JP5737578B2 - 吊構造の施工方法 - Google Patents

Description

本発明は、ビル等の建物に適用される吊構造を施工する方法に関するものである。

この種の吊構造としては、例えば特許文献１に記載されたものが提供されている。この吊構造では、各階に設けた内部柱が上下方向に沿って直線状に配設され、その最上端部が吊部材を介して外部柱に連結されている。こうした吊構造を適用した建物によれば、内部柱及び吊部材を介して荷重を外部柱に支持させることができるため、下層階に内部柱の無い広い空間を有した広領域階を形成することが可能となる。

特開２００１−１０７４６１号公報

上述した吊構造の施工方法としては、広領域階の梁と床との間に仮設支柱を設置し、仮設支柱によって梁にかかる荷重を支持しながら、上層階に向けて順次階を構築し、最上階の内部柱と外部柱との間に吊部材を設置した後、仮設支柱を撤去する方法が一般的である。しかしながら、建物の高層階に広領域階を設ける場合には、仮設支柱を設けることが困難となる。

仮設支柱を設置しない工法としては、外部柱の最上端部に先に吊部材を構築し、吊部材によって荷重を支持させながら広領域階に向けて順次下層階を構築していく方法がある。しかしながら、下層階を構築する以前に吊部材を最上階に構築するには、特殊な重機や設備が必要となり、建設コストが増大する。更に、上述した方法では、広領域階の梁を設置するまでの間、各階の荷重を吊部材のみが支持しなければならないため、吊部材として大きな剛性を有した構造体が必要になる。

本発明は、上記に鑑みてなされたものであって、仮設支柱や特殊な重機を要することなく施工可能であり、吊部材にかかる荷重負担を低減可能な吊構造の施工方法を提供することを目的とする。

上述した課題を解決し、目的を達成するために、本発明の請求項１に係る吊構造の施工方法は、外部柱の間に上層階の梁よりも断面積の大きな支持梁を架設する工程と、前記支持梁よりも上層階にそれぞれ直線状となるように内部柱を配設し、最上方に配設した内部柱と外部柱との間を吊部材によって連結する工程と、前記支持梁よりも上層階において内部柱を分断し、分断位置よりも上方に配設された上部内部柱に吊部材による引張力を作用させる一方、分断位置よりも下方に配設された下部内部柱に前記支持梁からの圧縮力を作用させる工程とを含み、最上方に配設した内部柱と外部柱との間を吊部材によって連結する工程において、前記支持梁よりも上層階に内部柱を配設する際に、支持梁の上階に梁と外部柱を連結し、当該梁を支持する仮設部材を設置することを特徴とする。

また、本発明の請求項２に係る構造物の施工方法は、上述した請求項１において、分断位置よりも上方に配設された上部内部柱に吊部材による引張力を作用させる一方、分断位置よりも下方に配設された下部内部柱に前記支持梁からの圧縮力を作用させる工程において、前記支持梁よりも上層階において内部柱を分断した後、前記仮設部材を撤去することを特徴とする。

また、本発明の請求項３に係る構造物の施工方法は、上述した請求項１または２において、内部柱の長さを調整する態様で前記上部内部柱と前記下部内部柱とを連結する工程を含むことを特徴とする。

本発明によれば、外部柱の間に上層階の梁よりも断面積の大きな支持梁を架設するものであるため、吊部材が構築されるまでの間、支持梁によって上層階の荷重を支持することができる。そのため、広領域階に仮設支柱を設ける必要がない。更に、支持梁よりも上層階にそれぞれ直線状となるように内部柱を配設し、最上方に配設した内部柱と外部柱との間を吊部材によって連結するものであるため、下層階を構築した後に吊部材を構築することができる。そのため、特殊な重機を要することなく施工することができ、建設コストが増大しない。更に、支持梁よりも上層階において内部柱を分断し、分断位置よりも上方に配設された上部内部柱に吊部材による引張力を作用させる一方、分断位置よりも下方に配設された下部内部柱に支持梁からの圧縮力を作用させるものであるため、吊部材にかかる荷重負担を低減でき、大きな剛性を有した構造体を不要とすることができる。

図１は、本発明に係る吊構造を用いた構造物を概念的に示した斜視図である。 図２Ａは、図１に示した構造物の施工方法における吊部材を設置した状態を示す概念図である。 図２Ｂは、図１に示した構造物の施工方法における内部柱を分断した状態を示す概念図である。 図２Ｃは、図１に示した構造物の施工方法における仮設部材を撤去した状態を示す概念図である。 図２Ｄは、図１に示した構造物の施工方法における内部柱を連結した状態を示す概念図である。 図３は、図１に示した構造物における力の作用状態を示す概念図である。

