JP7548869B2 - 構造物の構築方法 - Google Patents

Description

本発明は、構造物の構築方法に関する。

小学校や高校等の学校建築においては、校舎だけでなく体育館も設計されることが多いが、都心の学校は敷地に余裕が無いため、建替え時に使える工事敷地が制限される。例えばグラウンドがあったとしても、学生の部活動で使う等の理由でヤードとして使うことは難しく、重機や資材を配置する十分なスペースや導線を確保できないことが多い。

このように敷地や導線に制限が多い学校建築において、体育館のような大スパンの無柱空間を構築するにあたり、リフトアップ工法の採用が考えられる。特許文献１では、柱頭の仮設架台の内端側に設けたジャッキを用い、柱頭に架設する屋根ユニットをPC鋼材により下から吊り上げることが記載されている。

特許第6814717号

しかしながら、特許文献１の方法では、柱頭に架設する屋根ユニットを柱頭から吊り上げる際に、柱に加わる内側への転倒モーメントが大きくなる。そのため、転倒モーメントに抵抗する支持機構を柱の外側で設けて柱の内側への転倒を防止する必要があり、大掛かりな仮設資材を要する。

本発明は上記の問題に鑑みてなされたものであり、敷地や導線に制限が多い場合であっても適用でき、仮設資材も低減できる構造物の構築方法等を提供することを目的とする。

前述した課題を解決するための本発明は、構造物の構築方法であって、建物の両側の間に位置する、複数本平行に配置されるトラス梁を含む床トラスと、建物の両側に位置する各躯体であって、前記トラス梁と平面視で直交する方向に複数並べて配置され、かつ前記床トラスの各トラス梁の位置に対応するように配置される各躯体と、が設けられ、前記各躯体の高さ方向の途中で、前記各躯体の鉄骨柱のそれぞれに固定されたブラケットにそれぞれジャッキを設置する工程と、前記各躯体の建物内側への転倒を防止する機構が前記各躯体の建物外側に設けられることなく、前記床トラスの各トラス梁のそれぞれについて、対応する位置にある前記各躯体の前記ジャッキを用いて、下から吊り上げる工程と、前記床トラスの各トラス梁の両端部を、前記各躯体の高さ方向の途中に定着する工程と、を有することを特徴とする構造物の構築方法である。

本発明では、建物の両側の各躯体の高さ方向の途中に設けた各ブラケットに各ジャッキを設置し、これらジャッキから各躯体の途中の高さまでトラス梁を吊り上げ、各躯体への定着を行う。この場合、トラス梁の吊り上げ時に躯体に加わる転倒モーメントが小さいことから、前記の特許文献１のように大掛かりな仮設資材を用いて支持機構を形成する必要が無く、仮設資材を低減できる。またリフトアップ工法の採用により、敷地や導線に制限が多い学校建築などの場合においても、大スパンの無柱空間を有する体育館などの建物を容易に構築できる。

前記ジャッキは、前記ブラケットの上に設けられた、前記トラス梁と平面視で直交する方向のジャッキ受梁の上で、前記ブラケットを挟む位置に一対配置され、一対のジャッキのそれぞれから垂下した吊材を用いて前記トラス梁を吊り上げることが望ましい。また前記ジャッキの位置を変えることなく、上下複数段の前記トラス梁が順次吊り上げられることも望ましい。
ジャッキは、ブラケットを挟む位置に一対設けることで、吊材とブラケットの干渉を避けてトラス梁の吊り上げを行うことができる。また上下複数段のトラス梁を吊り上げる場合にも、吊材と上段のトラス梁との干渉を避けて下段のトラス梁を吊り上げることができ、ジャッキの位置を変えることなく、上下複数段のトラス梁を連続して吊り上げることが可能になる。

前記床トラスが、吊り上げ前に前記建物内で地組されることが望ましい。
遮音性の高い建物内で床トラスの地組を行うことで、地組時の騒音を低減することができる。

前記建物の屋根を架設した後、前記床トラスの地組と吊り上げを行うことが望ましい。
これにより、床トラスの地組や吊り上げ等を天候に左右されない屋内作業とできるため、作業効率が向上するうえ、騒音・振動低減にも寄与する。

