JP2017014817A - 耐火柱及び耐火梁 - Google Patents

Abstract

【課題】防耐火性能上の非損傷性を備える、燃えしろ部分を考慮した柱や梁を、一般的に流通している構造用木材を用いて、安価に且つ効率良く形成することのできる耐火柱及び耐火梁を提供する。【解決手段】例えば耐火柱１０は、矩形の断面形状を有する構造柱材１１と、構造柱材１１の対向する一方の一対の側面部１１ａ，１１ａを覆って各々配置された、これらの側面部１１ａ，１１ａの幅ｂ1と同様の幅の側面部１２ａを備え、矩形の断面形状を有する一対の燃えしろ用添え柱材１２と、構造柱材１１の対向する他方の一対の側面部１１ｂ，１１ｂ及び両側の燃えしろ用添え柱材１２の端面部１２ｂを、連続して覆い隠すようにして取り付けられた、覆い隠した部分の木材を火災時に４５分間以上、燃焼により損壊させない機能及び熱劣化させない機能を備える耐火被覆材１３とを含んで構成されている。【選択図】図１

Description

本発明は、耐火柱及び耐火梁に関し、特に４５分準耐火構造以上の耐火性能を備える建築物において用いる耐火柱及び耐火梁に関する。

例えば日本の住宅建築物では、伝統的に木製の柱や梁を現した真壁造となっているように、構造材である木製の柱や梁の木の表面を、室内に露出させて現したデザインが好まれている。このような柱や梁を現した木質空間は、火災時に構造材である柱や梁の露出した部分が直接加熱を受けて燃焼し易い状態にあることから、防耐火性能上の非損傷性（火災加熱を受けても建物を支える荷重に耐えたまま、崩壊しない性能）を確保する必要がある。

このため、例えば木造の準耐火構造物で柱や梁の現し設計を行う場合、建築基準法「Ｈ１２年建設省告示第１３５８号第二項のハ」に示す、燃えしろ設計を行うのが一般的である。燃えしろ設計は、地震時の短期構造耐力に対して必要な断面に、所定の燃えしろ分（例えば準耐火構造４５分における集成材では３５ｍｍの燃えしろ分）を足す設計であるが、この足した燃えしろ分は構造計算に入れることはできないため、構造計算が非効率になる。

また、燃えしろ設計した後の柱や梁の断面は仕上げ幅が大断面になりやすく、一般的に流通している、幅が例えば１２０ｍｍの構造用木材の断面幅を超えて、構造用木材が特注扱いとなることがほとんどあることから、仕口加工を含めた構造用木材の製作に、多くの手間や時間がかかることになる。

これらの課題に対して、例えば木造の準耐火構造物で例えば現し梁を設計する際に、燃えしろ設計によることなく、準耐火構造４５分以上の耐火性能を保持できるようにした構造が開発されている（例えば、特許文献１参照）。また、一般的に流通している構造用木材を組み合わせることで、大断面の構造用木材を特注して形成することなく、燃えしろ設計を行えるようした構造も開発されている（例えば、特許文献２、非特許文献１参照）。

特開２０１４−９４９９号公報 特開２０１３−２０４２６１号公報

株式会社大林組プレスリリース（２０１３年３月２７日）

しかしながら、上記特許文献１に記載の構造では、現し梁の露出する部分が、もとの梁せいの半分以下に制限されることになるため、梁せいが小さいと現せる部分が少なくなって、梁を現した木質空間としての意匠性を十分に発揮できなくなる。

また、上記特許文献２に記載の構造では、燃しろ部分を考慮した柱や梁を、一般的に流通している構造用木材を組み合わせて形成することが可能であるが、柱や梁の燃えしろ部分となる化粧柱や化粧梁と、構造用部材との間に隙間が保持されていて、化粧柱や化粧梁は、拘束されていない状態にあるため、火災加熱を受けた際に化粧柱や化粧梁が変形や開きを生じ易くなって、燃えしろ部分としての機能を十分に発揮できなくなる場合がある。さらに、上記非特許文献１に記載の構造では、例えば７５ｍｍ幅の構造用単板積層材（ＬＶＬ）による梁材を３本横に並べて配置して、ボルトを用いてつづり合わせることで断面幅を２２５ｍｍとすることにより、大断面の構造用木材と同様の構造耐力を保持できるようになっているが、二次接着の代わりにボルトを用いて接合していることから、ボルト孔による断面欠損により、仕上げ断面を構造計算にフルに算入することが難しくなって、効率の良い燃えしろ設計を行うことできなくなる。

このようなことから、防耐火性能上の非損傷性を備える、燃えしろ部分を考慮した柱や梁を、一般的に流通している構造用木材を用いて、安価に且つ効率良く形成できるようにする新たな技術の開発が望まれている。

本発明は、防耐火性能上の非損傷性を備える、燃えしろ部分を考慮した柱や梁を、一般的に流通している構造用木材を用いて、安価に且つ効率良く形成することのできる耐火柱及び耐火梁を提供することを目的とする。

本発明は、４５分準耐火構造以上の耐火性能を備える建築物において用いる耐火柱であって、矩形の断面形状を有する構造柱材と、該構造柱材の対向する一方の一対の側面部を覆って各々配置された、前記側面部の幅と同様の幅の側面部を備え、矩形の断面形状を有する一対の燃えしろ用添え柱材と、前記構造柱材の対向する他方の一対の側面部及び両側の前記燃えしろ用添え柱材の端面部を、連続して覆い隠すようにして取り付けられた、覆い隠した部分の木材を火災時に４５分間以上、燃焼により損壊させない機能及び熱劣化させない機能を備える耐火被覆材とを含んで構成される耐火柱を提供することにより、上記目的を達成したものである。