以下に添付図面を参照して、本発明に係る吊構造の施工方法の好適な実施の形態について詳細に説明する。尚、この実施例によりこの発明が限定されるものではない。

図１は、本発明に係る吊構造を用いた構造物を概念的に示したものである。ここで例示する構造物１は、高層の建物を構成するものであり、地上から最上階に向けて延在している外部柱３０に、複数の梁２０，２１，２００が架設された架構を有している。構造物１は、中間層階に内部に柱の無い広い空間を有する広領域階１００を有し、最上階１１０には、吊部材１０が設置されている。最上階１１０と広領域階１００との間の層階、及び広領域階１００よりも下方の層階には内部柱４０,４００が夫々配設してある。構造物１において、広領域階１００から吊部材１０が配設される最上階１１０までが吊構造となっている。

吊部材１０は、内部柱４０を上方から支持するものである。吊部材１０は、外部柱３０に支持された構成となっており、吊部材１０及び内部柱４０を介して各階の荷重を外部柱３０に支持させている。本実施の形態において、吊部材１０は、最上方の内部柱４０の上端部から外部柱３０の上端部に亘って延在するブレース材からなる。吊部材１０は、広領域階１００よりも上方の層階の荷重の略半分を支持可能な剛性を有している。

広領域階１００の上部には、上層階の梁２０より断面積の大きな梁である支持梁２１が架設してある。支持梁２１は、広領域階の外部柱に架設される梁であり、上方階の梁２０より断面積が大きく、剛性の高い部材によって形成している。本実施の形態では、広領域階１００よりも上方の層階の荷重の略半分を支持可能な剛性となる断面積を有しており、支持梁２１の剛性を他階の梁２０の剛性より高めた架構形式としている。

内部柱４０，４００は、各階の梁２０の両端を支持する一対の外部柱３０の間に複数配設してある。本実施の形態において、広領域階１００よりも上層階の内部柱４０は、吊部材１０と支持梁２１とを一直線状に連結する態様で配設されている。吊構造において、最上方の梁２０を除く各階における梁２０及び支持梁２１は、吊部材１０に連結された内部柱４０によって吊られた架構となっている。尚、広領域階１００よりも下層階では、各階における梁２００が、各階の内部柱４００によって支持された架構となっている。

以下、図２Ａ〜図２Ｄを参照しながら、構造物１の施工方法について説明する。尚、ここでは、構造物１において吊構造となる広領域階１００から最上階１１０までの上層階構造部分についてのみ説明する。広領域階１００よりも下方に位置する下層階構造部分については、既知の工法によって構築されたものとし、ここではその説明を省略する。

まず、図２Ａに示すように、広領域階１００において、外部柱３０の間に上層階の梁２０よりも断面積の大きな支持梁２１を架設し、広領域階１００の構築を行う。

次に、支持梁２１の上階１２０において、内部柱４０と、仮設部材５０とを配設し、外部柱３０の間に梁２０を架設する。

仮設部材５０は、施工時に仮設される補強材であり、上層階の梁２０と外部柱を連結し、当該梁を支持するものである。仮設部材５０は、広領域階１００よりも上層階であって、内部柱４０が配設される階に設置される。本実施の形態では、仮設部材５０を広領域階１００の上階１２０に設置している。また、仮設部材５０として、広領域階１００の上階１２０において、内部柱４０の上端部から外部柱３０の下端部に亘って延在するブレース材を設置している。仮設部材５０は、広領域階１００よりも上方の層階の荷重の略半分を支持可能なものとしている。

その後、各階における内部柱４０や梁２０の構築を繰返すことにより、建方を構造物１の上方に向かって最上階１１０まで行う。内部柱４０は、広領域階１００の上階から最上階１１０の下階１３０までの間の複数層階に亘って上下方向に一直線状となる態様で配設される。最上階１１０には、最上方に配設した内部柱４０と外部柱３０とを連結する吊部材１０が設置される。図２Ａに示すように、複数層階に亘って一直線状に形成された内部柱４０の上端部に吊部材１０に一方の端部を連結して、内部柱４０を吊部材１０によって吊る構成としている。

次に、図２Ｂに示すように、広領域階１００の上階１２０から最上階１１０の下階１３０まで間の所定の階１４０において、内部柱４０を分断する。その後、図２Ｃに示すように、仮設部材５０を撤去する。これにより、分断位置より上方に配設された上部内部柱４１に吊部材１０による引張力を作用させる。一方、分断位置よりも下方に配設された下部内部柱４２には、支持梁２１からの圧縮力を作用させる。本実施の形態では、内部柱４０を配設した層階の中央階１４０で、内部柱４０を分断している。

次に、図２Ｄに示すように、上部内部柱４１と下部内部柱４２との間に連結部材４３を設置して、上部内部柱４１と下部内部柱４２とを繋ぐ。

連結部材４３は、上部内部柱４１に吊部材１０による引張力を作用させ、下部内部柱４２に支持梁２１からの圧縮力を作用させた後に、内部柱４０の部材長さを調整するものである。これにより、広領域階１００よりも上層階における内部柱４０を完成させる。

