JPH0468140A - 梁の構造 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 「産業上の利用分野」 本発明は建築物の躯体を構成する長大スパンかつ大断面
の梁の構造に関する。

「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
１０図はメガストラクチュアか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】と、それらの上端間
に架設された鉄骨造の１〜ラス梁２どによって巨大な門
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
上層階を構築した形態のものであって、メガス）・ラク
チュアの下部に自由度の高い大空間を得るようになした
ものである。

この第１０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（ま数メートルに
も及ぶものとされている。そして、このような建築物を
施工するに当たってＩＪ１トラス梁２に予め上方に反る
ようなむくりをっけておき、施工途中段階においては、
図示されているように、トラス梁２の両端部に設置した
ジヤツ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と
ともに、上層階の施工が進むにつれてワイヤ５を緩めて
いって先行荷重を解除していき、上層階が完成した時点
でその荷重により１−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、上記の建築物においては、メガストラクヂュ
アを構成する長大スパンかつ大断面の梁として鉄骨造の
トラス梁２を採用しているために、そのトラス梁２に要
する鉄骨量が膨大となるはかりでなく溶接あるいはボル
ト締結箇所数が膨大となり、工費がかさむとともに施工
の手間がががるという不具合がある。

本発明は上記の事情に鑑みてなされたもので、メガスト
ラクチュアを構成する梁等の長大スパンかつ大断面が要
求される梁に適用して好適な構造を提供することを目的
とする。

「課題を解決するための手段」 本発明は、建築物の躯体を構成する長大スパンかつ大断
面の梁の構造であって、下弦材と下弦材およびそれらを
連結する垂直材と斜材とからなるトラス構造とされ、か
つ、前記下弦材か鉄骨鉄筋コンクリート造とされている
とともにこの下弦材中の鉄骨自体が梁の撓み方向ど逆方
向の曲げモーメン１−を付与されており、前記上弦材、
垂直材、斜材がいずれも鉄骨造とされ、しかも、前記下
弦材および上弦材は、それぞれそれら自身でこの建築物
の梁を兼ねるとともに、前記垂直材および斜材は、それ
ぞれそれら自身でこの建築物の柱お」＝びブレースを兼
ねるものとされてい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９図を参照して説
明する。

第１図は本実施倒の構造の梁１０が採用されて構築され
た建築物の躯体を示す部分立面図である。

＝３ この梁１０は、基本的には下弦材１１、上弦材１２、垂
直材】３、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−１・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室鋼管コンクリ−１・造）の
ものとされている。また、上記の上弦材Ｊ２、垂直利１
３、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１】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スパンにわたる幅を有し、か
つ、５層分が吹き抜けた無柱の大空間″；４０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）・ラクチュアか構成されている。

そして、この梁１０の下弦材１］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」
二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。

上記梁１０の施工手順の一例を第３図〜第９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（ブてお
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か
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
られる垂直月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１８．１
８から反力をとっ゛Ｃリフトアップしていき、第４図に
示すようにそれら柱１８４８の−」二端間に架設する。

次に、上記のように架設した鉄骨１５に下向きの先行荷
重をかけ、むくり寸法がｄ２（ｄ２＜ａ＋）となるまで
むくりを低減さゼる。それには、第５図に示すように、
鉄骨１５の中央に設けられた上記垂直拐１３に添わせて
油圧ジヤツキ４０を上向きに取り付けるとともに、柱１
５．１８と梁１０どの仕口部にワイヤ４１の両端を定着
し、そのワイヤ４１の中央部を油圧ジヤツキ４０に係合
させ、油圧ジャツギ４０を作動させてそのワイヤ４Ｊの
中＊部を押し上げて緊張することによって、その反力を
垂直材１３を介して鉄骨１５の中央部１５ａに下向きに
加えることが良い。なお、引上げ式の油圧ジヤツキを下
向きに設け、その油圧ジヤツキによりワイヤ４１の中央
部を引っ張り上げるようにしても良い。

そして、その状態で、第６図に示すように、他の垂直拐
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
剛性分たけ当初のむくり寸法ｄ１よりは小さくなる。

その後、鉄骨１！１Ｈ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がむくりのイすいた状態
で形成されるが、この段階における梁１０のむくり寸法
ｄ、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ｄ、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荷重に対応するものと
なっていて、最終的にその荷重か梁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−１・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、梁工０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を緩めていっ
て先行荷重を段階的に低減させていくことにより、梁１
０を常にほぼ水平に保持する。

