JP6312459B2 - トラス梁の構築方法 - Google Patents

Description

本発明は、トラス梁の構築方法に関する。詳しくは、上弦材、及び下弦材と、これらと接合される複数の斜材とで構成されるトラス梁の構築方法に関する。

従来より、大規模な建物空間や橋梁等を構築する方法として、横架材に相当する上弦材及び下弦材と、その上弦材と下弦材の間に設けられる斜材によって構成させるトラス梁構造がある。そのトラス梁構造は、市中品のＨ形鋼や鋼管、或いは、鉄骨製作工場で加工された矩形鋼材等を用いた鉄骨造形式（鉄骨系トラス梁）と、斜材や上弦材、下弦材にプレキャスト鉄筋コンクリート（以下、ＰＣaＲＣと呼ぶ）部材を用いた鉄筋コンクリート造形式（ＲＣ系トラス梁）に分類されることが多い。

前者の鉄骨系トラス梁は、雨風等の影響によって鉄骨表面に錆が発生するという、維持管理面において課題がある。また、錆の発生した鉄骨鋼材については、長期間放置すると、錆を起因として鉄骨内部まで浸食が進むことによって、耐震性能を低下させる虞がある。

後者のＲＣ系トラス梁については、短工期化と、高品質化を実現するために現場でのコンクリート打設を極力削減する方法として、ＰＣ工場で製作されたＰＣaＲＣ部材が多用される傾向である。そのＰＣaＲＣ部材は、高重量となる部材が多いために大型クレーン等を用いて建設建物内の所定位置に据え付ける必要があり、揚重費用が高額になるという課題がある。

また、ＲＣ系トラス梁の場合、上弦材等のＰＣaＲＣ部材と、現場打設される床コンクリート部分が一体化されるまでの養生期間中においては、地震によってＰＣaＲＣ部材が転倒、落下しないように転倒防止策を施す必要があり、トラス梁の建込み、据え付けに係る建設費用とは別に、地震対策費用を見込む必要がある。

加えて、ＲＣ系トラス梁の構築方法としては、特許文献１、２等が知られている。
特許文献１の技術は、ＰＣaＲＣ造の斜材端部において、斜材を挟み込むようにブロック体を配置し、当該ブロック体同士を緊張材で締付けて接合させた後、上弦材、下弦材、及び斜材の各接合部分に、コンクリートを現場打設して一体化させるＲＣ系トラス梁の構築方法である。
一方、特許文献２の技術は、ＰＣaＲＣ造の上弦材、下弦材、及び斜材で構成されるトラス梁の架構構造について、先ず、柱材上に、上弦材と下弦材を架設した後、次に斜材挿通孔が設けられた上弦材に、斜材を挿入させて、上弦材、下弦材、及び斜材を一体化させるＲＣ系トラス梁の構築方法である。

上記のように、特許文献１、２はＰＣaＲＣ部材を用いたトラス梁の構築方法であって、コンクリートを現場打設して構築する場合に比べて、短工期化は実現可能である。しかし、特許文献１、２は、建設費用の低コスト化、及び揚重工程の短縮を実現するための合理的な揚重方法や施工期間中における地震対策等は考慮されておらず、新たに其々対策を行う必要があり、仮設工事費が高額になるという課題があった。

特開２００８−２７４６３６号公報 特開２０００−３３６７６９号公報

以上の問題を解決するため本発明は、プレキャスト鉄筋コンクリート部材を用いたトラス梁の架構構造物について、ＰＣaＲＣ造の斜材を、床躯体上に立設させた転倒防止機能を有する支保工ユニット材（装置）で支持させつつ、所定の建込み位置に容易に据え付けることができるトラス梁の構築方法を提供することを目的とする。

