JP6395070B2 - 鉄骨組み上げ方法 - Google Patents

Description

本発明は、斜めに配置される鉄骨を含む複数本の鉄骨からなるユニットを吊り上げ、その吊り上げたユニットを順次取り付けて組み上げる鉄骨組み上げ方法に関する。

近年、例えば、デザイン上や強度上の問題などから、鉄骨を幾何学模様に組み上げて躯体とする高層ビルなどが出現するに至った。幾何学模様は、三角形、方形、菱形、あるいは、多角形などを素材とするため、鉄骨を幾何学模様に組み上げる場合、当然、鉄骨の中には斜めに配置される鉄骨を多数含むことになる。
ところで、鉄骨を幾何学模様に組み上げる際、複数本の鉄骨からなるユニットをクレーンで吊り上げ、その吊り上げたユニットを順次取り付けて組み上げることになるが、吊り上げるユニットには、斜めに配置される鉄骨が含まれるため、そのユニットの上側取り付け部と下側取り付け部を考慮した上で、クレーンによりバランスよく吊り上げることがむずかしいという問題がある。

すなわち、ユニットを吊り上げた状態で、そのユニットの上側取り付け部と下側取り付け部がユニットの左右端部近くに位置することもあり、そのような場合、吊り上げたユニットを取り付けるに際し、ユニットを取り付け姿勢に姿勢変更して取り付ける必要があり、取り付け作業に困難を伴うばかりか、コストアップの一因にもなる。
更に、ユニットを強制的に姿勢変更して、ボルト・ナットなどの固定具や溶接などにより、その下側取り付け部を下方のユニットの上側取り付け部に取り付けるため、不必要な応力が残留して歪みを生じ、組み上げた鉄骨の品質低下を招くという問題もある（このような技術課題に言及した適切な特許文献などは見当たらない）。

本発明は、このような問題点に着目したもので、その目的は、吊り上げた鉄骨ユニットの取り付け作業を効率よく行うことができ、しかも、不必要な残留応力に起因する歪みの発生を抑制して組み上げることの可能な鉄骨組み上げ方法を提供することにある。

上記目的を達成するための本発明による鉄骨組み上げ方法は、
複数本の鉄骨からなるユニットを吊り上げ、その吊り上げたユニットを順次取り付けて組み上げて、鉛直に配置される鉄骨を含まない鉄骨躯体を構築する鉄骨組み上げ方法であって、
前記ユニットを、斜めに配置される鉄骨及び水平な鉄骨を含むとともに鉛直に配置される鉄骨を含まない状態で、全体として下拡がりの三角形状となるように、かつ、前記水平な鉄骨が前記三角形状の外周よりも突出するように構成し、かつ、前記ユニットの三角形状の頂点部分を吊り上げた状態で、ユニットの上側取り付け部と下側取り付け部がユニットの左右中間部に位置するように構成し、
前記ユニットの上側取り付け部及び下側取り付け部を、前記斜めに配置される鉄骨の端部によって構成し、かつ、前記ユニットの左側取り付け部及び右側取り付け部を、前記水平な鉄骨のうちの突出部分の端部によって構成し、
前記上側取り付け部と前記下側取り付け部と前記左側取り付け部と前記右側取り付け部とを用いて複数の前記ユニットを組み上げることで、前記鉄骨躯体を構築し、
前記ユニットは、前記頂点部分を吊った状態で、既設の前記ユニットの上に積み上げ、
上側の前記ユニットにおける前記下側取り付け部と下側の前記ユニットにおける前記上側取り付け部とを突き付け連結することで、上下に隣り合う前記ユニットを連結し、
左側の前記ユニットにおける前記右側取り付け部と右側の前記ユニットにおける前記左側取り付け部とを間に、別の水平な横連結鉄骨を配置した状態で、左側の前記ユニットにおける前記右側取り付け部と前記横連結鉄骨における左端部とを突き付け連結すること、かつ、右側の前記ユニットにおける前記左側取り付け部と前記横連結鉄骨における右端部とを突き付け連結することで、左右に隣り合う前記ユニットを連結する点にある。