本発明の耐火柱は、前記耐火被覆材は、前記構造柱材の両側に配置された前記燃えしろ用添え柱材の端面部に向けて、固定ビス又は固定くぎを各々打ち込むことによって取り付けられていることが好ましい。

本発明の耐火柱は、前記耐火被覆材の前記構造柱材及び前記燃えしろ用添え柱材を覆い隠す面以外の外周面を覆って、化粧用木板材が取り付けられていることが好ましい。

本発明の耐火柱は、前記燃えしろ用添え柱材が、比重が０．４以上の木材を用いて形成されていることが好ましい。

本発明の耐火柱は、前記燃えしろ用添え柱材が、カラマツ、ダフリカカラマツ、ベイマツ、エゾマツ、トドマツ、オウシュウアカマツ、ヒノキ、スプルース、或いはスギの集成材、製材、又は単板積層材を用いて形成されていることが好ましい。

本発明の耐火柱は、前記耐火被覆材が、せっこうボード、強化せっこうボード、ケイ酸カルシウム板、サイディング、モルタル、コンクリート、軽量気泡コンクリート、木片セメント板、木材、難燃木材、グラスウール、ロックウール、又はフェノールフォームを用いて形成されていることが好ましい。

また、本発明は、４５分準耐火構造以上の耐火性能を備える建築物において用いる耐火梁であって、矩形の断面形状を有する構造梁材と、該構造梁材の対向する一対の側面部を覆って各々配置された、前記側面部の縦幅と同様の縦幅の側面部を備え、矩形の断面形状を有する一対の燃えしろ用添え梁材と、前記構造梁材の下面部及び両側の前記燃えしろ用添え梁材の下面部を、連続して覆い隠すようにして取り付けられた、覆い隠した部分の木材を火災時に４５分間以上、燃焼により損壊させない機能及び熱劣化させない機能を備える耐火被覆材とを含んで構成される耐火梁を提供することにより、上記目的を達成したものである。

本発明の耐火梁は、前記耐火被覆材が、前記構造梁材の両側に配置された前記燃えしろ用添え梁材の下面部に向けて、固定ビス又は固定くぎを各々打ち込むことによって取り付けられていることが好ましい。

本発明の耐火梁は、前記耐火被覆材の前記構造梁材及び前記燃えしろ用添え梁材を覆い隠す面以外の外周面を覆って、化粧用木板材が取り付けられていることが好ましい。

本発明の耐火梁は、前記燃えしろ用添え梁材が、比重が０．４以上の木材を用いて形成されていることが好ましい。

本発明の耐火梁は、前記燃えしろ用添え梁材が、カラマツ、ダフリカカラマツ、ベイマツ、エゾマツ、トドマツ、オウシュウアカマツ、ヒノキ、スプルース、或いはスギの集成材、製材、又は単板積層材を用いて形成されていることが好ましい。

本発明の耐火梁は、前記耐火被覆材が、せっこうボード、強化せっこうボード、ケイ酸カルシウム板、サイディング、モルタル、コンクリート、軽量気泡コンクリート、木片セメント板、木材、難燃木材、グラスウール、ロックウール、又はフェノールフォームを用いて形成されていることが好ましい。

本発明の耐火柱又は耐火梁によれば、防耐火性能上の非損傷性を備える、燃えしろ部分を考慮した柱や梁を、一般的に流通している構造用木材を用いて、安価に且つ効率良く形成することができる。

本発明の好ましい一実施形態に係る耐火柱又は耐火梁を用いて形成された、建築物の骨組み構造を説明する略示部分破断斜視図である。 図１のＡ−Ａに沿った断面図である。 図１のＢ−Ｂに沿った断面図である。 本発明の耐火柱の他の形態を例示する断面図である。 本発明の耐火梁の他の形態を例示する断面図である。 本発明の耐火梁の他の形態を例示する断面図である。

図１に示す本発明の好ましい一実施形態に係る耐火柱１０及び耐火梁２０は、４５分準耐火構造以上の耐火性能を備える建築物として、例えば軸組構法による木造建築物において、建物自体の重量、風荷重、地震荷重等を支える骨組み構造を構成する、骨組み部材である柱や梁として用いられる。本実施形態では、耐火柱１０及び耐火梁２０は、耐火柱１０が、耐火梁２０から上方及び下方に向けて立設した状態で接合された、柱と梁の梁勝ち接合部を形成している。本実施形態の耐火柱１０及び耐火梁２０は、一般的に流通している幅が例えば４５ｍｍ〜１２０ｍｍの構造用木材を用いて、簡易に形成できると共に、３面或いは４面の全体又は略全体を室内に露出させて配置することができ、また火災時に露出した部分が直接加熱を受けて燃焼した場合でも、防耐火性能上の非損傷性（火災加熱を受けても建物を支える荷重に耐えたまま、崩壊しない性能）を十分に確保できるようにする機能を備える。

そして、本実施形態の耐火柱１０は、４５分準耐火構造以上の耐火性能を備える建築物として、例えば木造の住宅建築物において用いる柱部材であって、図１及び図２に示すように、矩形の断面形状を有する構造柱材１１と、構造柱材１１の対向する一方の一対の側面部１１ａ，１１ａを覆って各々配置された、これらの側面部１１ａ，１１ａの幅ｂ3と同様の幅の側面部１２ａを備え、矩形の断面形状を有する一対の燃えしろ用添え柱材１２と、構造柱材１１の対向する他方の一対の側面部１１ｂ，１１ｂ及び両側の燃えしろ用添え柱材１２の端面部１２ｂを、連続して覆い隠すようにして取り付けられた、覆い隠した部分の木材を火災時に４５分間以上、燃焼により損壊させない機能及び熱劣化させない機能を備える耐火被覆材１３とを含んで構成されている。