請求項１に記載のトラス梁の構築方法は、プレキャストコンクリート造の上弦部材（例えば、後述の上弦部材３１）、下弦部材（例えば、後述の下弦部材３２）、斜材受け材（例えば、後述の斜材受け材３３）、及び斜材（例えば、後述の斜材５）を組上げて互いに圧着されるトラス梁（例えば、後述のトラス梁の架構構造体１）の構築方法であって、前記斜材を、当該斜材に取り付けた支保工受け金物（例えば、後述の支保工受け金物９）を介して支保工ユニット材で支持させつつ、当該支保工ユニット材（例えば、後述の支保工ユニット材７）に組み込まれたジャッキで建込み位置を調整した後、前記斜材の端部と前記斜材受け材の凸部を、前記斜材の側面に添わせた一対の連結金物（例えば、後述の固定金物８１、受けプレート８２）で挟んで仮固定させた状態で、前記斜材と前記斜材受け材を、各断面内に挿通させたＰＣ鋼線（例えば、後述のＰＣ鋼線１２）を緊張して圧着接合することを特徴とする。
ここで、斜材の端部と斜材受け材との接合面は、プレキャストコンクリート造の部材間における建込み位置を調整するために、グラウトを注入させることが好ましい。

この発明によれば、トラス梁を構成する上弦部材、下弦部材、斜材受け材、及び斜材に、ＰＣaＲＣ部材を用いることで、現場でコンクリートを打設して構築する必要はなく、短工期にてトラス梁を構築することができる。
また、斜材の据え付け方法として、ＰＣaＲＣ造の斜材を、上弦部材と下弦部材の間に建込む作業工程では大型クレーン等の揚重機械を用いる必要があるが、建込み後の位置補正を行う作業工程では大型クレーン等の揚重機械は必須ではなく、転倒防止機能を有する支保工ユニット材（装置）で斜材を支持させつつ、所定位置に補正しながら仮に固定させることができる。よって、揚重機械の使用期間を短縮することによって、建設コストの低減が可能となる。

請求項２に記載のトラス梁の構築方法では、前記支保工ユニット材は、平面断面視においてロ型形状をなすように配置された複数の鉛直材と、前記複数の鉛直材を囲むように複数段に配置された水平材で構成されていることを特徴とする。

この発明によれば、支保工ユニット材は、構造的に安定するようにロ型形状をなすように鉛直材を配置し、その鉛直材を複数段で囲むように水平材で連結されており、当該階の床躯体上に建てて斜材を支持させる。また、支保工ユニット材は、地震に対して転倒防止機能を保持した上で斜材の荷重を支えることができるため、新たに地震対策を行う必要はなく、建設コストを低減できる。

本発明によれば、トラス梁の上弦部材、下弦部材、斜材受け材、斜材を運搬可能な部材寸法として予め製作し、これらを架設場所で組み立ててトラス梁を構築するので、現場でコンクリートを打設して上弦材と下弦材を構築する構築方法に比べて、短工期化が可能である。
また、支保工ユニット材は、地震に対する転倒防止機能を保持した上で斜材を支持させつつ、建込み位置を容易に補正することが可能であり、新たに地震対策を行う必要がなく、建設コストの低減が可能である。

本発明の第１実施形態に係るトラス梁の構築方法が適用されたトラス梁の架構構造物の模式図 である。 トラス梁の構築方法のフローチャートである。 １実施形態に係るトラス梁の構築方法の手順を説明する模式図（その１）である。具体的には、ＰＣaＲＣ造の斜材の建込み作業工程である。 第１実施形態に係るトラス梁の構築方法の手順を説明する模式図（その２）である。具体的には、ＰＣaＲＣ造の斜材の建込み、据え付け作業工程である。 第１実施形態に係るトラス梁の構築方法の手順を説明する模式図（その３）である。上弦部材、下弦部材、及び斜材の接合方法を拡大したものである。 第１実施形態に係るトラス梁の構築方法の手順を説明する模式図（その４）である。斜材に加えるプレストレスの導入方向を示したものである。

以下、本発明の実施形態を図面に基づいて説明する。なお、以下の実施形態の説明にあって、同一構成要件については同一符号を付し、その説明を省略もしくは簡略化する。
図１は、本発明の第１実施形態に係るトラス梁の構築方法が適用されたトラス梁の架構構造物の模式図である。トラス梁の架構構造物１は、複数のコンクリート造の柱２と、複数の柱間に架設される複数の梁３と、床躯体４と、斜材５と、を備える。当該階の梁３は、上弦部材３１と斜材受け材で構成され、下階の梁３は下弦部材３２と斜材受け材で構成され、それそれに挿通させたＰＣ鋼線を緊張してプレストレスを導入して一体化する。

