JP2002039930A - 耐火性能評価方法 - Google Patents

耐火性能評価方法

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勝道 田渕
Makoto Hayashi
誠 林
Yuichi Kaneko
裕一 金子
Hiroshi Kusakabe
弘 日下部
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(57)【要約】 【課題】 膨大な時間と費用をかけなくても精度良く各
床板の耐火性能を評価できるようにする。 【解決手段】 床板Sの耐火性能を評価する耐火性能評
価方法において、評価対象の評価床板S2に対して所定
の荷重W2が作用した場合の常温下における最大曲げモ
ーメントM2と弾性最大撓み量δ2とを求め、その最大
曲げモーメントM2と等価の最大曲げモーメントM1を
作用させた状態の別の実験用床板S1を用意し、実験用
床板S1の常温下における弾性最大撓み量δ1と、耐火
試験環境下における耐火撓み量α1とを求め、それらの
撓み量δ1・α1どうしの関係値を求め、その関係値に
よって評価床板S2の弾性最大撓み量δ2を補正して、
評価床板S2の耐火撓み量α2を算出して耐火性能を評
価する。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、床板の耐火性能を
評価する耐火性能評価方法に関する。
【0002】
【従来の技術】耐火性能を調べる耐火試験としては、図
6に示すように、耐火性能評価の対象となる評価床板S
2を加熱炉20上に載置し、評価床板上に載荷した状態
で前記加熱炉20から評価床板S2を加熱し、その結果
の耐火最大撓み量α2が、基準値(例えば、試験体の支
点間距離(cm)を2乗したものの1/10000)を
超えないことを確認して結果を出すというもの(例え
ば、昭和44年建設省告示第2999号に基づく載荷加
熱試験)があるが、従来、この種の耐火性能評価方法と
しては、このような耐火試験を、スパンや支持方法、荷
重が異なる床板ごとに、各別に実施して耐火性能を評価
していた。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】上述した従来の耐火性
能評価方法によれば、床板の種類は同じであっても、ス
パンや支持方法、荷重が異なる床板ごとに、各別に耐火
試験を実施しているので、一つの建物における評価対象
の床板の数が多い場合には、耐火性能の評価に、膨大な
時間と費用がかかるという問題点があった。
【0004】従って、本発明の目的は、上記問題点を解
消し、膨大な時間と費用をかけなくても精度良く各床板
の耐火性能を評価することが可能な耐火性能評価方法を
提供するところにある。
【0005】
【課題を解決するための手段】請求項1の発明の特徴構
成は、図1〜5に例示するごとく、床板Sの耐火性能を
評価する耐火性能評価方法において、評価対象の評価床
板S2に対して所定の荷重W2が作用した場合の常温下
における最大曲げモーメントM2と弾性最大撓み量δ2
とを求め、その最大曲げモーメントM2と等価の最大曲
げモーメントM1を作用させた状態の別の実験用床板S
1を用意し、前記実験用床板S1の常温下における弾性
最大撓み量δ1と、耐火試験環境下における耐火撓み量
α1とを求め、それらの撓み量δ1・α1どうしの関係
値Kを求め、その関係値Kによって前記評価床板S2の
弾性最大撓み量δ2を補正して、前記評価床板S2の耐
火撓み量α2を算出して耐火性能を評価するところにあ
る。
【0006】請求項1の発明の特徴構成によれば、耐火
性能を評価するための耐火試験は、実験用床板について
のみ実施するだけで、後は、実験用床板の前記弾性最大
撓み量と前記耐火撓み量とから求められた前記関係値に
よって、前記評価床板の弾性最大撓み量を補正して耐火
撓み量を算出することが可能となり、その耐火撓み量に
よって評価床板の評価性能を評価することができるよう
になる。即ち、スパンや支持方法、荷重が異なる床板で
あっても、最大曲げモーメントが等価であれば、それら
の内の一つについて耐火試験を実施するだけで、残りの
評価床板についての耐火撓み量は耐火試験を行わずに精
度良く求めることが可能となり、大幅に時間短縮とコス
トダウンを叶えることが可能となる。これらのことは、
最大曲げモーメントを等価にした各床板を対象にして実
施した耐火試験で、何れの床板もほぼ同等の耐火性能が
得られたことによって裏付けされる。
【0007】請求項2の発明の特徴構成は、図2に例示
するごとく、前記評価床板S2のスパンL2は、前記実
験用床板S1のスパンL1より大きいものであるところ
にある。
【0008】請求項2の発明の特徴構成によれば、請求
項1の発明による作用効果を叶えることができるのに加
えて、スパンの小さな実験用床板について耐火試験を実
施するだけでスパンの大きな評価床板の耐火性能を求め
ることが可能となり、従来であれば、所定の加熱炉では
試験が実施できないような長スパンの評価床板であって
も、耐火性能を評価することが可能となる。従って、従
来から用いている耐火試験設備を使用しながらも、耐火
性能の評価対象の床板に対する寸法制限が緩和され、よ
り効率よく床板の耐火性能の評価を実施することが可能
となる。
【0009】尚、上述のように、図面との対照を便利に