本実施形態では、耐火柱１０は、耐火被覆材１３の構造柱材１１及び燃えしろ用添え柱材１２を覆い隠す面１３ｂ以外の外周面１３ｃを覆って、化粧用木板材１４が取り付けられている。

また、本実施形態の耐火梁２０は、４５分準耐火構造以上の耐火性能を備える建築物として、例えば木造の住宅建築物において用いる梁部材であって、図１及び図３に示すように、矩形の断面形状を有する構造梁材２１と、構造梁材２１の対向する一対の側面部２１ａ，２１ａを覆って各々配置された、これらの側面部２１ａ，２１ａの縦幅ｂ2と同様の縦幅の側面部２２ａを備え、矩形の断面形状を有する一対の燃えしろ用添え梁材２２と、構造梁材２１の下面部２１ｂ及び両側の燃えしろ用添え梁材２２の下面部２２ｂを、連続して覆い隠すようにして取り付けられた、覆い隠した部分の木材を火災時に４５分間以上、燃焼により損壊させない機能及び熱劣化させない機能を備える耐火被覆材２３とを含んで構成されている。

本実施形態では、耐火梁２０は、耐火被覆材２３の構造梁材２１及び燃えしろ用添え梁材２２を覆い隠す面２３ｂ以外の外周面２３ｃを覆って、化粧用木板材２４が取り付けられている。

本実施形態では、耐火柱１０を構成する構造柱材１１は、骨組み構造を構成する構造用木材として公知の、種々の材質の柱材を用いて形成することができる。構造柱材１１は、好ましくは、例えば特開２００７−２６８７３１号公報に記載されるような、小径木の丸太から製材した帯状の板材を、接着剤を介して複数重層することによって得られる集成材を用いて形成することができる。構造柱材１１は、構造用木材として一般的に流通している、幅が例えば４５ｍｍ〜１２０ｍｍの構造用木材を、単独で、又は幅方向に重ね合わせて用いることで、例えば構造用木材の幅方向の幅(横幅)ｂ2が４５ｍｍ〜２０００ｍｍ程度、構造用木材の幅方向と垂直な方向の幅（縦幅）ｂ1が９０〜２０００ｍｍ程度の大きさの、矩形（正方形を含む）の断面形状を有すると共に、例えば２００ｍｍ〜１３０００ｍｍ程度の長さを有するように形成されている。

より具体的には、構造柱材１１は、図２に示すように、本実施形態では、高さが５５５ｍｍとなるように加工された、例えば幅が１０５ｍｍの３本の第１構造用木材１１ｃと、例えば幅が１２０ｍｍの２本の第２構造用木材１１ｄとを、構造用木材の幅方向に重ね合わせて配置することで、例えば横幅ｂ2が５５５ｍｍ、縦幅ｂ1が５５５ｍｍ程度の大きさの、矩形の断面形状を有すると共に、３０００ｍｍの長さを有するように形成されている。第１構造用木材１１ｃと第２構造用木材１１ｄは、側面同志を互いに密着させた状態で、例えば公知の接着剤や、くぎ、ビス等を用いて、一体として接合できる他、これらの接着剤や、くぎ、ビス等を用いて接合されていない状態で、設けることもできる。

また、構造柱材１１は、耐火柱１０が火災加熱を受けた際に、当該構造柱材１１のみによって、建物自体の重量や、風荷重等を支持するのに十分な大きさの断面形状を備えるように断面設計されて、形成されている。

構造柱材１１と共に本実施形態の耐火柱１０を構成する燃えしろ用添え柱材１２は、構造柱材１１を挟んだこれの横幅ｂ2方向の両側に配置される角材であって、火災加熱時に耐火柱１０の燃えしろ領域を形成するのに十分な厚さ（幅）を有している。また、燃えしろ用添え柱材１２は、燃えしろ領域としての機能が確実にかつ効果的に発揮されるようにすると共に、火災加熱時に構造柱材１１に損壊や熱劣化が生じないよう強固に防護できるように、比重が０．４以上の木材を用いて形成されていることが好ましい。燃えしろ用添え柱材１２は、このような木材として、カラマツ、ダフリカカラマツ、ベイマツ、エゾマツ、トドマツ、オウシュウアカマツ、ヒノキ、スプルース、或いはスギの集成材、製材、又は単板積層材を用いて形成することができ、特に、入手が容易なカラマツ集成材を用いて形成することができる。

さらに、燃えしろ用添え柱材１２は、構造柱材１１の対向する一方の一対の側面部１１ａ，１１ａである、構造柱材１１の横幅ｂ2方向（構造用木材の幅方向）に対向する一対の側面部１１ａ，１１ａの全体を各々覆うことができるように、これらの側面部１１ａ，１１ａの縦幅ｂ1と同様の縦幅の側面部１２ａを備えると共に、矩形（正方形を含む）の断面形状を有するように形成されている。すなわち、燃えしろ用添え柱材１２は、本実施形態では、好ましくはカラマツ集成材等の比重が０．４以上の木材からなる構造用木材として一般的に流通している、幅が例えば４５ｍｍ〜１２０ｍｍの構造用木材を、構造柱材１１の側面部１１ａ，１１ａの縦幅ｂ1と同様の、９０ｍｍ〜２０００ｍｍ程度の高さとなるように加工して用いられている。