以上により、上層階か完成した時点で梁ｉｏに加えた先
行荷重を全て解除すれば、梁１０は上層階の躯体および
各種の建築部材の荷重により自ずと水平となる。

上記の梁１０では、下弦材１１および上弦利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
か得られ、これにＪ：って、梁ＩＯ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１
１を鉄骨鉄筋コンクリ−４造とし、かつ、この下弦材１
】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１０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１３、斜材１
４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では、トラスを形成するに
際して鉄骨１．５に先行荷重をかけてむくりを低減させ
てから垂直材１３、斜材１４、上弦材１２を組み立てる
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
ｄＩ）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、したがってトラスを容易
に組み立てることができる。

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ｄ２よりも大きなむくりの付いた状態に戻し
、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＜リヲｄ２に低減させたままの状態でコン
クリートを打設して下弦材■１を形成する場合に比して
、梁１ｏの剛性をより高めることができる。

なお、鉄骨１５、梁１ｏに対して先行荷重な加えるため
には、」二記実施例に限定されるこ２なく適宜の手法を
採用し得る。

また、上記実施例では、梁１ｏの下弦材１１を充填被覆
型鋼管コンクリ−ｊ・造りものとしたが、これは鉄骨Ｊ
５の内部にのみコンクリートを充填する充填鋼管コンク
リート構造としても良いし、あるいは、ボックス状の鉄
骨に限らず任意の断面形状の鉄骨を使用した一般の鉄骨
鉄筋コンクリート造としても良い。また、上弦材１２、
垂直材１３、斜材１４も鉄骨造に限らず、鉄骨鉄筋コン
クリート造や鋼管コンクリート構造としてモ良く、垂直
材１３や斜材１４の位置、形式は、設計上の要求等に応
じて適宜変更して良いことはいうまでもない。さらに、
上記の梁１ｏの上部や下部にさらにトラスを一体に形成
した複合トラス構造の梁とすることにより、剛性をより
高めることもできる。

また、上記実施例では、梁１ｏの両端が支持される柱１
８を鉄骨鉄筋コンクリート造としたが、必ずしもそれに
限定されない。また、柱１８を鉄骨鉄筋コンクリート造
とする場合においても、その柱１８に対するコンクリー
ト打設は、梁１０の下弦材ｌｌに対するコンクリート打
設と同時に行っても良い。勿論、柱１８の上端部にのみ
ならずその途中に梁１０を設けることもできる。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
フ１へアップ工法によることはない。

また、上記実施例は、本発明の構造の梁を、その下方に
無柱の大空間が設けられるとともに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
、本発明の構造の梁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うまでもない。

「発明の効果」 以上で詳細に説明したように、本発明の梁の構造は、下
弦材を鉄骨鉄筋コンクリート造とするととも？ここの下
弦材中の鉄骨自体に梁の撓み方向と逆方向の曲げモーメ
ントを付与し、上弦材、垂直材、斜材を鉄骨造となした
ものであるから、十分な剛性が得られることは勿論のこ
と、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その加工が簡略化されて工費や
施工手間の点で存利であり、また、下弦利、上弦材、垂
直材、斜材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
点も有し、メガストラクチュアを構成する梁として採用
して好適である。

【図面の簡単な説明】

第１図および第２図は本発明に係る梁の構造の一実施例
を示すもので、第１図はその梁が採用されて構築された
建築物の躯体を示す部分立面図、第２図はその梁の断面
図（第１図の■−■線矢視図）である。第３図〜第９図
は上記梁の施工手順の一例を工程順に８Ｆ！Ａするため
の図である。 第１Ｏ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。 ０・・・・・・梁、　ｌ　１　・・ ・・下弦拐、１ ・・・・・上弦材、 ■ ３・・・・・垂直材、 ４・・・・・・斜材、 ５・・・・・・鉄骨、 ６・・・・・・鉄筋、１ ・・・・・柱。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 　建築物の躯体を構成する長大スパンかつ大断面の梁の
   構造であって、上弦材と下弦材およびそれらを連結する
   垂直材と斜材とからなるトラス構造とされ、かつ、前記
   下弦材が鉄骨鉄筋コンクリート造とされているとともに
   この下弦材中の鉄骨自体が梁の撓み方向と逆方向の曲げ
   モーメントを付与されており、前記上弦材、垂直材、斜
   材がいずれも鉄骨造とされ、しかも、前記下弦材および
   上弦材は、それぞれそれら自身でこの建築物の梁を兼ね
   るとともに、前記垂直材および斜材は、それぞれそれら
   自身でこの建築物の柱およびブレースを兼ねるものとさ
   れていることを特徴とする梁の構造。