するために符号を記したが、該記入により本発明は添付
図面の構成に限定されるものではない。
【0010】
【発明の実施の形態】以下に本発明の実施の形態を図面
に基づいて説明する。尚、図面において従来例と同一の
符号で表示した部分は、同一又は相当の部分を示してい
る。
【0011】図2は、二つの合成スラブ(床板に相当)
Sを示し、一方は、実際に耐火試験を実施して耐火性能
を評価する実験用スラブ(実験用床板に相当)S1で、
他方は、建物に設置した状態での最大曲げモーメントM
2が、前記実験用スラブS1の最大曲げモーメントM1
と等価となる別の評価スラブ(評価床板に相当)S2で
ある。
【0012】前記二つの合成スラブSは、図1に示すよ
うに、スパンの寸法を除いて同様の構造に形成してあ
り、図に示すように、上端鉄筋1と下端リブ付鉄板2と
ラチス筋3とをコンクリート4で一体的に結合して形成
した合成スラブである。各構成材料の一例を示すと、上
端筋は、JIS−G−3112、SD295A、D1
3、リブ付鉄板は、JIS−G−3302、SGC40
0、t=0.8mm、亜鉛メッキ付着量=120g/m
2、ラチス筋は、JIS−G−3532、SWM−B、
φ7、コンクリートは、普通及び軽量1種、Fc=21
N/mm2である。また、前記評価スラブS2のスパン
L2は、前記実験用スラブS1のスパンL1より大きく
設定してある。
【0013】本実施形態によるスラブの耐火性能評価方
法を説明すると、評価対象の評価スラブS2に対して設
計荷重(所定の荷重に相当)W2が作用した場合の常温
下における最大曲げモーメントM2と弾性最大撓み量δ
2とを求め、その最大曲げモーメントM2と等価の最大
曲げモーメントM1を作用させた状態の別の実験用スラ
ブS1を用意し、前記実験用スラブS1の常温下におけ
る弾性最大撓み量δ1と、耐火試験環境下における耐火
撓み量α1とを計測して、それらの撓み量δ1・α1ど
うしの関係値K(=δ/α)を求め、その関係値Kによ
って前記評価スラブS2の弾性最大撓み量δ2を補正し
て、前記評価スラブS2の耐火撓み量α2を算出して耐
火性能を評価するものである。因みに、合成スラブSの
最大曲げモーメントMは、単純梁の場合、 M=(1/8)・W・L2 で求められる。但し、Wは、合成スラブSに対する設計
荷重であり、Lは、合成スラブSのスパンであり、本実
施例においては、上述の通り、 M1=(1/8)・W1・L12 =M2=(1/8)・
W2・L22 である。また、合成スラブSの弾性最大撓み量δは、同
様に、 δ={5/(384・E・I)}・W・L4 で求められる。但し、Eは、合成スラブSの弾性係数で
あり、Iは、合成スラブSの断面二次モーメントであ
り、本実施例においては、上述の通り、 δ1={5/(384・E1・I1)}・W1・L14 δ2={5/(384・E2・I2)}・W2・L24 である。そして、前述の通り両合成スラブの最大曲げモ
ーメントMが等価である場合には、前記関係値Kがほぼ
一定となるから、 K=(δ1/α1)=(δ2/α2) となる。従って、実験用スラブS1について耐火試験を
実施して、耐火最大撓み量α1を計測し、予め算出され
た実験用スラブS1の弾性最大撓み量δ1とから前記関
係値Kを求め、評価スラブS2の弾性最大撓み量δ2と
前記関係値Kとから耐火最大撓み量α2を机上で算出す
ることができる。具体的には、 α2=(δ2/K) で求めることができる。よって、この耐火最大撓み量α
2の数値の大小によって、耐火性能を評価することが可
能となる。因みに、このことは、図3に示す図表に示す
ように、縦軸に設計加重W、横軸にスパンLをとった座
標系で、最大曲げモーメントMの曲線と座標軸とで囲ま
れた範囲内にスパン寸法が入る合成スラブであれば、す
べてに適用することができ、耐火性能のチェックを簡単
に実施することが可能となる。
【0014】このように、本実施形態の耐火性能評価方
法によれば、すべての合成スラブに対して耐火試験を実
施しなくても、最大曲げモーメントが等価である場合に
は、一つの合成スラブについてのみ実施するだけで、他
の合成スラブについても、耐火最大撓み量を求めて耐火
性能を評価することが可能となる。
【0015】〔実施例〕以下に、最大曲げモーメントが
等価の複数の合成スラブについて、それぞれ耐火試験を
実施し、その際の前記各関係値Kを求めた結果を示す。
これから見られるように、最大曲げモーメントが等価で
ある場合には、弾性最大撓み量δと、耐火最大撓み量α
との間に一定の関係があることがわかる。
【0016】『試験体』試験体の種類、および載荷条件
を図4に示す。試験体は均等の2連梁支持、又は単純梁
形式とし、床板と支持梁はスタッドボルトにより接合
し、支持梁とつなぎ梁は吹き付けロックウールで耐火被
覆を行った。 『試験方法』本試験は(財)日本建築総合試験所の床用
耐火試験炉を用い、昭和44年建設省公示第2999号
に基づく載荷加熱試験を行った。載荷方法:加圧フレー
ムと油圧ジャッキにより、等分布荷重による最大曲げモ
ーメントと同じ値が作用するような1スパンにつき3等
分2線載荷とした。測定項目:コンクリートの天端温度
(裏面温度)、トラス上端筋の温度(鋼材温度)および
撓みの測定を行った。 『試験結果』試験結果を図5に示す。実験結果による
と、最大曲げモーメントがほぼ同値の床板においては、
最大撓みの弾性撓みに対する比率は35.9〜38.