より具体的には、燃えしろ用添え柱材１２は、本実施形態では、高さが、構造柱材１１の側面部１１ａ，１１ａの縦幅ｂ1と同様の、５５５ｍｍとなるように加工された、例えば幅が１０５ｍｍの、好ましくはカラマツ集成材によって形成されている。燃えしろ用添え柱材１２は、これの側面部１２ａを構造柱材１１の側面部１１ａ，１１ａに密着させた状態で、例えば公知の接着剤や、くぎ、ビス等を用いて、構造柱材１１に一体として接合できる他、これらの接着剤や、くぎ、ビス等を用いて接合されていない状態で、設けることもできる。

また、燃えしろ用添え柱材１２は、耐火柱１０が火災加熱を受けた際に、建物自体の重量や風荷重等を支持しない部分として取り扱って、耐火柱１０の断面設計が行われる。また燃えしろ用添え柱材１２は、火災加熱を受けていない平常時においては、構造柱材１１を補助して地震荷重等を支持することが可能な部分として取り扱って、耐火柱１０の断面設計を行なうことができる。これによって、より効率の良い耐火柱１０の断面設計を行なうことが可能になる。

構造柱材１１及び燃えしろ用添え柱材１２と共に耐火柱１０を構成する耐火被覆材１３は、構造柱材１１を挟んだこれの縦幅ｂ1方向（構造用木材の幅方向と垂直な方向）の両側に配置されて、火災加熱時に火災加熱による影響が、構造柱材１１の他方の一対の側面部１１ｂ，１１ｂに及ばないように防護する部材である。耐火被覆材１３は、覆い隠した部分の木材を火災時に４５分間以上、燃焼により損壊させない機能及び熱劣化させない機能を備えている。耐火被覆材１３は、構造柱材１１の対向する他方の一対の側面部１１ｂ，１１ｂである、構造柱材１１の縦幅ｂ1方向に対向する一対の側面部１１ｂ，１１ｂと、両側の燃えしろ用添え柱材１２の端面部１２ｂとを、連続して覆い隠すようにして、当該耐火被覆材１３が勝った状態で取り付けられている。本実施形態では、耐火被覆材１３は、両側の燃えしろ用添え柱材１２の端面部１２ｂの外側角部分に、後述する化粧用木板材１４の厚さ分の取付けしろ１２ｃを残した状態で、構造柱材１１の側面部１１ｂ，１１ｂと両側の燃えしろ用添え柱材１２の端面部１２ｂとに跨るようにして連続して取り付けられている。

また、耐火被覆材１３は、覆い隠した部分の木材を火災時に４５分間以上、燃焼により損壊させない機能及び熱劣化させない機能を備える部材として、好ましくはせっこうボード、強化せっこうボード、ケイ酸カルシウム板、サイディング、モルタル、コンクリート、軽量気泡コンクリート、木片セメント板、木材、難燃木材、グラスウール、ロックウール、又はフェノールフォームを用いて形成ることができる。より具体的には、耐火被覆材１３は、本実施形態では、好ましくは厚さが２１ｍｍの強化せっこうボード１３ａを、３枚重ねした状態で取り付けて設けられている。これによって、強化せっこうボード１３ａの目地をずらした状態で重ね合わせることが可能になって、目地からの熱の流入を低減させることが可能になる。

さらに、本実施形態では、耐火被覆材１３は、構造柱材１１の両側に配置された燃えしろ用添え柱材１２の端面部１２ｂに向けて、固定ビス又は固定くぎ（図示せず）を各々打ち込むことによって取り付けられている。これによって、耐火柱１０の燃えしろ用添え柱材１２が、火災時に熱応力を受けて変形することで、構造柱材１１に対して外側に開こうとするのを、耐火被覆材１３により拘束することによって抑止して、燃えしろ用添え柱材１２と構造柱材１１との間に、隙間が生じないようにすることが可能になる。またこれによって、構造柱材１１が燃焼により損壊したり熱劣化したりするのを、さらに効果的に回避することが可能になる。

本実施形態では、上述のように、構造柱材１１の対向する他方の一対の側面部１１ｂ，１１ｂと燃えしろ用添え柱材１２の端面部１２ｂとに跨るように連続して取り付けられた耐火被覆材１３の、構造柱材１１及び燃えしろ用添え柱材１２を覆い隠す面１３ｂ以外の外周面１３ｃを覆って、化粧用木板材１４が取り付けられている。化粧用木板材１４は、耐火被覆材１３が、好ましくは強化せっこうボード１３ａ等の、木材ではない部材によって形成されている場合に、耐火被覆材１３を覆い隠して、耐火柱１０の４方の周面の全体を、木質材料による外周面とするために取り付けられる。これによって、耐火柱１０の意匠性を向上させることが可能になる。化粧用木板材１４は、例えば５ｍｍ〜２０ｍｍ程度の厚さの公知の化粧用の木板材として、好ましくは集成材、製材、合板、単板積層材等を用いて形成することができる。

化粧用木板材１４は、耐火被覆材１３の、構造柱材１１及び燃えしろ用添え柱材１２を覆い隠す面１３ｂ以外の外周面１３ｃを同時に覆う形状として、長辺部１４ａと長辺部１４ａに対して垂直に張り出した両側の短辺部１４ｂとからなる、横長のコの字断面形状を有している。化粧用木板材１４は、例えば接着剤等を介して、耐火被覆材１３の外周面１３ｃに沿わせて一体として取り付けられる。上述のように、耐火被覆材１３は、両側の燃えしろ用添え柱材１２の端面部１２ｂの外側角部分に、取付けしろ１２ｃを残した状態で設けられており、この取付けしろ１２ｃの部分に、化粧用木板材１４のコの字断面形状の両側の短辺部１４ｂが装着されることになる。これによって、化粧用木板材１４の短辺部１４ｂを、燃えしろ用添え柱材１２の外側の側面部１２ａと面一に配置した状態で、化粧用木板材１４を取り付けることが可能になる。またこれによって、耐火柱１０の意匠性を、さらに向上させることが可能になる。