上弦材と下弦材（以下、上下弦材と呼ぶ）は、柱材の柱頭部にて、複数のＰＣａＲＣ造の部材同士を水平方向に其々連結して、所定の長さが形成されている。また、ＰＣａＲＣ造の上弦部材と下弦部材は、床躯体を構築するコンクリート打設箇所に接するように配置され、床躯体を現場でコンクリート打設することによって、床躯体と一体化されている。
ＰＣａＲＣ造の斜材は、上弦材と下弦材の間に建て込んだ後、斜材、及び上下弦材の斜材受け材に挿通させたＰＣ鋼線を介してプレストレスを導入させて、上弦部材、及び下弦部材と一体化されている。

このトラス梁の構築方法について、図２のフローチャートに沿って、図３〜図６を参照しながら説明する。
先ず、ステップＳ１では、図３に示すようにトラス梁の架構構造物１を構成する複数の柱材２の構築方法として、ＰＣａＲＣ造の材材を、クレーン等を用いて其々の所定位置に建込み、据え付けた後、下階躯体（例えば、下階の柱材）に固定させる。固定方法は、建込んだ柱材と固定されている下階の柱材を、各断面内に配筋された鉄筋同士を継手接合させて、一体化する。

ステップＳ２では梁材３の構築方法として、柱材の柱頭部に、ＰＣａＲＣ造の複数の棒状材を水平方向に連結させることで所定長さの架設材（下弦部材）を形成する。下弦部材３２は、ＰＣａＲＣ造の棒状材同士を連結させた後、各断面内に挿通させたＰＣ鋼線１２を介してプレストレスを導入する。
ＰＣ鋼線は、連結された下弦部材の端部側に定着具で固定されており、各断面内の円筒材（図示省略、例えば、シース材）との隙間には無収縮グラウトが充填されている。また、プレストレスが導入された下弦部材は、柱材の柱頭部に固定させる。

ステップＳ３では、図４と図５に示すようにＰＣａＲＣ造の斜材５の建込み、据え付け方法として、クレーン１０を用いて斜材を下弦部材を建て込んだ後、当該斜材を下階の床躯体上に建てた支保工ユニット材７で支持しつつ、建込み位置を補正した後、連結金物を用いて斜材と下弦材の斜材受け材とを仮に固定させる。

ステップＳ４では、クレーン１０を用いて隣接する斜材の上部を連結していき、全ての斜材の上部に複数の架設材（上弦部材）を据え付ける。よって、ステップＳ４終了時には、全ての上弦材、下弦材、斜材受け材、及び斜材が連結された状態となる。
また、床躯体４は、上弦材や下弦材と接する高さ位置に、床躯体用の下端型枠、又は床型枠を兼ねた折半プレートを架設した後、現場でコンクリートを打設して、上弦材、及び下弦材と一体となるように構築する。

具体的には、ＰＣａＲＣ造の斜材を、以下の作業手順（１）〜（７）で建込み、トラス梁の架構内に据え付ける。
（１）ＰＣａＲＣ造の斜材を、ＰＣ工場より搬入し、建設現場内に一且仮置きする。
（２）ＰＣａＲＣ造の斜材を吊り上げた際、斜めになるように、チェーンブロックで調整しながら建て起こす。
（３）ＰＣａＲＣ造の斜材を建て起こした後、斜材の側面に支保工受け金物を取り付ける。
（４）ＰＣａＲＣ造の斜材をクレーンにて巻上げ、所定の建込み位置まで移動させて建て込む。
（５）クレーンで建て込まれた斜材は、支保工ユニット材で支持しつつ、建込み位置と高さレベルを調整した後、斜材と上下弦材の各斜材受け材との接合部分を一対の連結金物で緊結させ、斜材と斜材受け材を仮に固定させる。
（６）斜材を支持させている支保工ユニット材について、局所的に過大な変形が生じていないことを確認した後、クレーン等で斜材を吊上げている玉掛け部分を開放し、斜材を支保工ユニット材のみで支持させる。

次に、斜材を仮固定させる上弦材と下弦材の構成と、斜材との接合方法について述べる。
上弦材と下弦材は、円筒材が配置された線状部材（上弦部材、下弦部材）と、斜材と接合する斜材受け材３３で構成されており、斜材と斜材受け材は、双方の側面に設けられた連結金物（固定金物、受けプレート）で仮に固定されている。また、斜材は、斜材側面に取り付けられた支保工受け金物９を介して、支保工ユニット材で支持される。