上記特徴構成によれば、斜めに配置される鉄骨を含む複数本の鉄骨からなるユニットが、そのユニットを吊り上げた状態で、ユニットの上側取り付け部と下側取り付け部がユニットの左右中間部に位置するように構成されているので、吊り上げたユニットを取り付けるに際し、ユニットを取り付け姿勢に姿勢変更する必要があったとしても、比較的少ない姿勢変更で済み、取り付け作業の困難性とコストアップの抑制が可能となる。
そして、比較的少ない姿勢変更で済むため、その下側取り付け部を下方のユニットの上側取り付け部に取り付けた際の残留応力は比較的小さく、したがって、歪みの発生や品質低下も抑制することができる。

本発明による鉄骨組み上げ方法の更なる特徴構成は、前記ユニットが、そのユニットを吊り上げた状態で、前記上側取り付け部と前記下側取り付け部が鉛直線上に位置するように構成されている点にある。

上記特徴構成によれば、ユニットを吊り上げた状態で、ユニットの上側取り付け部と下側取り付け部が鉛直線上に位置するように構成されているので、そのユニットの下側取り付け部を下方のユニットの上側取り付け部に取り付ける際、吊り上げたユニットの向きを変える必要はあっても、その姿勢を強制的に変更する必要はなく、したがって、取り付け作業を効率よく行うことができるとともに、不必要な残留応力に起因する歪みの発生を回避して、高品質の鉄骨を短期間で組み上げることができる。

本発明による鉄骨組み上げ方法の更なる特徴構成は、前記ユニットが、そのユニットを吊り上げた状態で、前記左側取り付け部と前記右側取り付け部が水平線上に位置するように構成されている点にある。

上記特徴構成によれば、ユニットを吊り上げた状態で、上述したように、ユニットの上側取り付け部と下側取り付け部が鉛直線上に位置するのに加えて、ユニットの左側取り付け部と右側取り付け部が水平線上に位置するように構成されているので、そのユニットの右側または左側取り付け部を横方向に隣接するユニットの右側または左側取り付け部に取り付ける際、その姿勢を強制的に変更する必要はなく、ユニットの取り付け作業を更に効率よく行うことができ、より一層高品質の鉄骨を短期間で組み上げることができる。

本発明による鉄骨組み上げ方法の更なる特徴構成は、左右に隣り合う前記ユニットの間における前記水平な鉄骨よりも上側部分に、当該左右に隣り合うユニットにおける前記斜めに配置される鉄骨の延長上に位置する逆Ｖ字状のＶ字鉄骨及び前記横連結鉄骨を含む全体として下拡がりの三角形状の連結材を、前記連結材の三角形状の頂点部分によって構成される取付部が当該左右に隣り合うユニットにおける一対の前記上側取り付け部の間に前記一対の上側取り付け部と水平に並ぶように配置し、かつ、前記連結材によって当該左右に隣り合う前記ユニットを連結する点にある。

幾何学模様の鉄骨を備えた高層ビルの斜視図 鉄骨のユニットを示す斜視図 幾何学模様の鉄骨の一部を示す正面図 別実施形態による幾何学模様の鉄骨の一部を示す正面図

本発明による鉄骨組み上げ方法の実施形態を図面に基づいて説明する。
本発明の鉄骨組み上げ方法は、例えば、図１に示すように、幾何学模様に組み上げた鉄骨を躯体１とし、その躯体１とガラス製のカーテンウォール２などを備えた高層ビルＢにおいて、その躯体１となる鉄骨を組み上げる際の鉄骨組み上げ方法に関する。
躯体１となる幾何学模様の鉄骨は、斜めに配置される鉄骨が多数含まれるため、複数本の鉄骨からなるユニットをクレーンで吊り上げる場合、その吊り上げるユニットにも斜めに配置される鉄骨が含まれることになり、クレーンによりバランスよく吊り上げることがむずかしくなる。