化粧用木板材１４は、横長のコの字断面形状の長辺部１４ａと、両側の短辺部１４ｂとが、取り付け前に予め一体となって形成されている必要は必ずしも無く、長辺部１４ａと短辺部１４ｂとを、各々構造柱材１１の外周面１３ｃに沿わせるようにして、別々に取り付けることもできる。また、化粧用木板材１４のコの字断面形状の両側の短辺部１４ｂにおける、燃えしろ用添え柱材１２の外側の側面部１２ａと面一に配置された接合箇所に、当該接合箇所に沿って周方向に延設させて、凹状の断面形状を有する細長いアクセント用の切欠きを設けておくこともできる。これによって、耐火柱１０の木質材料による外周面に、アクセントを加えることが可能になって、耐火柱１０の意匠性を、さらに向上させることが可能になる。

本実施形態では、耐火梁２０を構成する構造梁材２１は、構造柱材１１と同様に、骨組み構造を構成する構造用木材として公知の、種々の材質の柱材を用いて形成することができる。構造梁材２１は、構造柱材１１と同様に、好ましくは、例えば特開２００７−２６８７３１号公報に記載されるような、小径木の丸太から製材した帯状の板材を、接着剤を介して複数重層することによって得られる集成材を用いて形成することができる。構造梁材２１は、構造用木材として一般的に流通している、幅が例えば４５ｍｍ〜１２０ｍｍの構造用木材を、単独で、又は幅方向に重ね合わせて用いることで、例えば構造用木材の幅方向の幅(横幅)ｂ4が４５ｍｍ〜２０００ｍｍ程度、構造用木材の幅方向と垂直な方向の幅（縦幅）ｂ3が９０ｍｍ〜２０００ｍｍ程度の大きさの、矩形（正方形を含む）の断面形状を有すると共に、例えば２００〜１３０００ｍｍ程度の長さを有するように形成されている。

より具体的には、構造梁材２１は、図３に示すように、本実施形態では、高さが１１１０ｍｍとなるように加工された、例えば幅が１０５ｍｍの３本の第３構造用木材２１ｃと、例えば幅が１２０ｍｍの２本の第４構造用木材２１ｄとを、構造用木材の幅方向に重ね合わせて配置することで、例えば横幅ｂ4が５５５ｍｍ、縦幅ｂ3が１１１０ｍｍ程度の大きさの、矩形の断面形状を有すると共に、４０００ｍｍの長さを有するように形成されている。第３構造用木材２１ｃと第４構造用木材２１ｄは、側面同志を互いに密着させた状態で、例えば公知の接着剤や、くぎ、ビス等を用いて、一体として接合できる他、これらの接着剤や、くぎ、ビス等を用いて接合されていない状態で、設けることもできる。

また、構造梁材２１は、耐火梁２０が火災加熱を受けた際に、当該構造梁材２１のみによって、建物自体の重量や、風荷重等を支持するのに十分な大きさの断面形状を備えるように断面設計されて、形成されている。

構造梁材２１と共に本実施形態の耐火梁２０を構成する燃えしろ用添え梁材２２は、構造梁材２１を挟んだこれの横幅ｂ4方向の両側に配置される角材であって、火災加熱時に耐火柱２０の燃えしろ領域を形成するのに十分な厚さ（幅）を有している。また、燃えしろ用添え梁材２２は、燃えしろ用添え柱材１２と同様に、燃えしろ領域としての機能が確実にかつ効果的に発揮されるようにすると共に、火災加熱時に構造梁材２１に損壊や熱劣化が生じないよう強固に防護できるように、比重が０．４以上の木材を用いて形成されていることが好ましい。燃えしろ用添え梁材２２は、燃えしろ用添え柱材１２と同様に、このような木材として、カラマツ、ダフリカカラマツ、ベイマツ、エゾマツ、トドマツ、オウシュウアカマツ、ヒノキ、スプルース、或いはスギの集成材、製材、又は単板積層材を用いて形成することができ、特に、入手が容易なカラマツ集成材を用いて形成することができる。

さらに、燃えしろ用添え梁材２２は、構造梁材２１の横幅ｂ4方向（構造用木材の幅方向）に対向する一対の側面部２１ａ，２１ａの全体を各々覆うことができるように、これらの側面部２１ａ，２１ａの縦幅ｂ3と同様の縦幅の側面部２２ａを備えると共に、矩形（正方形を含む）の断面形状を有するように形成されている。すなわち、燃えしろ用添え梁材１２は、本実施形態では、好ましくはカラマツ集成材等の比重０．４が以上の木材からなる構造用木材として一般的に流通している、幅が例えば４５ｍｍ〜１２０ｍｍの構造用木材を、構造梁材２１の側面部２１ａ，２１ａの縦幅ｂ3と同様の、９０ｍｍ〜２０００ｍｍ程度の高さとなるように加工して用いられている。

より具体的には、燃えしろ用添え梁材２２は、本実施形態では、高さが、構造梁材２１の側面部２１ａ，２１ａの縦幅ｂ3と同様の、１１１０ｍｍとなるように加工された、例えば幅が１０５ｍｍの、好ましくはカラマツ集成材によって形成されている。燃えしろ用添え梁材２２は、これの側面部２２ａを構造梁材２１の側面部２１ａ，２１ａに密着させた状態で、例えば公知の接着剤や、くぎ、ビス等を用いて、構造柱材２１に一体として接合できる他、これらの接着剤や、くぎ、ビス等を用いて接合されていない状態で、設けることもできる。

