JP2018091134A - 鉄骨梁における配管挿通部の耐火被覆構造 - Google Patents

Abstract

【課題】鉄骨梁の耐火被覆処理よりも先に配管工事が行なわれた場合であっても、鉄骨梁の配管挿通部を容易に耐火被覆でき、配管のずれにも柔軟に対応できるようにする。
【解決手段】耐火充填材３０，３０は、配管２０の貫通する貫通部３２と、この貫通部３２と該耐火充填材３０，３０の外側縁３６の間を繋ぐ切込み３７とを有し、ウエブ１２の両側において切込み３７に沿って配管２０にはめ込まれ、配管２０が貫通部３２に収まった状態でウエブ１２を両側から挟み込み、耐火被覆材４０は、耐火充填材３０，３０の貫通部３２と対応する位置に形成された配管２０の貫通する貫通部４１と、この貫通部４１と該耐火被覆材４０の外側縁４４の間を繋ぐ切込み４５とを有し、切込み４５に沿って配管２０にはめ込まれ、配管２０が貫通部４１に収まった状態で一対の耐火充填材３０，３０を被覆する。
【選択図】図７

Description

本発明は、Ｈ型鋼などで構成される鉄骨梁における配管挿通部の耐火被覆構造に関する。

鉄骨構造の耐火建築物においては、火災時の温度上昇に伴う構造材の強度低下を防止するために、主要な構造材に耐火被覆処理が施される。例えば、Ｈ型鋼からなる鉄骨梁においては、上下のフランジ及びウエブに沿わせるように耐火被覆材（ロックウールなど）を巻き付けたり、ウエブに対して隙間をあけるようにして耐火被覆材を巻き付ける耐火被覆処理が広く採用されている。

また、鉄骨梁のウエブに形成した配管挿通孔へ配管を挿通させる配管挿通部においては、ウエブの両側を覆う耐火被覆材に対して鉄骨梁の配管挿通孔に対応した貫通孔又は切込みを形成し、これらの貫通孔又は切込みを貫通させながら配管を鉄骨梁の配管挿通孔へ挿通させるようにしている。

また、特許文献１には、鉄骨梁のウエブに形成した配管挿通孔の周りに、ウエブを両側から挟み込むようにして一対の耐火充填材を取り付けて、一対の耐火充填材に形成した貫通孔とウエブの配管挿通孔とを互いに重ね合わせた後、一対の耐火充填材を包み込むように鉄骨梁に巻き付けた耐火被覆材に、一対の耐火充填材の貫通孔に対向する一対の切込みを形成して、一方の切込みから挿入した配管を、耐火充填材の貫通孔及びウエブの配管挿通孔に挿通させて、他方の切込みから抜き出した鉄骨梁における配管挿通部の耐火被覆構造が示されている。

このような鉄骨梁における配管挿通部の耐火被覆構造によれば、耐火被覆材に切り込みを形成して配管を貫通させるものでありながら、耐火被覆材の内側において鉄骨梁のウエブを挟み込むようにして耐火充填材が設けられているので、耐火被覆材と配管との間に隙間が生じても、鉄骨梁のウエブが露出することを防止して良好な耐火性能が得られる。

特許第５１４１５９２号公報

ところで、鉄骨構造からなる耐火建築物の建築現場では、鉄骨梁の耐火被覆処理よりも先に配管工事が行なわれることがある。この場合は、鉄骨梁の配管挿通孔に配管が挿通された状態で耐火被覆処理を行なうことになるが、従来の耐火被覆材や耐火充填材は、もっぱら配管前の施工に合わせたものであって配管後の施工を考慮していないため、配管後の耐火被覆処理が不可能であるか、可能であっても作業性が著しく低下するという問題があった。

また、鉄骨梁の耐火被覆処理よりも先に配管工事が行なわれた場合、配管挿通孔の中心に配管が挿通されず、中心からずれた位置に配管が挿通される可能性がある。このような場合は、配管後の耐火被覆処理がより困難になるだけでなく、耐火被覆材と配管の間や耐火充填材と配管の間に隙間が生じて耐火性能が低下するおそれがあった。