本発明方法の実施に際しては、躯体１となる幾何学模様の鉄骨が、図３に示すように、多数のユニット３と、そのユニット３どうしを互いに連結する多数の連結材４とに分割されて吊り上げられる。
各ユニット３は、図２に示すように、そのユニット３にクレーン（図示せず）のワイヤＷを連結して吊り上げた状態で、１本の水平な鉄骨５を底辺として共有する状態で、同じ大きさの二等辺三角形の鉄骨６〜９を上下に連結したダイヤ形状の鉄骨を備えている。
すなわち、斜めに配置された２本の鉄骨６、７からなる逆Ｖ字状の鉄骨が水平な鉄骨５の上方に連結され、斜めに配置された２本の鉄骨８、９からなるＶ字状の鉄骨が水平な鉄骨５の下方に連結されて、これらの鉄骨５〜９によりダイヤ形状の鉄骨が構成される。
したがって、ユニット３を吊り上げた状態で、１本の水平な鉄骨５を底辺として共有する状態で二等辺三角形の鉄骨６〜９を上下に連結したダイヤ形状を備えているので、デザイン的にも強度的にも優れたダイヤ形状を有する幾何学模様で、しかも、高品質の鉄骨を短期間で組み上げることができる。
そして、逆Ｖ字状の鉄骨６、７の連結部分の上方が、ユニット３の二股状の上側取り付け部１０に、Ｖ字状の鉄骨８、９の下端部分が、上側取り付け部１０に対応するユニット３の下側取り付け部１１に構成され、上側取り付け部１０の近傍にワイヤＷを取り付けてユニット３を吊り上げた状態で、上側取り付け部１０と下側取り付け部１１が、重心を通る鉛直線Ｖ上に位置するように構成される。

各ユニット３は、水平な鉄骨５から左外方へ水平に延びる左側延出鉄骨５ａ（本発明の「突出部分の端部」に相当）と、同じく水平な鉄骨５から右外方へ水平に延びる右側延出鉄骨５ｂ（本発明の「突出部分の端部」に相当）を備え、左側延出鉄骨５ａの端部が、ユニット３の左側取り付け部１２に、右側延出鉄骨５ｂの端部が、ユニット３の右側取り付け部１３に構成され、ユニット３を吊り上げた状態で、左側取り付け部１２と右側取り付け部１３が、水平線Ｈ上に位置するように構成される。
また、上側取り付け部１０の近傍にも、左右外方へ水平に延びる左側延出鉄骨５ｃ（本発明の「水平な鉄骨」、「突出部分の端部」に相当）と右側延出鉄骨５ｄ（本発明の「水平な鉄骨」、「突出部分の端部」に相当）を備え、左側延出鉄骨５ｃの端部が左側補助取り付け部１８ａ（本発明の「左側取り付け部」に相当）に、右側延出鉄骨５ｄの端部が右側補助取り付け部１８ｂ（本発明の「右側取り付け部」に相当）に構成され、ユニット３を吊り上げた状態で、これら左右の補助取り付け部１８ａ、１８ｂも水平線Ｈ上に位置するように構成される。しかし、上述したように、左側取り付け部１２と右側取り付け部１３が水平線Ｈ上に位置するように構成されれば、これら補助取り付け部１８ａ、１８ｂは、必ずしも水平線Ｈ上に位置する必要はない。

更に、各ユニット３は、逆Ｖ字状の鉄骨６、７の一方、つまり、左側の鉄骨６に連続する状態で斜め下方に延出する左側斜め延出鉄骨１４と、逆Ｖ字状の鉄骨６、７の他方、つまり、右側の鉄骨７に連続する状態で斜め下方に延出する右側斜め延出鉄骨１５を備え、左側の斜め延出鉄骨１４の端部が、ユニット３の左側の下側取り付け部１６に、右側の斜め延出鉄骨１５の端部が、ユニット３の右側の下側取り付け部１７に構成される。
また、Ｖ字状の鉄骨８、９の左側の鉄骨８に連続する状態で斜め上方に延出する左側斜め延出鉄骨８ａと、右側の鉄骨９に連続する状態で斜め上方に延出する右側斜め延出鉄骨９ａも備え、左側の斜め延出鉄骨８ａの端部が左側補助取り付け部１８ｃに、右側の斜め延出鉄骨９ａの端部が右側の右側補助取り付け部１８ｄに構成される。

各ユニット３は、工場にて完全に組み上げた状態で現場に搬入することも可能であるが、搬送時の利便性を考慮して、ユニット３の主要部分、例えば、水平な鉄骨５と同じ大きさの二等辺三角形の鉄骨６〜９により構成されるダイヤ形状の鉄骨部分のみを工場にて組み上げ、他の鉄骨を現場近くで地組みすることも可能である。
いずれにせよ、各ユニット３は、上側取り付け部１０の近傍にワイヤＷを取り付けて吊り上げた状態で、上側取り付け部１０が鉛直線Ｖ上に位置するとともに、３つの下側取り付け部１１、１６、１７のうち、中央に位置する下側取り付け部１１も鉛直線Ｖ上に位置するので、例えば、ユニット３の下側取り付け部１１を下方のユニット３の上側取り付け部１０に取り付ける際、ユニット３の姿勢を強制的に変更する必要がない。
更に、左側取り付け部１２と右側取り付け部１３が、水平線Ｈ上に位置するので、ユニット３の左側取り付け部１２や右側取り付け部１３を横方向に隣接するユニット３に取り付ける際にも、ユニット３の姿勢を強制的に変更する必要がなく、ユニット３の取り付け作業を効率よく行うことができる。