燃えしろ用添え梁材２２は、耐火梁２０が火災加熱を受けた際に、建物自体の重量や風荷重等を支持しない部分として取り扱って、耐火梁２０の断面設計が行われる。また燃えしろ用添え梁材２２は、火災加熱を受けていない平常時においては、構造梁材２１を補助して地震荷重等を支持することが可能な部分として取り扱って、耐火梁２０の断面設計を行なうことができる。これによって、より効率の良い耐火梁２０の断面設計を行なうことが可能になる。

構造梁材２１及び燃えしろ用添え梁材２２と共に耐火梁２０を構成する耐火被覆材２３は、構造梁材２１の下面部２１ｂに配置されて、火災加熱時に火災加熱による影響が、構造梁材２１の下面部２１ｂに及ばないように防護する部材である。耐火被覆材２３は、耐火柱１０の耐火被覆材１３と同様に、覆い隠した部分の木材を火災時に４５分間以上、燃焼により損壊させない機能及び熱劣化させない機能を備えている。耐火被覆材２３は、構造梁材２１の下面部２１ｂと、両側の燃えしろ用添え梁材２２の下面部２２ｂとを、連続して覆い隠すようにして、当該耐火被覆材２３が勝った状態で取り付けられている。本実施形態では、耐火被覆材２３は、両側の燃えしろ用添え梁材２２の下面部２２ｂの外側角部分に、後述する化粧用木板材２４の厚さ分の取付けしろ２２ｃを残した状態で、構造梁材２１の下面部２１ｂと両側の燃えしろ用添え梁材２２の下面部２２ｂとに跨るようにして連続して取り付けられている。

なお、本実施形態では、耐火梁２０の上面部分には、耐火梁２０の上面を覆い隠すようにして、所定の耐火性能を備える公知の床部材(図示せず)が取り付けられることで、火災加熱時に火災加熱による影響が、上面側からは構造梁材２１に及ばないようになっている。これによって、耐火梁２０の上面部分には、耐火被覆材を設けなくても、構造梁材２１が燃焼により損壊したり熱劣化したりするのを、効果的に防止することができるようになっている。

また、耐火被覆材２３は、覆い隠した部分の木材を火災時に４５分間以上、燃焼により損壊させない機能及び熱劣化させない機能を備える部材として、耐火柱１０の耐火被覆材１３と同様に、好ましくはせっこうボード、強化せっこうボード、ケイ酸カルシウム板、サイディング、モルタル、コンクリート、軽量気泡コンクリート、木片セメント板、木材、難燃木材、グラスウール、ロックウール、又はフェノールフォームを用いて形成ことができる。より具体的には、耐火被覆材１３は、本実施形態では、好ましくは厚さが２１ｍｍの強化せっこうボード２３ａを、３枚重ねした状態で取り付けて設けられている。これによって、強化せっこうボード２３ａの目地をずらした状態で重ね合わせることが可能になって、目地からの熱の流入を低減させることが可能になる。

さらに、本実施形態では、耐火被覆材２３は、構造梁材２１の両側に配置された燃えしろ用添え梁材２２の下面部２２ｂに向けて、固定ビス又は固定ビス（図示せず）を各々打ち込むことによって取り付けられている。これによって、耐火梁２０の燃えしろ用添え梁材２２が、火災時に熱応力を受けて変形することで、構造梁材２１に対して外側に開こうとするのを、耐火被覆材２３により拘束することによって抑止して、燃えしろ用添え梁材２２と構造梁材２１との間に、隙間が生じないようにすることが可能になる。またこれによって、構造梁材２１が燃焼により損壊したり熱劣化したりするのを、さらに効果的に回避することが可能になる。耐火被覆材２３は、燃えしろ用添え梁材２２に対して勝った状態で配置されて、当該燃えしろ用添え梁材２２の下面部２２ｂに向けて固定ビス又は固定ビスを打ち込むことにより取り付けることができるので、施工現場において先行して設置された構造梁材２１や燃えしろ用添え梁材２２の下方からの作業によって、スムーズに耐火被覆材２３の取付け作業を行うことが可能になる。

本実施形態では、上述のように、構造梁材２１の下面部２１ｂと燃えしろ用添え柱材２２の下面部２２ｂとに跨るように連続して取り付けられる耐火被覆材２３の、構造梁材２１及び燃えしろ用添え梁材２２を覆い隠す面２３ｂ以外の外周面２３ｃを覆って、化粧用木板材２４が取り付けられている。化粧用木板材２４は、耐火柱１０の化粧用木板材１４と同様に、耐火被覆材２３が、好ましくは強化せっこうボード２３ａ等の、木材でない部材によって形成されている場合に、耐火被覆材２３を覆い隠して、耐火梁２０の上面を除く３方の周面の全体を、木質材料による外周面とするために取り付けられる。これによって、耐火梁２０の意匠性を向上させることが可能になる。化粧用木板材２４は、例えば５ｍｍ〜２０ｍｍ程度の厚さの公知の化粧用の木板材として、好ましくは集成材、製材、合板、単板積層材等を用いて形成することができる。