本発明により、敷地や導線に制限が多い場合であっても適用でき、仮設資材も低減できる構造物の構築方法等を提供することができる。

建物１を示す図。 建物１の構築方法を示す図。 床トラス１４を地組した状態を示す図。 トラス梁１４１の吊り上げについて説明する図。 トラス梁１４１の吊り上げについて説明する図。 センターホールジャッキ２０の撤去について説明する図。

以下、図面に基づいて本発明の好適な実施形態について詳細に説明する。

図１は本発明の実施形態に係るリフトアップ工法で床トラス１４をリフトアップした後の建物１を示す図である。建物１は例えば学校の体育館やホールなどであり、大スパンの無柱空間を内部に有するが、これに限ることはない。

建物１の両側では、躯体としての柱１１が地下躯体１２の上に設けられ、建物１の両側の柱１１の間に床トラス１４が架設される。柱１１は建物１の外周部に設けられる。なお、建物１の両側とは、床トラス１４の後述するトラス梁１４１（図３等参照）の方向における両側である。

床トラス１４は、建物１の中間階の床スラブを構築するためのものであり、上下複数段（図１の例では２段）に設けられる。また建物１の両側の柱１１の上端部の間には屋根１３が架設される。屋根１３は例えば折板屋根であるが、これに限ることはない。

本実施形態のリフトアップ工法は、ジャッキを用いて上下複数段の床トラス１４を順次リフトアップするものであり、図２（ａ）のように、地下躯体１２とその上の柱１１および屋根１３を構築した後、床トラス１４を地組し、そのリフトアップを行う。

床トラス１４の地組は、建物１内の地下部分（地下躯体１２の内側）で行われる。図３は、地組後の床トラス１４を示したものである。床トラス１４は、トラス梁１４１の上にデッキ１４３を設けたものであり、図１のように床トラス１４をリフトアップした後、デッキ１４３の上にコンクリートを打設することで建物１の床スラブが構築される。床トラス１４の地組時にデッキ１４３の上面で予め床スラブの配筋等を行っておくことも可能であり、工程を短縮できる。

トラス梁１４１は、鉛直面内にトラス構造を有する鉄骨梁であり、デッキ１４３の下面で複数本平行に配置される。隣り合うトラス梁１４１同士は連結梁１４４によって連結される。図３の符号Tは仮設の支持台であり、上下複数段の床トラス１４を地組する際に、これらの床トラス１４を下から支持するために設けられる。

本実施形態では、床トラス１４をリフトアップする際に必要なブラケット１５が、柱１１の高さ方向の途中に予め設けられる。柱１１はSRC（鉄骨鉄筋コンクリート）柱やSC(鉄骨コンクリート)柱であり、内部にH形鋼などの鉄骨柱が埋設される。その他、鉄骨柱そのものを柱１１としてもよい。

柱１１は、建物１の両側において、トラス梁１４１と平面視で直交する方向に複数並べて配置され、各柱１１の位置が床トラス１４の各トラス梁１４１の位置に対応する。ブラケット１５は、これらの柱１１のそれぞれに固定される。

図２（ｂ）に示すように、建物１の両側において、各柱１１のブラケット１５にセンターホールジャッキ（以下、単にジャッキという）２０を配置し、ジャッキ２０から垂下する吊材２２の下端部を上段の床トラス１４の各トラス梁１４１の両端部に取り付け、ジャッキ２０によりトラス梁１４１の吊り上げ（リフトアップ）を行う。

吊材２２としてはPC鋼線等のPC鋼材が用いられるが、これに限ることはない。ジャッキ２０については、床トラス１４の荷重条件等により適切な仕様と台数を選定する。なお、デッキ１４３はトラス梁１４１の両端部を除く範囲に敷設されており、吊材２２の取付の支障となることはない。

