JP2916585B2

JP2916585B2 - 建築物の施工方法

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Publication number: JP2916585B2
Application number: JP17780290A
Authority: JP
Inventors: 牧夫吉原; 勝之三谷; 明正宮内
Original assignee: Shimizu Construction Co Ltd
Current assignee: Shimizu Construction Co Ltd
Priority date: 1990-07-05
Filing date: 1990-07-05
Publication date: 1999-07-05
Anticipated expiration: 2014-07-05
Also published as: JPH0468167A

Description

【発明の詳細な説明】「産業上の利用分野」本発明は、長大スパンの梁を有し、その梁に各種建築
部材の荷重が負荷される形態の建築物の施工方法に関す
る。

「従来の技術」近年、建築物の構造形式として、いわゆるメガストラ
クチュア（巨大架構）と称するものが検討されている。
第21図はメガストラクチュアが採用された建築物の一例
を示すもので、４本の鉄骨造の柱１と、それらの上端間
に架設された鉄骨造のトラス梁２とによって巨大な門型
フレームであるメガストラクチュアを構成し、そのメガ
ストラクチュアの上部に、通常の柱３、梁４によって上
層階の躯体を構築した形態のものであって、メガストラ
クチュアの下部にたとえば自由度の高い大空を得るよう
になしたものである。

この第21図に示す建築物にあっては、メガストラクチ
ュアを構成しているトラス梁２のスパンは数十メートル
にも及ぶ長大なものとされ、その梁成は数メートルにも
及ぶものされている。そして、このような建築物を施工
するに当たっては、トラス梁２に予め上方に反るような
むくりをつけておき、施工途中段階においては、トラス
梁２の両端部に設置したジャッキによって山形に張った
ワイヤ５を緊張することにより、トラス梁２の中央部に
下向きの先行荷重を加えてトラス梁２がほぼ水平となる
ように変形させておくようにしている。そして、上層階
の施工が進むにつれてワイヤを緩めていって先行荷重を
低減させていき、上層階が完成した時点でトラス梁２が
自ずと水平となるようにしている。

「発明が解決しようとする課題」ところで、上記の建築物を施工するに際しては、第21
図に示されているように、トラス梁２に対する先行荷重
をそのトラス梁２の中央に位置して立設される柱３を介
して加えるようにしており、このため、先行荷重を加え
てむくりを解消させるに先立ってトラス梁２の上部に３
層分の躯体を施工するようにしていたが、むくりの付い
たままのトラス梁２の上部において躯体の施工を行うこ
とは、中央に位置するもの以外の柱３が外側に傾いてし
まうことになるので、その施工が極めて困難であった。
また、先行荷重を加えた後は、ワイヤ５が邪魔になって
外壁等の取り付け作業に支障をきたし、工期が長引いて
しまう、という不具合もあった。

本発明は上記の事情に鑑みてなされたもので、長大ス
パンの梁を有する建築物を構築するために採用して好適
な施工方法を提供することを目的としている。

「課題を解決するための手段」本発明は、長大スパンの梁をその中央部が上方に反る
形状に予めむくりをつけた状態で柱間に架設し、その梁
の中央部に係合させたワイヤを、前記梁より下階に位置
する他の梁と前記柱との仕口部近傍に設けたジャッキに
より緊張することによって、前記梁の中央部に下向きの
先行荷重を加えてその梁をほぼ水平となした後、この梁
に負荷させる荷重となる残余の建築部材を組み立てるこ
とを特徴とするものである。

「実施例」以下、本発明の一実施例を第１図〜第11図を参照して
説明する。

第１図は本発明方法により構築された建築物の躯体を
示す部分立面図であって、図中符号10はその下方に大空
間20を形成するために設けられた長大スパンかつ大断面
の梁である。

この梁10は、基本的には下弦材11、上弦材12、垂直材
13、斜材14から構成されるトラス構造のものであるが、
その断面を第２図に示すように、下弦材11はボックス状
の鉄骨15の内側にコンクリートが充填されるとともに、
外側に鉄筋16が配筋されたうえでコンクリートが打設さ
れて形成された鉄骨鉄筋コンクリート造（より厳密には
充填被覆型鋼管コンクリート造）のものとされ、上弦材
12、垂直材13,斜材14はいずれも鉄骨造とされている。

この梁10は、第１図に示されるように下弦材11の両端
が鉄骨鉄筋コンクリート造の大断面の柱18,18に接合さ
れてそれらの上端相互間に架設され、この梁10の下方
に、この建築物の４スパンにさたる幅を有し、かつ、５
層分が吹き抜けた無柱の大空間20が形成されるようにな
っている。すなわち、この梁10および柱18,18によっ
て、そのような大空間20を形成するとともに上層階の躯
体を支持するための門型フレームであるメガストラクチ
ュアが構成されている。