化粧用木板材２４は、耐火被覆材２３の、構造梁材２１及び燃えしろ用添え梁材２２を覆い隠す面２３ｂ以外の外周面２３ｃを同時に覆う形状として、長辺部２４ａと長辺部２４ａに対して垂直に張り出した両側の短辺部２４ｂとからなる、横長のコの字断面形状を有している。化粧用木板材２４は、例えば接着剤等を介して、耐火被覆材２３の外周面２３ｃに沿わせて一体として取り付けられる。上述のように、耐火被覆材２３は、両側の燃えしろ用添え梁材２２の下面部２２ｂの外側角部分に、取付けしろ２２ｃを残した状態で設けられており、この取付けしろ２２ｃの部分に、化粧用木板材２４のコの字断面形状の両側の短辺部２４ｂが装着されることになる。これによって、化粧用木板材２４の短辺部２４ｂが、燃えしろ用添え梁材２２の外側の側面部２２ａと、面一に配置されるように取り付けることが可能になる。こまたれによって、耐火梁２０の意匠性をさらに向上させることが可能になる。

化粧用木板材２４は、横長のコの字断面形状の長辺部２４ａと、両側の短辺部２４ｂとが、取り付け前に予め一体として形成されている必要は必ずしも無く、長辺部２４ａと短辺部２４ｂとを、各々構造梁材２１の外周面２３ｃに沿わせるようにして、別々に取り付けることもできる。また、化粧用木板材２４のコの字断面形状の両側の短辺部２４ｂにおける、燃えしろ用添え柱材２２の外側の側面部２２ａと面一に配置された接合箇所に、当該接合箇所に沿って周方向に延設させて、凹状の断面形状を有する細長いアクセント用の切欠きを設けておくこともできる。これによって、耐火梁２０の木質材料による外周面に、アクセントを加えることが可能になって、耐火梁２０の意匠性をさらに向上させることが可能になる。

そして、上述の構成を備える本実施形態の耐火柱１０又は耐火梁２０によれば、防耐火性能上の非損傷性を備える、燃えしろ部分を考慮した柱や梁を、一般的に流通している構造用木材を用いて、安価に且つ効率良く形成することが可能になる。

すなわち、本実施形態の耐火柱１０は、矩形の断面形状を有する構造柱材１１と、構造柱材１１の対向する一方の一対の側面部１１ａ，１１ａを覆って各々配置された、矩形の断面形状を有する一対の燃えしろ用添え柱材１２と、構造柱材１１の対向する他方の一対の側面部１１ｂ，１１ｂ及び両側の燃えしろ用添え柱材１２の端面部１２ｂを、連続して覆い隠すようにして取り付けられた、覆い隠した部分の木材を火災時に４５分間以上、燃焼により損壊させない機能及び熱劣化させない機能を備える耐火被覆材１３とを含んで構成されている。また本実施形態の耐火梁２０は、矩形の断面形状を有する構造梁材２１と、構造梁材２１の対向する一対の側面部２１ａ，２１ａを覆って各々配置された、矩形の断面形状を有する一対の燃えしろ用添え梁材２２と、構造梁材２１の下面部２１ｂ及び両側の燃えしろ用添え梁材２２の下面部２２ｂを、連続して覆い隠すようにして取り付けられた、覆い隠した部分の木材を火災時に４５分間以上、燃焼により損壊させない機能及び熱劣化させない機能を備える耐火被覆材２３とを含んで構成されている。

したがって、本実施形態の耐火柱１０又は耐火梁２０によれば、矩形の断面形状を有する構造柱材１１や構造梁材２１、及び矩形の断面形状を有する燃えしろ用添え柱材１２や燃えしろ用添え梁材２２を、一般的に流通している、幅が例えば４５ｍｍ〜１２０ｍｍの構造用木材を用いて、これらの構造用木材を単独で、或いは複数重ね合わせて用いて、簡易に形成することが可能になる。また、構造柱材１１や構造梁材２１は、耐火柱１０や耐火梁２０が火災加熱を受けた際に、当該構造柱材１１や当該構造梁材２１のみによって、建物自体の重量や、風荷重等を支持するのに十分な強度を備えるように断面設計されており、燃えしろ用添え柱材１２や燃えしろ用添え梁材２２は、火災加熱時に耐火柱２０の燃えしろ領域を形成するのに十分な厚さ（幅）を有しており、耐火被覆材１３，２３は、覆い隠した部分の木材を火災時に４５分間以上、燃焼により損壊させない機能及び熱劣化させない機能を備ているので、これらの部材を組み合わせて断面設計することによって、火災時に露出した部分が直接加熱を受けて燃焼した場合でも、防耐火性能上の非損傷性を備える、燃えしろ部分を考慮した耐火柱１０又は耐火梁２０を、安価に且つ効率良く形成することが可能になる。

なお、本発明は上記実施形態に限定されることなく種々の変更が可能である。例えば、耐火被覆材は、燃えしろ用添え柱材の端面部に向けて固定ビス又は固定くぎを各々打ち込むことによって取り付けられている必要は必ずしも無く、接着剤等を用いて取り付けられていても良い。耐火被覆材が例えば木質材等によって形成されている場合には、耐火被覆材の外周面を覆って化粧用木板材を取り付ける必要は必ずしも無い。本発明の耐火柱や耐火梁が用いられる４５分準耐火構造以上の耐火性能を備える建築物は、木造建築物である必要は必ずしも無く、鉄骨製や鉄筋コンクリート製等の建築物において、例えば和風の居室空間を設ける際に、本発明の耐火柱や耐火梁を採用することもできる。