斜材の建込み調整段階から斜材と上下弦材が一体化されるまでの施工期間においては、斜材は支保工ユニット材で支持させることが可能であり、クレーン等の揚重機械は必須ではなく、揚重機械の使用期間を短縮することで、建設コストが低減可能となる。
斜材は、斜材側面に取り付けた支保工受け金物を支保工ユニット材で支持させることで、傾斜面を備える斜材であっても、確実に支持することが可能である。

斜材は、図５に示す支保工ユニット材で支持しつつ、所定の建込み位置に位置補正した後、仮に固定させる。また、支保工ユニット材は、鉛直材の脚部側に設けた油圧ジャッキ（図示省略）を用いることで、所定の建込み高さ位置に斜材を据え付けることができる。
ステップＳ５では、上弦部材、下弦部材、斜材受け材、及び斜材の各接合部分について、現場でモルタルを充填して、トラス梁の架構構造物を構築する。

ステップＳ６では、図５と図６に示すようにＰＣａＲＣ造の斜材と、斜材受け材について、各部材内に配置させたＰＣ鋼線を介してプレストレスを導入して一体化させる。プレストレスの導入判定は、斜材と上弦部材、下弦部材の間に充填する無収縮モルタルの発現強度が、所定圧縮強度（２００キログラム平方センチメートル）を上回ったことを確認した後に実施する。

本実施形態によれば、以下のような効果がある。
（１）トラス梁は、ＰＣａＲＣ造の上弦部材、下弦部材、斜材受け材、及び斜材を、架設場所で組立てながらトラス梁を構築するので、現場でコンクリートを打設する構築方法に比べて、短工期化が可能となる。
（２）上弦部材、下弦部材、斜材受け材、及び斜材は、品質管理の行き届いたＰＣ工場で製作することによって、精密な部材寸法が確保され、かつコンクリート充填性に優れたＰＣａＲＣ部材として製作することが可能である。
（３）上弦部材と下弦部材、斜材受け材、及び斜材は、各部材内に配置されたＰＣ鋼線を介してプレストレスを導入することで、連結金物で仮に固定されていた各部材同士を強固に一体化させることができる。

なお、本発明は、前記実施形態に限定されるものではなく、本発明の目的を達成できる範囲での変形、改良等は本発明に含まれるものである。従って、本実施形態では、上弦部材、下弦部材、斜材受け材、及び斜材は各部材内にＰＣ鋼線を配置して圧着接合させたが、プレストレスを導入せずに各部材同士を連結させてもよい。

１…トラス梁の架構構造物
２…柱材
３…梁材（上弦部材と斜材受け材、又は、下弦部材と斜材受け材）
３１…上弦部材
３２…下弦部材
３３…斜材受け材
４…床躯体
５…斜材
６…１階の床躯体
７…支保工ユニット材
８…連結金物
８１…固定金物
８２…受けプレート
９…支保工受け金物
１０…クレーン
１１…ワイヤ−
１２…ＰＣ鋼線（ＰＣ鋼より線、またはＰＣ鋼材）

Claims (2)

1. プレキャストコンクリート造の上弦部材、下弦部材、斜材受け材、及び斜材を組上げて互いに圧着されるトラス梁の構築方法であって、
   前記斜材を、当該斜材に取り付けた支保工受け金物を介して支保工ユニット材で支持させつつ、当該支保工ユニット材に組み込まれたジャッキで建込み位置を調整した後、
   前記斜材の端部と前記斜材受け材の凸部を、前記斜材の側面に添わせた一対の連結金物で挟んで仮固定させた状態で、
   前記斜材と前記斜材受け材を、各断面内に挿通させたＰＣ鋼線を緊張して圧着接合することを特徴とするトラス梁の構築方法。
2. 前記支保工ユニット材は、平面断面視においてロ型形状をなすように配置された複数の鉛直材と、
   前記複数の鉛直材を囲むように複数段に配置された水平材で構成されていることを特徴とする請求項１に記載のトラス梁の構築方法。

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