なお、この実施形態では、ひとつの上側取り付け部１０と複数の下側取り付け部１１、１６、１７を備え、複数の下側取り付け部１１、１６、１７のうちのひとつの下側取り付け部１１と上側取り付け部１０とが鉛直線Ｖ上に位置する例を示したが、上側取り付け部と下側取り付け部がいずれも複数ある場合、少なくともひとつの下側取り付け部と上側取り付け部とが鉛直線Ｖ上に位置していればよい。
同様に、左側取り付け部と右側取り付け部がいずれも複数ある場合、少なくともひとつの左側取り付け部と右側取り付け部とが水平線Ｈ上に位置していれば適用可能である。

また、ユニット３どうしを連結する連結材４は、図３に示すように、横方向に隣接するユニット３の上側取り付け部１０近傍に位置する補助取り付け部１８ａ、１８ｂどうしを連結する横連結鉄骨１９と、鉄骨５と鉄骨６、７との交点近傍に位置する補助取り付け部１８ｃ、１８ｄどうしを連結する逆Ｖ字状のＶ字連結鉄骨２０、および、左右の取り付け部１２、１３どうしを連結する横連結鉄骨２１からなる。
この連結材４は、ユニット３に比べてかなり小型であり、重量的にもかなり軽量であるため、殊更、特別な方法で組み上げる必要はない。
したがって、図示はしないが、従来通りの方法で吊り上げ、順次取り付けて組み上げることになる。

〔別実施形態〕
先の実施形態では、ユニット３がダイヤ形状の鉄骨を備えた例を示したが、必ずしもダイヤ形状の鉄骨を備える必要はない。
例えば、図４の（ａ）に示すように、ユニット３が、六角形を２つ備えたような形状であってもよい。このユニット３の場合、上側取り付け部１０が、左側の上側取り付け部１０ａと右側の上側取り付け部１０ｂとの２つを備えており、下側取り付け部１１も、左側の下側取り付け部１１ａと右側の下側取り付け部１１ｂとの２つを備えている。左側取り付け部１２に関しても、上側の左側取り付け部１２ａと下側の左側取り付け部１２ｂとの２つを備え、右側取り付け部１３も、上側の右側取り付け部１３ａと下側の右側取り付け部１３ｂとの２つを備えている。

この図４の（ａ）に示す別実施形態では、左右の上側取り付け部１０ａ、１０ｂの近傍の２点でワイヤＷにより吊り上げた状態で、左側の上側取り付け部１０ａと下側取り付け部１１ａが同じ鉛直線Ｖ上に位置し、右側の上側取り付け部１０ｂと下側取り付け部１１ｂが別の同じ鉛直線Ｖ上に位置するように構成される。
そして、上側の左側取り付け部１２ａと右側取り付け部１３ａが同じ水平線Ｈ上に位置し、下側の左側取り付け部１２ｂと右側取り付け部１３ｂが別の同じ水平線Ｈ上に位置するように構成される。

また、図４の（ｂ）に示すように、ユニット３が、下方が解放したような変形したダイヤ形状を備えていてもよい。このユニット３の場合、上側取り付け部１０がひとつで、下側取り付け部１１が、左側の下側取り付け部１１ａと右側の下側取り付け部１１ｂとの２つを備え、左側取り付け部１２と右側取り付け部１３をひとつずつ備えている。
そして、上側取り付け部１０の近傍の１点でワイヤＷにより吊り上げた状態で、上側取り付け部１０と２つの下側取り付け部１１ａ、１１ｂが、ユニット３の左右中間部に位置し、左側取り付け部１２と右側取り付け部１３が同じ水平線Ｈ上に位置するように構成される。
このように、ワイヤＷにより吊り上げた状態で、上側取り付け部１０と下側取り付け部１１は必ずしも鉛直線Ｖ上に位置する必要はなく、ユニット３の左右中間部に位置していればよい。また、左側取り付け部１２と右側取り付け部１３に関しても、必ずしも同じ水平線Ｈ上に位置する必要はない。
なお、ユニット３をワイヤＷにより吊り上げる場合、何点で吊り上げるかは、ユニット３の形状などに即して自由に設定することができる。