4、40.1〜51.0倍と比較的安定している。ま
た、裏面温度においても最高193℃であり、床の耐火
試験の裏面温度許容値260℃を下回り、耐火部材とし
ての十分な性能があることが確認された。載荷加熱終了
後の試験体の状況は、支持梁部に0.5〜2mm程度の
ひび割れが発生し、床板としての有害な変形、破壊、脱
落等はなく、安定した耐火性状を示していた。今回の一
連の実験において同じモーメントと仮定した試験体は1
と2と3と4の2組である。この2組における弾性最大
撓み量と耐火最大撓み量との比率はほぼ一定であり、モ
ーメントが一定であれば耐火撓み性能は同等であると類
推される。
【0017】〔別実施形態〕以下に他の実施の形態を説
明する。
【0018】〈1〉 床板は、先の実施形態で説明した
形式のものに限るものではなく、公知の他の形式からな
る合成床板であってもよい。 〈2〉 耐火試験は、先の実施形態で説明した昭和44
年建設省告示第2999号に基づく載荷加熱試験に限る
ものではなく、例えば、日本国内外に関わらず他の基準
による試験であってもよく、それらを含めて耐火試験と
いう。 〈3〉 前記評価床板S2のスパンL2は、先の実施形
態で説明した前記実験用床板S1のスパンL1より大き
いことに限らず、例えば、同寸や、小さいものであって
もよい。 〈4〉 前記関係値は、先の実施形態で説明したK=
(δ/α)に限るものではなく、例えば、K=(α/
δ)であったり、若しくは、相関関数で表されるもので
あってもよく、それらを含めて関係値と総称する。
【図面の簡単な説明】
【図1】床板の要部を示す一部切欠き斜視図
【図2】実験床板と評価床板を示す概念図
【図3】耐火性能のチェックに用いることができるチェ
ック図
【図4】試験体の種類・載荷条件を示す説明図
【図5】試験結果を示す説明図
【図6】耐火試験を示す概念図
【符号の説明】
K 関係値 L1 スパン L2 スパン M1 最大曲げモーメント M2 最大曲げモーメント S 合成スラブ(床板に相当) S1 実験用スラブ(実験用床板に相当) S2 評価スラブ(評価床板に相当) W2 設計荷重(所定の荷重に相当) α1 耐火撓み量 α2 耐火撓み量 δ1 弾性最大撓み量 δ2 弾性最大撓み量
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 鴻野 良太 大阪府大阪市中央区本町四丁目1番13号 株式会社竹中工務店大阪本店内 (72)発明者 田渕 勝道 大阪府大阪市中央区本町四丁目1番13号 株式会社竹中工務店大阪本店内 (72)発明者 林 誠 大阪府大阪市中央区本町四丁目1番13号 株式会社竹中工務店大阪本店内 (72)発明者 金子 裕一 千葉県印西市大塚1丁目5番地1 株式会 社竹中工務店技術研究所内 (72)発明者 日下部 弘 大阪府大阪市中央区農人橋1―4―33 ア メリカーナビル 株式会社富士昭技研内 Fターム(参考) 2G061 AA07 AB01 AC03 BA20 CA20 CB01 EA01 EA02 EA10 EC09

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 床板の耐火性能を評価する耐火性能評価
    方法であって、評価対象の評価床板に対して所定の荷重
    が作用した場合の常温下における最大曲げモーメントと
    弾性最大撓み量とを求め、その最大曲げモーメントと等
    価の最大曲げモーメントを作用させた状態の別の実験用
    床板を用意し、前記実験用床板の常温下における弾性最
    大撓み量と、耐火試験環境下における耐火撓み量とを求
    め、それらの撓み量どうしの関係値を求め、その関係値
    によって前記評価床板の弾性最大撓み量を補正して、前
    記評価床板の耐火撓み量を算出して耐火性能を評価する
    耐火性能評価方法。
  2. 【請求項2】 前記評価床板のスパンは、前記実験用床
    板のスパンより大きいものである請求項1に記載の耐火
    性能評価方法。
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