本発明は、上記の事情にかんがみなされたものであり、鉄骨梁の耐火被覆処理よりも先に配管工事が行なわれた場合であっても、鉄骨梁の配管挿通部を容易に耐火被覆できるだけでなく、配管のずれにも柔軟に対応して耐火性能の低下も防止することができる鉄骨梁における配管挿通部の耐火被覆構造の提供を目的とする。

上記目的を達成するため本発明の鉄骨梁における配管挿通部の耐火被覆構造は、Ｈ型鋼鉄骨梁のウエブに形成した配管挿通孔に配管を挿通させ、その後、前記ウエブと前記配管を、耐火充填材と耐火被覆材によって覆う場合の耐火被覆構造において、
前記耐火充填材は、前記Ｈ型鋼におけるウエブの前記配管挿通孔を含む幅方向範囲の全体を被覆するものであって、前記配管の貫通する貫通部と、この貫通部と該耐火充填材外側縁の間を繋ぐ前記ウエブの長さ方向に対して４５度以内の角度で交差する切込みとを有し、前記ウエブの両側において前記切込みに沿って前記配管にはめ込まれ、前記配管が前記貫通部に収まった状態で前記ウエブを両側から挟み込み、
前記耐火被覆材は、前記耐火充填材の貫通部と対応する位置に形成された前記配管の貫通する貫通部と、この貫通部と該耐火被覆材外側縁の間を繋ぐ一つの切込みを有し、前記切込みに沿って前記配管にはめ込まれ、前記配管が前記貫通部に収まった状態で前記一対の耐火充填材を被覆する、構造としてある。

このようにすると、耐火充填材及び耐火被覆材は、鉄骨梁の配管挿通孔に挿通された配管に対してはめ込み可能な切込みを有するので、鉄骨梁の耐火被覆処理よりも先に配管工事が行なわれた場合であっても、鉄骨梁の配管挿通部を容易に耐火被覆することができる。しかも、耐火充填材及び耐火被覆材は、配管を基準として取付けられるので、配管が配管挿通孔の中心からずれた状態で挿通されていても、耐火被覆材と配管の間や耐火充填材と配管の間に隙間が生じることを回避し、耐火性能の低下も防止できる。

特に、耐火充填材は、配管の貫通する貫通部と該耐火充填材外側縁の間を繋ぐ切込みが、前記ウエブの長さ方向に対して４５度以内の角度で交差するように設けられている。

このような構成としてあるので、耐火充填材を切込みに沿って配管にはめ込んだとき、たとえ切込み部分が開いた状態になったとしても、一対の耐火充填材でウエブを両側から挟み込む段階で、耐火充填材がＨ型鋼の上下のフランジ間で押圧されることにより、開いた切込み部分が閉じられるだけでなく、閉じた状態を維持することができる。

また、前記耐火充填材の貫通部は、孔、切込み又は切込みの中心に小孔を形成したものとすることができる。
このようにすると、耐火充填材を可及的に隙間がない状態で配管にはめ込むことができる。

また、前記耐火被覆材の貫通部は、切込み又は切込みの中心に小孔を形成したものとすることができる。
このようにすると、耐火被覆材を可及的に隙間がない状態で配管にはめ込むことができる。

以上のように、本発明によれば、鉄骨梁の耐火被覆処理よりも先に配管工事が行なわれた場合であっても、鉄骨梁の配管挿通部を容易に耐火被覆できるだけでなく、配管のずれにも柔軟に対応して耐火性能の低下も防止することができる。

