謂尺取り虫
式にステップバーを引き上げる。
【0016】以上のような構成において、屋根構造体中
央部1Aをリフトアップ装置7で吊り上げる際に屋根構
造体外周部1Bに作用する回転モーメントを次に示すよ
うに改善処理する。
【0017】即ち、図3に示すように、リフトアップ装
置7および支持構台4には、屋根構造体中央部1Aによ
る下向きの吊り荷重Va と構造物中心に向かう水平力H
a (リング状に連結された支持構台によりリング状圧縮
力に変換されて釣り合い状態を保持する)が作用し、支
持構台4がリング状(多角形状)に連結しているため、
束材5と屋根構造体外周部1Bの接合部には、鉛直反力
b と水平反力Hb が働く。また、この鉛直反力Vb
水平反力Hb により、束材5と屋根構造体外周部1Bの
接合部には、屋根構造体外周部1Bを鉛直反力Vb によ
り内側に垂れ下げる方向の回転モーメントMV と、屋根
構造体外周部1Bを水平反力Hb により上側に押し上げ
る方向の回転モーメントMH が働く。
【0018】従って、束材5と屋根構造体外周部1Bの
接合部に作用する水平反力Hb を制御することにより、
V =MH として屋根構造体外周部1Bに加わる回転モ
ーメントを相殺し、また鉛直反力Vb と水平反力Hb
の合力を屋根構造体外周部1Bの部材中心軸方向に向け
て屋根構造体外周部1Bに加わる力を軸力のみとするこ
とができる。
【0019】支持構台4の高さをh、束材5の中心から
リフトアップ装置7の吊り点までの距離をeとすると、
水平反力Ha 、Hb は、Ha =Hb =Va ・e/hで表
され、hおよびeを任意に設定することで、屋根構造体
外周部1Bの傾斜が変わっても、屋根構造体外周部1B
に加わる2つの回転モーメントを相殺し、かつ屋根構造
体外周部1Bに加わる力を軸力のみとすることができ
る。これにより、屋根構造体外周部1Bを簡単なものと
することができ、さらにベント(仮設支持材)を大幅に
削減(後述するようにベントは屋根構造体中央部1Aの
構築のみに使用される)することができると共に、これ
らの仮設作業も省略することができる。
【0020】図4に示すように、支持構台4の束材5や
斜材6を、単位部材を連結して構成し、あるいは長さ調
整機構14を設け、長さ調整可能とすることにより、屋
根構造体外周部1Bの傾斜に応じて、水平反力Hb を適
宜に設定することができる。
【0021】以上のような構成において、次に示すよう
な手順で屋根構造体1のリフトアップ構築を行なう(図
5参照)。 (1) 図5(i) に示すように、構造物基礎3上に下部構造
体2を構築し、この下部構造体2の上に屋根構造体外周
部1Bをクレーンにより構築する。
【0022】(2) 図5(ii)に示すように、屋根構造体外
周部1Bの上に支持構台4・束材5・斜材6などから構
成されるリング状の支持構造体を構築し、各支持構台4
にリフト設備7を設置する。この作業中に、構造物基礎
3上ではベント15を仮設し、この上に屋根構造体中央
部1Aを組立てて構築する。このように同時に作業する
ことで、当然のこと作業効率を上げることができる。な
お、屋根構造体中央部1Aが大型の場合には、束材16
とケーブル17による張弦梁構造とする場合もある。
【0023】(3) 図5(iii) に示すように、リフトアッ
プ装置7により屋根構造体中央部1Aを所定の高さまで
吊り上げる。次いで、屋根構造体中央部1Aと屋根構造
体外周部1Bとをつなぎ材18で連結すれば、屋根構造
体1の構築が完了する。
【0024】なお、屋根構造体中央部1Aと屋根構造体
外周部1Bの接合部は、屋根構造体1が前述のようなト
ラス構造の場合と形鋼等で形成される鉄骨構造の場合で
は、構成を変えることができ、鉄骨構造の場合には、図
4(c) に示すように、つなぎ材を省略し、鉛直の切断面
同士を継手板19を介してボルト締結することができ
る。
【0025】なお、以上は競技場やイベント会場等の円
形屋根について説明したが、これに限らず、円形以外の
大張間構造物の屋根のリフトアップ構築にも本発明を適
用できる。また、支持構造体は平面視で多角形リング状
に形成したが、リング状に閉じてあれば円形でもよい。
【0026】
【発明の効果】本発明は、以上のような構成からなるの
で、次のような効果を得ることができる。
【0027】(1) 屋根構造体外周部に作用する回転モー
メントを完全に除去することができるため、ベント(仮
設支持材)を大幅に削減することができると共に、これ
らの仮設作業も省略することができる。そのため、施工
期間の短縮およびコストの低減が図られる。
【0028】(2) 屋根構造体外周部には荷重と水平力の
合成軸力のみを考慮すれば済み、屋根構造体外周部を簡
単なものとすることができると共に、その設計も明確・
容易となる。
【0029】(3) 支持構台の束材や斜材を回転モーメン
トを調整する目的で長さ調整可能とすることにより、構
造物を構築する現状に合った施工計画が容易にできる。
また、標準部品で構成することで、支持構台を何回も転
用することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の構築方法を実施するための屋根構造と
リフトアップ設備を示す(a) は平面図、(b) は正面断面
図である。
【図2】図1の部分断面側面図である。
【図3】本発明のリフトアップ設備と力の作用状態を示
す正面断面図である。
【図4】本発めのリフトアップ設備の詳細構造を示す正
面断面図であり、(a) 、(b) は屋根構造体がトラス構造
の場合、(c) は鉄骨構造の場合である。
【図5】本発明の構築工法の工程順に示す縦断面図であ
る。
【図6】従来の構築方法を示す正面断面図である。
【符号の説明】
1…屋根構造体 1A…屋根構造体中央部 1B…屋根構造体外周部 2…下部構造体 3…構造物基礎 4…支持構台 5…束材 6…斜材 7…リフトアップ装置 8…外側リング材 9…内側リング材 10…つなぎ材 11…ベアロックジャッキ 12…昇降部材 13…吊りロッド 14…長さ調整機構 15…ベント 16…束材 17…ケーブル 18…つなぎ材 19…継手板

Claims (1)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 構造物基礎上に下部構造体を構築し、こ
    の下部構造体の上に屋根構造体外周部を構築し、この屋
    根構造体外周部の上に、束材と斜材により支持され
    持構台を円周方向に間隔をおいて複数設け、これら各支
    持構台を平面視でリング状の支持構造体で連結一体化
    ることにより、屋根構造体中央部による下向きの吊り荷
    重V a と構造物中心に向かう水平力H a が作用した時に
    束材と屋根構造体外周部の接合部には鉛直反力V b と水
    平反力H b が働くようにし、屋根構造体外周部と束材の
    接合部における支持構台の高さと、前記接合部から屋根
    構造体中央部の吊り点までの距離とを調整することによ
    り、屋根構造体外周部と束材の接合部における水平反力
    b の大きさを制御することで、鉛直反力V b ・水平反
    力H b による回転モーメントを制御し、各支持構台の上
    にリフトアップ装置を配置すると共に、構造物基礎上で
    屋根構造体中央部を構築し、リフトアップ装置の作動に
    より前記屋根構造体中央部を引き上げ、所定高さまでリ
    フトアップした屋根構造体中央部を前記屋根構造体外周
    部に固定することを特徴とする大張間架構の構築工法。
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