そして、この梁10の下弦材11の上面の位置には上記大
空間20の直上階の床が形成され、上弦材12の上面の位置
にはさらにその上階の床が形成されるようになってい
て、この梁10の下弦材11はそれ自身で大空間20の直上階
の床梁を兼ねるとともに、垂直材13および斜材14はそれ
ら自身でそれぞれこの階の柱およびブレースを兼ねるも
のとされ、上弦材12はそれ自身でその上階の床梁を兼ね
るものとされている。

なお、第１図において符号30,31はメガストラクチュ
ア以外の躯体である柱および梁であり、これらは通常の
鉄骨造とされている。

上記の建築物の施工手順の一例を第３図〜第11図を参
照して説明する。

第３図に示すように、柱18,18および大空間20の床面
までの躯体を構築した後、、大空間20の床面上において
梁10の下弦材11となる鉄骨15を組み立てる。この鉄骨15
は、図示されるように、中央部15aと両側部15b,15bとの
３ピースにより構成し、その中央部15aが上方に変位す
るようにむくりをつけておく。そのむくり寸法d₁は、後
述するようにトラスの剛性やコンクリートの重量等を考
慮したうえで、梁10が建築物の荷重を最終的に受けたと
きにほぼ水平となるように設定しておく。また、梁10の
中央に位置して設けられる垂直材13を予めこの鉄骨15の
中央部15aに取り付けておく。

そして、そのように組み立てた鉄骨15を、柱18,18か
ら反力をとってリフトアップしていき、第４図に示すよ
うにそれら柱18,18の上端間に架設する。

次に、上記のように架設した鉄骨15に下向きな先行荷
重をかけ、むくり寸法がd₂（d₂＜d₁）となるまでむくり
を低減させる。それには、第５図に示すように、上記垂
直材13の上端部にワイヤ41の中央部を係合させ、そのワ
イヤ41の両端を柱18,18の基部（大空間20の床面に位置
して設けられる他の梁31と柱18,18との仕口部近傍）に
斜め上向きに取り付けた油圧ジャッキ40,40にそれぞれ
連結し、それら油圧シャッキ40,40を作動させてワイヤ4
1を緊張することにより、垂直材13を介して鉄骨15の中
央部15aに下向きの荷重を加えるようになすと良い。な
お、油圧ジャッキ40,40を上記のように他の梁31との仕
口部近傍の位置に設けるようにしたのは、ワイヤ41を緊
張した際に受ける反力によって柱18,18が変形してしま
うことを防止するためである。

垂直材13に対するワイヤ41の係合は、第10図および第
11図に示すように、垂直材13の表面にワイヤ41の曲率に
沿う形状の湾曲板42を予め溶接しておいてその湾曲板42
にワイヤ41を巻回するとともに、ガイドプレート43によ
りワイヤ41の湾曲板42からの脱落を防止するようになす
と良い。この場合、湾曲板42の表面にグリースを塗布し
ておくか、もしくはたとえばテフロン等の樹脂をコーテ
ィングしておいて、ワイヤ41が湾曲板42に対して自由に
滑動するようにしておけば、油圧ジャッキ40,40を作動
させた際にワイヤ41が湾曲板42に対して滑っていってワ
イヤ41の両側に加わる緊張力が自ずと均等になる。な
お、第10図、第11図において符号44は補強用のリブであ
る。

上記のように、鉄骨15のむくりを低減させた状態で、
第６図に示すように、他の垂直材13、斜材14、上弦材12
をそれぞれ鉄骨15に取り付け、トラスを形成する。

その後、鉄骨15に加えた先行荷重を一旦解除する。こ
れにより、第７図に示すように鉄骨15のむくりは大きく
なるが、そのむくり寸法d₃は、形成されたトラスの剛性
分だけ当初のむくり寸法d₁よりは小さくなる。

その後、鉄骨15の外側に鉄筋16を配筋して型枠を組み
立てたうえで、鉄骨15の内側にコンクリートを充填する
とともに外側にコンクリートを打設し、鉄骨鉄筋コンク
リート造の下弦材11を形成する。これにより、第８図に
示すように、梁10がむくりの付いた状態で形成される
が、この段階における梁10のむくり寸法d₄はコンクリー
トの重量分だけ上記のむくり寸法d₃より小さくなり、当
然ながら鉄骨15に当初に付与されていたむくり寸法d₁よ
り小さくなる。この段階のむくり寸法d₄が、この後に梁
10に負荷される上層階の躯体およびその他の各種建築部
材の負荷に対応するものとなっていて、最終的にはその
荷重が梁10に加わることで梁10が自ずとほぼ水平となる
ように設定されている。