上述した施工方法による吊構造において、内部柱４０に作用する軸力の作用状態を図３に示す。支持梁２１と吊部材１０とを一直線状に繋いでいる内部柱４０には、上方部分（上部内部柱４１）に引張軸力が作用し、下方部分（下部内部柱４２）に圧縮軸力が作用している。吊構造１０の施工において、内部柱４０を分断した階１４０では、内部柱４０にかかる軸力がほぼゼロになる。尚、軸力がほぼゼロとなる階１４０において、内部柱４０を撤去し、内部柱４０のない空間を形成することも可能である。

上述した吊構造の施工方法によれば、外部柱３０の間に上層階の梁２０よりも断面積の大きな支持梁２１を架設するものであるため、吊部材１０が構築されるまでの間、支持梁２１によって上層階の荷重を支持することができる。そのため、広領域階１００に仮設支柱を設ける必要がない。更に、支持梁２１よりも上層階にそれぞれ直線状となるように内部柱４０を配設し、最上方に配設した内部柱４０と外部柱３０との間を吊部材１０によって連結するものであるため、下層階を構築した後に吊部材１０を構築することができる。そのため、特殊な重機を要することなく施工することができ、建設コストが増大しない。更に、支持梁２１よりも上層階において内部柱４０を分断し、分断位置よりも上方に配設された上部内部柱４１に吊部材による引張力を作用させる一方、分断位置よりも下方に配設された下部内部柱４２に支持梁からの圧縮力を作用させるものであるため、吊部材１０にかかる荷重負担を低減でき、大きな剛性を有した構造体を不要とすることができる。

建物の高層階にのみ吊構造を採用する場合や、免震建物に吊構造を採用する場合には、広領域階に仮設支柱を設けることが困難であり、仮設支柱を設置しようとすると多大な費用が発生することになる。しかしながら、本発明では、広領域階１００に仮設支柱を設けることなく施工可能であるため、仮設費用を大幅に抑えることができる。尚、本発明における吊構造の施工方法は、建物の地上階を内部柱の無い広領域階とする場合であっても利用可能である。地上階を広領域階とする場合、建物の施工する際に、地上階を広い施工スペースとして利用できるため、資材の移動・ストックが行い易く、広領域階に仮設支柱を設ける工法と比して施工工期を短縮することができる。

更に、吊部材１０が構築されるまでの間、広領域階よりも上層の階の荷重を支持梁２１と仮設部材５０とによって支持することにより、支持梁２１の荷重負担を低減して支持梁２１の断面積を小さくすることができる。つまり、仮設部材５０が負担していた荷重を吊部材１０によって支持させ、吊部材１０の構造による剛性と、支持梁２１の断面積による剛性とのバランスによって荷重を支持する構成としており、これにより、吊部材１０にかかる荷重負担と、支持梁２１にかかる荷重負担とを抑えた構成とすることができる。尚、仮設部材５０に替えて、支持梁にかかる荷重を支持する仮設ブレース材や仮設支柱を広領域階に設置することも可能である。

更に、本発明の吊構造の施工方法は、軸力・変形制御が極めて明確、かつ簡単であるため、高度な施工技術を必要とせず、設計応力を容易に再現することができる。

１ 構造物
１０ 吊部材
２０ 梁
２１ 支持梁
３０ 外部柱
４０ 内部柱
４１ 上部内部柱
４２ 下部内部柱
５０ 仮設部材

Claims (3)

1. 外部柱の間に上層階の梁よりも断面積の大きな支持梁を架設する工程と、
   前記支持梁よりも上層階にそれぞれ直線状となるように内部柱を配設し、最上方に配設した内部柱と外部柱との間を吊部材によって連結する工程と、
   前記支持梁よりも上層階において内部柱を分断し、分断位置よりも上方に配設された上部内部柱に吊部材による引張力を作用させる一方、分断位置よりも下方に配設された下部内部柱に前記支持梁からの圧縮力を作用させる工程とを含み、
   最上方に配設した内部柱と外部柱との間を吊部材によって連結する工程において、前記支持梁よりも上層階に内部柱を配設する際に、支持梁の上階に梁と外部柱を連結し、当該梁を支持する仮設部材を設置することを特徴とする吊構造の施工方法。
2. 分断位置よりも上方に配設された上部内部柱に吊部材による引張力を作用させる一方、分断位置よりも下方に配設された下部内部柱に前記支持梁からの圧縮力を作用させる工程において、前記支持梁よりも上層階において内部柱を分断した後、前記仮設部材を撤去することを特徴とする請求項１に記載の吊構造の施工方法。
3. 内部柱の長さを調整する態様で前記上部内部柱と前記下部内部柱とを連結する工程を含むことを特徴とする請求項１または２に記載の吊構造の施工方法。

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