図４（ａ）は、トラス梁１４１の吊り上げ途中の状態を側方から見たものである。図４（ｂ）は図４（ａ）を右側から見た図である。

前記のブラケット１５は、水平材１５１と斜材１５２の先端部同士を連結してフの字状に組み合わせたものであり、水平材１５１と斜材１５２の基端部は柱１１内部の鉄骨柱Sに溶接等で固定される。水平材１５１と斜材１５２にはH形鋼等の鋼材が用いられる。柱１１は、鉄骨柱Sにブラケット１５と後述する仕口部１６を固定した後、鉄骨柱Sの周囲にコンクリートを打設して形成される。

水平材１５１の先端部の上にはジャッキ受梁２１が配置される。ジャッキ受梁２１は、トラス梁１４１と平面視で直交する方向（図４（ａ）の紙面法線方向、図４（ｂ）の左右方向に対応する）に沿って設けられる梁部材であり、前記のジャッキ２０が、ジャッキ受梁２１の上でブラケット１５を挟んだ位置に一対配置される。

吊材２２は一対のジャッキ２０のそれぞれから垂下し、その下端部が吊り治具４０を介してトラス梁１４１に取り付けられる。ジャッキ２０がブラケット１５を挟んだ位置に一対設けられていることにより、吊材２２がブラケット１５に干渉するのを防ぐことができる。

吊り治具４０は、荷重受梁４１の下面に、一対の取付板４２を設けたものである。荷重受梁４１は、トラス梁１４１と平面視で直交する方向に沿って配置される梁部材であり、その両端部に、一対のジャッキ２０から垂下した吊材２２の下端部が固定される。上記した一対の取付板４２は、トラス梁１４１の方向に間隔を空けて設けられる。

トラス梁１４１の上弦材１４１１の上面には、板状の吊り金具１４５が設けられる。吊り治具４０の一対の取付板４２の間に吊り金具１４５を挟んだ状態で、両取付板４２と吊り金具１４５にピン４３を通すことで、吊り治具４０が吊り金具１４５に取り付けられる。

吊り金具１４５はトラス梁１４１の両端部で設けられており、両吊り金具１４５に、建物１の両側の柱１１のジャッキ２０から垂下した吊材２２が吊り治具４０を介して取り付けられる。

このようにして、床トラス１４の複数のトラス梁１４１のそれぞれについて、対応する位置にある柱１１のジャッキ２０から垂下した吊材２２を取り付け、図示しない制御装置でジャッキ２０間の誤差を調整しながら床トラス１４のトラス梁１４１を吊り上げる。そして、図２（ｃ）に示すように、床トラス１４の各トラス梁１４１の両端部を、建物１の両側の柱１１に設けた仕口部１６に仮固定する。

図４（ａ）に示すように、本実施形態の仕口部１６は、上弦材１６１、下弦材１６２、および斜材１６３を有する。上弦材１６１、下弦材１６２、および斜材１６３にはH形鋼等の鋼材が用いられ、その基端部が前記のブラケット１５と同様、柱１１内部の鉄骨柱Sに溶接等により固定される。仕口部１６は、柱１１の高さ方向の途中において、上下段の床トラス１４のトラス梁１４１のリフトアップ高さにそれぞれ設けられる。

図５（ａ）はトラス梁１４１と仕口部１６の仮固定について示す図である。トラス梁１４１の仮固定の際は、仕口部１６の上弦材１６１および下弦材１６２の先端部を、トラス梁１４１の上弦材１４１１および下弦材１４１２とそれぞれ連結し、斜材１６３の先端部を、繋ぎ材１６４を介してトラス梁１４１の斜材１４１３と連結する。

部材同士の連結は、ボルトや添接板等の連結具ｃを用いて行われる。上弦材１６１、１４１１同士（または下弦材１６２、１４１２同士）の連結については、これらの部材に予め設けた突出片ｐ（図４（ａ）参照）同士を連結具ｃにより連結することもできる。