そこで、コンクリート強度が確保された後、梁10より
上階の施工により梁10が撓むとされるレベルよりやや高
めのレベルまで（第９図に示すようにほぼ水平となるま
で）むくりを低減させるべく、ワイヤ41を介して梁10に
先行荷重をかける。その後、梁10の上部に上層階の躯体
を施工するとともに各種建築部材を取り付けていき、そ
の荷重に応じて順次ワイヤ41を段階的に緩めていって先
行荷重を低減させていくことにより、梁10を常にほぼ水
平に保持する。

以上により、上層階が所定階まで組み立てられた時点
で梁10に加えた先行荷重を全て解除して、梁10を上層階
の躯体および各種の建築部材の荷重によりほぼ水平とし
て完了するか、または残余の負荷荷重の分だけやや上む
くり状態とした後、残余の建築材料を組み立てて完成す
る。

上記の梁10では、下弦材11および上弦材12とにより全
体としては十分な梁成寸法が確保されて十分な剛性が得
られ、これによって、梁10の下方に上記のような大空間
20が確保できることは勿論のこと、下弦材11を鉄骨鉄筋
コンクリート造とし、かつ、この下弦材11の鉄骨15には
梁10の撓み方向と逆方向の曲げモーメントが付与された
ものとなるので、第21図に示したもののように梁全体を
単純なトラス構造とする場合に比して鉄骨量を削減でき
るとともに鉄骨加工が簡略化され、工費、施工手間の点
で有利である。しかも、下弦材11、上弦材12、垂直材1
3、斜材14がそれぞれこの建築物の梁、柱、ブレースを
兼ねるので、建築物全体の躯体が簡略化されるという利
点もある。

また、上記実施例の施工手順によれば、鉄骨15に先行
荷重をかけてむくりを低減させた後に、垂直材13、斜材
14、上弦材12を組み立ててトラスを形成するので、その
作業を容易に行うことができるものである。すなわち、
鉄骨15に当初の大きなむくり（むくり寸法d₁）が付いて
いる状態のままでトラスを組み立てる場合にあっては、
垂直材13が外側に傾いてしまうことになってトラスの建
方が非常に困難となるのに対し、上記の場合には、むく
り寸法がd₂となるまでむくりを低減させてからトラスを
組み立てるので、垂直材13を支障なく鉛直に建てること
ができるのでトラスを容易に組み立てることができる。

また、上記の場合、ワイヤ41はほぼ梁10の下方に納ま
るから、第21図に示した従来のもののように上層階の躯
体に対する外壁の取り付け作業の際にワイヤ41が邪魔に
なってその作業に支障をきたすようなことがない。ま
た、既に延べたように、油圧ジャッキ40,40を柱18,18と
他の梁31との仕口部近傍の位置に設けるようにしたの
で、ワイヤ41を緊張した際に受ける反力によって支柱1
8,18が変形してしまうようなことが確実に防止されると
ともに、その仕口部に対する油圧ジャッキ40の取り付け
作業や、油圧ジャッキ40に対するワイヤ41の連結作業
は、大空間20の床面を足場として行うことができ、作業
性が良い。また、垂直材13に対するワイヤ41の係合は、
鉄骨15を足場としてこれも容易に行うことができる。

また、鉄骨15に対してコンクリートを打設して下弦材
11を形成するに際し、鉄骨15に加えた先行荷重を一旦解
除して大きなむくりの付いた状態の戻し、その状態でコ
ンクリートを打設するようにしたので、鉄骨15のむくり
を低減させた状態でコンクリートを打設して下弦材11を
形成する場合に比して、梁10の剛性をより高めることが
できる。

以上で本発明方法の一実施例を説明したが、以下のよ
うな変形例が考えられる。

たとえば、第12図および第13図に示すように、上記実
施例における湾曲板42に代えて、垂直材13の表面にワイ
ヤピロー50をブラケット51によって取り付け、そのワイ
ヤピロー50にワイヤ41を係合させることでも良い。

また、上記実施例では１本のワイヤ41を用いたが、ワ
イヤ41としてPC鋼線等を用いる場合のようにワイヤ41の
曲率を余り大きくできないときには、第14図および第15
図に示すようにワイヤ41を２分割して、それらの端部を
垂直材13に固定した定着具60にそれぞれスペーサ61を介
してストッパ62により定着させることでその定着具60を
介して相互に連結するようになし、それらワイヤ41,41
の他端をそれぞれ油圧シャッキ40,40に連結すれば良
い。この場合、双方のワイヤ41,41の長さは厳密に均等
であることが必要であるので、スペーサ61,61の厚みを
調節することにより各ワイヤ41,41の長さを微調整すれ
ば良い。