また、本発明の耐火柱や耐火梁は、上記実施形態のような断面形状を有している必要は必ずしも無い。例えば図４に示すように、構造柱材１１’を正方形の断面形状を備える単独の構造用木材を用いて形成すると共に、燃えしろ用添え柱材１２’を構造柱材１１’と同様の正方形の断面形状を備える構造用木材を用いて形成することもできる。例えば図５に示すように、構造梁材２１’を単独の構造用木材を用いて形成すると共に、燃えしろ用添え梁材２２’を構造柱材２１’と同様の断面形状を備える構造用木材を用いて形成することもできる。例えば図６に示すように、構造梁材２１”の上端部分を天井裏部分３０に配置すると共に、天井裏部分には火災加熱が及ばないようにして、天井裏部分の燃えしろ用添え梁材や耐火被覆材を省略することもできる。

１０ 耐火柱
１１ 構造柱材
１１ａ 対向する一方の一対の側面部
１１ｂ 対向する他方の一対の側面部
１１ｃ 第１構造用木材
１１ｄ 第２構造用木材
１２ 燃えしろ用添え柱材
１２ａ 側面部
１２ｂ 端面部
１２ｃ 取付けしろ
１３ 耐火被覆材
１３ａ 強化せっこうボード
１３ｂ 燃えしろ用添え柱材を覆い隠す面
１３ｃ 外周面
１４ 化粧用木板材
１４ａ 長辺部
１４ｂ 短辺部
２０ 耐火梁
２１ 構造梁材
２１ａ 側面部
２１ｂ 下面部
２１ｃ 第３構造用木材
２１ｄ 第４構造用木材
２２ 燃えしろ用添え柱材
２２ａ 側面部
２２ｂ 下面部
２２ｃ 取付けしろ
２３ 耐火被覆材
２３ａ 強化せっこうボード
２３ｂ 燃えしろ用添え柱材を覆い隠す面
２３ｃ 外周面
２４ 化粧用木板材
２４ａ 長辺部
２４ｂ 短辺部

Claims (12)

1. ４５分準耐火構造以上の耐火性能を備える建築物において用いる耐火柱であって、
   矩形の断面形状を有する構造柱材と、該構造柱材の対向する一方の一対の側面部を覆って各々配置された、前記側面部の幅と同様の幅の側面部を備え、矩形の断面形状を有する一対の燃えしろ用添え柱材と、前記構造柱材の対向する他方の一対の側面部及び両側の前記燃えしろ用添え柱材の端面部を、連続して覆い隠すようにして取り付けられた、覆い隠した部分の木材を火災時に４５分間以上、燃焼により損壊させない機能及び熱劣化させない機能を備える耐火被覆材とを含んで構成される耐火柱。
2. 前記耐火被覆材は、前記構造柱材の両側に配置された前記燃えしろ用添え柱材の端面部に向けて、固定ビス又は固定くぎを各々打ち込むことによって取り付けられている請求項１記載の耐火柱。
3. 前記耐火被覆材の前記構造柱材及び前記燃えしろ用添え柱材を覆い隠す面以外の外周面を覆って、化粧用木板材が取り付けられている請求項１又は２記載の耐火柱。
4. 前記燃えしろ用添え柱材は、比重が０．４以上の木材を用いて形成されている請求項１〜３のいずれか１項記載の耐火柱。
5. 前記燃えしろ用添え柱材は、カラマツ、ダフリカカラマツ、ベイマツ、エゾマツ、トドマツ、オウシュウアカマツ、ヒノキ、スプルース、或いはスギの集成材、製材、又は単板積層材を用いて形成されている請求項４記載の耐火柱。
6. 前記耐火被覆材は、せっこうボード、強化せっこうボード、ケイ酸カルシウム板、サイディング、モルタル、コンクリート、軽量気泡コンクリート、木片セメント板、木材、難燃木材、グラスウール、ロックウール、又はフェノールフォームを用いて形成されている請求項１〜５のいずれか１項記載の耐火柱。
7. ４５分準耐火構造以上の耐火性能を備える建築物において用いる耐火梁であって、
   矩形の断面形状を有する構造梁材と、該構造梁材の対向する一対の側面部を覆って各々配置された、前記側面部の縦幅と同様の縦幅の側面部を備え、矩形の断面形状を有する一対の燃えしろ用添え梁材と、前記構造梁材の下面部及び両側の前記燃えしろ用添え梁材の下面部を、連続して覆い隠すようにして取り付けられた、覆い隠した部分の木材を火災時に４５分間以上、燃焼により損壊させない機能及び熱劣化させない機能を備える耐火被覆材とを含んで構成される耐火梁。
8. 前記耐火被覆材は、前記構造梁材の両側に配置された前記燃えしろ用添え梁材の下面部に向けて、固定ビス又は固定クギを各々打ち込むことによって取り付けられている請求項７記載の耐火梁。
9. 前記耐火被覆材の前記構造梁材及び前記燃えしろ用添え梁材を覆い隠す面以外の外周面を覆って、化粧用木板材が取り付けられている請求項７又は８記載の耐火梁。
10. 前記燃えしろ用添え梁材は、比重が０．４以上の木材を用いて形成されている請求項７〜９のいずれか１項記載の耐火梁。
11. 前記燃えしろ用添え梁材は、カラマツ、ダフリカカラマツ、ベイマツ、エゾマツ、トドマツ、オウシュウアカマツ、ヒノキ、スプルース、或いはスギの集成材、製材、又は単板積層材を用いて形成されている請求項１０記載の耐火梁。
12. 前記耐火被覆材は、せっこうボード、強化せっこうボード、ケイ酸カルシウム板、サイディング、モルタル、コンクリート、軽量気泡コンクリート、木片セメント板、木材、難燃木材、グラスウール、ロックウール、又はフェノールフォームを用いて形成されている請求項７〜１１のいずれか１項記載の耐火梁。

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