３ ユニット
４ 連結材
５ 水平な鉄骨
５ａ 左側延出鉄骨（突出部分の端部）
５ｂ 左側延出鉄骨（突出部分の端部）
５ｃ 左側延出鉄骨（水平な鉄骨、突出部分の端部）
５ｄ 左側延出鉄骨（水平な鉄骨、突出部分の端部）
６ 斜めに配置された２本の鉄骨（斜めに配置される鉄骨）
７ 斜めに配置された２本の鉄骨（斜めに配置される鉄骨）
８ 斜めに配置された２本の鉄骨（斜めに配置される鉄骨）
９ 斜めに配置された２本の鉄骨（斜めに配置される鉄骨）
１０ 上側取り付け部
１１ 下側取り付け部
１２ 左側取り付け部
１３ 右側取り付け部
１８ａ 左側補助取り付け部（左側取り付け部）
１８ｂ 右側補助取り付け部（右側取り付け部）
１９ 横連結鉄骨
２０ Ｖ字連結鉄骨
２１ 横連結鉄骨
Ｖ 鉛直線
Ｈ 水平線

Claims (4)

1. 複数本の鉄骨からなるユニットを吊り上げ、その吊り上げたユニットを順次取り付けて組み上げて、鉛直に配置される鉄骨を含まない鉄骨躯体を構築する鉄骨組み上げ方法であって、
   前記ユニットを、斜めに配置される鉄骨及び水平な鉄骨を含むとともに鉛直に配置される鉄骨を含まない状態で、全体として下拡がりの三角形状となるように、かつ、前記水平な鉄骨が前記三角形状の外周よりも突出するように構成し、かつ、前記ユニットの三角形状の頂点部分を吊り上げた状態で、ユニットの上側取り付け部と下側取り付け部がユニットの左右中間部に位置するように構成し、
   前記ユニットの上側取り付け部及び下側取り付け部を、前記斜めに配置される鉄骨の端部によって構成し、かつ、前記ユニットの左側取り付け部及び右側取り付け部を、前記水平な鉄骨のうちの突出部分の端部によって構成し、
   前記上側取り付け部と前記下側取り付け部と前記左側取り付け部と前記右側取り付け部とを用いて複数の前記ユニットを組み上げることで、前記鉄骨躯体を構築し、
   前記ユニットを、前記頂点部分を吊った状態で、既設の前記ユニットの上に積み上げ、
   上側の前記ユニットにおける前記下側取り付け部と下側の前記ユニットにおける前記上側取り付け部とを突き付け連結することで、上下に隣り合う前記ユニットを連結し、
   左側の前記ユニットにおける前記右側取り付け部と右側の前記ユニットにおける前記左側取り付け部とを間に、別の水平な横連結鉄骨を配置した状態で、左側の前記ユニットにおける前記右側取り付け部と前記横連結鉄骨における左端部とを突き付け連結すること、かつ、右側の前記ユニットにおける前記左側取り付け部と前記横連結鉄骨における右端部とを突き付け連結することで、左右に隣り合う前記ユニットを連結する鉄骨組み上げ方法。
2. 前記ユニットが、そのユニットを吊り上げた状態で、前記上側取り付け部と前記下側取り付け部が鉛直線上に位置するように構成されている請求項１に記載の鉄骨組み上げ方法。
3. 前記ユニットが、そのユニットを吊り上げた状態で、前記左側取り付け部と前記右側取り付け部が水平線上に位置するように構成されている請求項２に記載の鉄骨組み上げ方法。
4. 左右に隣り合う前記ユニットの間における前記水平な鉄骨よりも上側部分に、当該左右に隣り合うユニットにおける前記斜めに配置される鉄骨の延長上に位置する逆Ｖ字状のＶ字鉄骨及び前記横連結鉄骨を含む全体として下拡がりの三角形状の連結材を、前記連結材の三角形状の頂点部分によって構成される取付部が当該左右に隣り合うユニットにおける一対の前記上側取り付け部の間に前記一対の上側取り付け部と水平に並ぶように配置し、かつ、前記連結材によって当該左右に隣り合う前記ユニットを連結する請求項１から３の何れか一項に記載の鉄骨組み上げ方法。

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