また、第16図に示すように、垂直材13に２本のワイヤ
41,41を上下２段に係合させたり、梁10の中央に垂直材1
3が位置しない場合にあっては、第17図に示すように、
中央部に位置する２本の垂直材13,13に対して１本のワ
イヤ41をかけて緊張するか、あるいは、第18図に示すよ
うに、各垂直材13,13にそれぞれワイヤ41,41をかけてそ
れらを緊張させることでも良い。この場合、ワイヤ41の
反力が垂直材13,13に対して偏芯するので双方の垂直材1
3,13を梁により連結しておくと良い。

また、上記各実施例では、いずれも垂直材13を介して
梁10の中央部に先行荷重を加えるようにしたが、第19図
および第20図に示すように、垂直材13を介さずに梁10と
なる鉄骨15の側面や下部に対してワイヤ41を直接的に係
合させて緊張することでも勿論良い。

また、上記実施例では、梁10を下弦材11が鉄骨鉄筋コ
ンクリート造とされたトラス構造のものとしたが、梁10
の構造は上記実施例に限定されることなく適宜で良い
し、その梁を支持する柱18も鉄骨鉄筋コンクリート造に
限らず適宜の構造を採用し得る。勿論、梁10は柱18の上
端部のみならずその途中に架設することもできる。さら
に、上記実施例では、梁10の下弦材11となる鉄骨15をリ
フトアップして柱18上端間に架設するようにしたが、ス
パンが比較的小さい場合等においては必ずしもリストア
ップ工法によることはない。

また、上記実施例は、本発明の施工方法を、梁の下方
に無柱の大空間が設けられるとともに梁の上部に上層階
の躯体が設けられる形態の建築物に適用した場合の例で
あるが、本発明はそのような形態の建築物に適用される
のみならず種々の形態の建築物全般に対して同様に適用
できることはいつまでもない。

「発明の効果」以上で詳細に説明したように、本発明によれば、長大
スパンの梁をその中央部が上方に反る形状に予めむくり
をつけた状態で柱間に架設し、その梁の中央部に係合さ
せたワイヤを、前記梁より下階に位置する他の梁と前記
柱との仕口部近傍に設けたジャッキにより緊張すること
によって、前記梁の中央部に下向きの先行荷重を加える
ようにしたので、施工途中においては梁を常にほぼ水平
に保持できて梁の上部における柱の建方等の作業を何等
のさまたげなく容易に行えることは勿論のこと、下層の
前記柱の階高中間部や下階の梁の柱間の中央部にジャッ
キを設けていない故に、長大スパンの梁に対して先行荷
重をかけた際の反力により下階の柱や梁が変形してしま
うようなことがないとともにジャッキの取り付け作業や
ジャッキに対するワイヤの連結作業を事前に工程により
設けられている床面上に安全にかつ容易に行え、また、
ワイヤは長大スパンの梁の下方に納まるので上層階の外
壁を取り付ける際にワイヤが邪魔になるようなことがな
い、という利点がある。

【図面の簡単な説明】

第１図および第２図は本発明に係る施工方法により構築
された建築物の一例を示すもので、第１図は部分立体
図、第２図は大空間を形成するための梁の断面図（第１
図のII−II線矢視図）である。第３図〜第９図は上記建
築物の施工方法の一例を工程順に説明するための図、第
10図は第５図のＸ部の拡大図、第11図はその側面図であ
る。第12図および第13図は本発明方法の他の実施例を示すも
ので、第12図は部分拡大正面図、第13図はその側面図で
ある。第14図および第15図は本発明方法のさらに他の実
施例を示すもので、第14図は部分拡大正面図、第15図は
その側面図である。第16図ないし第20図はいずれも本発
明方法のさらに他の実施例を説明するための図である。第21図は、メガストラクチュアによる建築物の一従来例
を示す斜視図である。 10……梁、18……柱、31……他の梁、40……ジャッキ、
41……ワイヤ。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献特開平４−44569（ＪＰ，Ａ) 特開平３−122333（ＪＰ，Ａ) 特開平３−107048（ＪＰ，Ａ) 特開昭58−91274（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.⁶，ＤＢ名) E04G 21/14 E04B 1/18

Claims

(57)【特許請求の範囲】

【請求項１】長大スパンの梁をその中央部が上方に反る
形状に予めむくりをつけた状態で柱間に架設し、その梁
の中央部に係合させたワイヤを、前記梁より下階に位置
する他の梁と前記柱との仕口部近傍に設けたジャッキに
より緊張することによって、前記梁の中央部に下向きの
先行荷重を加えてその梁をほぼ水平となした後、この梁
に負荷される荷重となる残余の建築部材を組み立てるこ
とを特徴とする建築物の施工方法。