上段の床トラス１４の各トラス梁１４１を仕口部１６に仮固定した後、図２（ｄ）に示すように各ジャッキ２０の吊材２２を再度下方に垂下して、吊材２２の下端部を下段の床トラス１４の各トラス梁１４１に図４（ａ）と同様にして取り付ける。この際、前記の吊り治具４０は上段の床トラス１４のトラス梁１４１の吊り金具１４５から取り外し、下段の床トラス１４のトラス梁１４１の吊り金具１４５に付け替える。

この後、ジャッキ２０を用いて下段の床トラス１４のトラス梁１４１を先程と同様に吊り上げる。図５（ｂ）は、トラス梁１４１の吊り上げ途中の状態を示す図である。

本実施形態では、図４（ｂ）で説明したように、ブラケット１５を挟む位置にジャッキ２０を一対設けていることから、ジャッキ２０から垂下する吊材２２が、上段の床トラス１４のトラス梁１４１と干渉するのを避けることができ、当該トラス梁１４１が存在する状態で、下段の床トラス１４のトラス梁１４１を問題なく吊り上げることができる。そのため、ジャッキ２０の位置等を変更することなく、上下段の床トラス１４のトラス梁１４１を連続して順次吊り上げることが可能になる。

下段の床トラス１４のトラス梁１４１を所定のリフトアップ高さまで吊り上げた後、図２（ｅ）に示すように、下段の床トラス１４の各トラス梁１４１を、下段の仕口部１６に前記と同様に仮固定する。その後、上下段の床トラス１４の各トラス梁１４１を仕口部１６に定着（本固定）する。

トラス梁１４１の仕口部１６への定着時には、上弦材１６１、１４１１のフランジ同士の溶接や、下弦材１６２、１４１２のフランジ同士の溶接を行い、必要に応じて突出片ｐや不要な連結具ｃを撤去する。その他の連結具ｃは、本設のものに置き換えてこれにより部材同士の連結を行う。ただし、定着の方法がこれに限ることはない。

この後、ブラケット１５やジャッキ２０等を撤去し、上下段の床トラス１４のリフトアップが完了する。ブラケット１５は、リフトアップ後の解体・撤去が容易に行えるように、上段の床トラス１４の上方近傍に設置されている。

ジャッキ２０については、図６に示すように、トラス梁１４１と平面視で直交する方向（図６の紙面法線方向に対応する）の仮設のレール１３１を屋根１３から吊り支持し、このレール１３１にレバーホイスト１３２を設け、レバーホイスト１３２でジャッキ２０を吊り上げて水平方向に移動させ、ジャッキ２０の撤去を行うこともできる。これにより、重量物であるジャッキ２０を容易に撤去・回収することができる。

以上説明したように、本実施形態では、建物１の両側の柱１１の高さ方向の途中に設けたブラケット１５にジャッキ２０を設置し、このジャッキ２０から柱１１の途中の高さまで床トラス１４のトラス梁１４１を吊り上げ、柱１１への定着を行う。この場合、床トラス１４の吊り上げ時に柱１１に加わる転倒モーメントが小さいことから、前記の特許文献１のように大掛かりな仮設資材を用いて支持機構を形成する必要が無く、仮設資材を低減できる。またリフトアップ工法の採用により、敷地や導線に制限が多い学校建築などの場合においても、大スパンの無柱空間を有する体育館などの建物１を容易に構築でき、工期短縮に寄与し、コストも低減できる。

また、ジャッキ２０がブラケット１５を挟む位置に一対配置され、それぞれのジャッキ２０から垂下した吊材２２を用いて床トラス１４のトラス梁１４１を吊り上げることで、吊材２２とブラケット１５の干渉を避けてトラス梁１４１を吊り上げることができる。上下複数段の床トラス１４のトラス梁１４１を吊り上げる場合にも、吊材２２と上段の床トラス１４のトラス梁１４１との干渉を避けて下段の床トラス１４のトラス梁１４１を吊り上げることができ、ジャッキ２０の位置を変えることなく、上下段の床トラス１４のトラス梁１４１を連続して吊り上げることが可能になる。

また本実施形態では遮音性の高い建物１内、特に地下部分でトラス梁１４１を含む床トラス１４の地組を行うことから、騒音も軽減される。床トラス１４の地組を低所で行うことで、工具や作業者の落下リスクを低減することもできる。なお、建物１に地下部分が無い場合などでは、床トラス１４の地組を１階部分の床で行うことも可能である。いずれにせよ、床トラス１４は、トラス梁１４１が上方に吊り上げ可能なように地組されればよい。

また本実施形態では、床トラス１４の地組やリフトアップを行う前に屋根１３の架設をおこなうことで、地組やリフトアップ等の作業を天候に左右されない屋内作業とできるため、作業効率が向上するうえ、騒音・振動低減にも寄与する等のメリットがある。ただし、場合によっては屋根１３を床トラス１４のリフトアップ後に架設することも可能である。

しかしながら、本発明は上記の実施形態に限定されない。例えば建物１の両側の躯体はリフトアップ荷重に耐えうる構造強度を有していればよく、柱１１に限ることはない。また躯体は少なくともリフトアップの開始時に建物１の両側にあたる位置で形成されていればよく、例えばリフトアップの開始時に建物１の三方に躯体が形成されていてもよいし、建物１の四方に躯体が形成されていてもよい。

また本実施形態では床トラス１４のトラス梁１４１の吊り上げを行ったが、吊り上げ対象はこれに限らず、大梁などその他の鉄骨梁を吊り上げる場合にも本方法は適用できる。また鉄骨梁がトラス構造を有するものに限ることもない。

以上、添付図面を参照して、本発明の好適な実施形態について説明したが、本発明は係る例に限定されない。当業者であれば、本願で開示した技術的思想の範疇内において、各種の変更例または修正例に想到し得ることは明らかであり、それらについても当然に本発明の技術的範囲に属するものと了解される。

１：建物
１１：柱
１２：地下躯体
１３：屋根
１４：床トラス
１５：ブラケット
１６：仕口部
２０：センターホールジャッキ
２１：ジャッキ受梁
２２：吊材
４０：吊り治具
４１：荷重受梁
１４１：トラス梁

Claims (5)

1. 構造物の構築方法であって、
   建物の両側の間に位置する、複数本平行に配置されるトラス梁を含む床トラスと、
   建物の両側に位置する各躯体であって、前記トラス梁と平面視で直交する方向に複数並べて配置され、かつ前記床トラスの各トラス梁の位置に対応するように配置される各躯体と、が設けられ、
   前記各躯体の高さ方向の途中で、前記各躯体の鉄骨柱のそれぞれに固定されたブラケットにそれぞれジャッキを設置する工程と、
   前記各躯体の建物内側への転倒を防止する機構が前記各躯体の建物外側に設けられることなく、前記床トラスの各トラス梁のそれぞれについて、対応する位置にある前記各躯体の前記ジャッキを用いて、下から吊り上げる工程と、
   前記床トラスの各トラス梁の両端部を、前記各躯体の高さ方向の途中に定着する工程と、
   を有することを特徴とする構造物の構築方法。
2. 前記ジャッキは、前記ブラケットの上に設けられた、前記トラス梁と平面視で直交する方向のジャッキ受梁の上で、前記ブラケットを挟む位置に一対配置され、
   一対のジャッキのそれぞれから垂下した吊材を用いて前記トラス梁を吊り上げることを特徴とする請求項１記載の構造物の構築方法。
3. 前記ジャッキの位置を変えることなく、上下複数段の前記トラス梁が順次吊り上げられることを特徴とする請求項２記載の構造物の構築方法。
4. 前記床トラスが、吊り上げ前に前記建物内で地組されることを特徴とする請求項１から請求項３のいずれかに記載の構造物の構築方法。
5. 前記建物の屋根を架設した後、前記床トラスの地組と吊り上げを行うことを特徴とする請求項１から請求項４のいずれかに記載の構造物の構築方法。

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