本発明の実施形態に係る鉄骨梁における配管挿通部の耐火被覆構造を示す断面図である。 耐火被覆処理よりも先に鉄骨梁の配管挿通孔に配管が挿通された状態を示す図であり、（ａ）は、配管挿通孔の中心位置に配管が挿通された状態を示す断面図、（ｂ）は、配管挿通孔の中心からずれた位置に配管が挿通された状態を示す断面図である。 本発明の実施形態に係る耐火充填材を示す図であり、（ａ）は、配管の貫通部として孔が形成された耐火充填材の側面図、（ｂ）は、配管の貫通部として切込みが形成された耐火充填材の側面図、（ｃ）は、配管の貫通部として切込みの中心に小孔が形成された耐火充填材の側面図である。 （ａ）は、本発明の実施形態に係る耐火充填材が鉄骨梁に取付けられた状態を示す図であり、耐火充填材でウエブの幅方向の全体を被覆した状態を示す鉄骨梁の側面図、（ｂ）は、耐火充填材でウエブの幅方向の一部を被覆した状態を参考的に示す鉄骨梁の側面図である。 鉄骨梁の配管挿通孔に挿通された配管に対して耐火充填材をはめ込む工程を示す斜視図である。 （ａ）及び（ｂ）は、耐火充填材に二つの切込みを形成した実施形態を示す図であり、（ａ）は、配管の貫通部の横方向に二つの切込みを形成した耐火充填材の側面図、（ｂ）は、配管の貫通部の横と縦の方向に一つずつの切込みを形成した耐火充填材の側面図、（ｃ）は、配管の貫通部の縦方向に二つの切込みを形成した参考耐火充填材の側面図である。 本発明の実施形態に係る耐火被覆材を示す図であり、（ａ）は、配管の貫通部として切込みが形成された耐火被覆材の部分側面図、（ｂ）は、配管の貫通部として切込みの中心に小孔が形成された耐火被覆材の部分側面図である。 鉄骨梁の配管挿通孔に挿通された配管に対して耐火充填材をはめ込む工程を示す斜視図である。

以下、本発明の実施形態について、図面を参照して説明する。

図１は、本発明の実施形態に係る鉄骨梁における配管挿通部の耐火被覆構造を示す断面図である。
図１に示すように、本発明の実施形態に係る鉄骨梁１０は、Ｈ形鋼からなり、上下のフランジ１１，１１と、上下のフランジ１１，１１の中央部間を連結するウエブ１２とを一体的に備え、上側のフランジ１１上には、例えばコンクリート製の床パネル１３が設置される。また、ウエブ１２の幅方向（図１の上下方向）の中央部には、例えば円形の配管挿通孔１４が形成されており、ここに給排水用、換気用、配線挿通用等に使用される配管２０が挿通される。

図２は、耐火被覆処理よりも先に鉄骨梁の配管挿通孔に配管が挿通された状態を示す図であり、（ａ）は、配管挿通孔の中心位置に配管が挿通された状態を示す断面図、（ｂ）は、配管挿通孔の中心からずれた位置に配管が挿通された状態を示す断面図である。
図２に示すように、配管２０は、耐火被覆処理を行なう前の段階で鉄骨梁１０の配管挿通孔１４に挿通される場合がある。この場合、配管２０は、耐火被覆処理部材による位置的な制約を受けないので、図２の（ａ）に示すように、配管挿通孔１４の中心位置に挿通される保証はなく、図２の（ｂ）に示すように、配管挿通孔１４の中心からずれた位置に挿通されることもある。

以下、鉄骨梁１０のウエブ１２に形成した配管挿通孔１４に配管２０を挿通させ、その後、ウエブ１２と配管２０を、耐火充填材３０，３０と耐火被覆材４０によって覆う場合の耐火被覆構造について説明する。

図３は、本発明の実施形態に係る耐火充填材を示す図であり、（ａ）は、配管の貫通部として孔が形成された耐火充填材の側面図、（ｂ）は、配管の貫通部として切込みが形成された耐火充填材の側面図、（ｃ）は、配管の貫通部として切込みの中心に小孔が形成された耐火充填材の側面図である。
図１及び図３に示すように、耐火充填材３０，３０は、例えばロックウールをほぼ直方体形状に成形した柔軟性を有するものであって、その側面３１、３１の中央部間を貫通する貫通部３２が形成され、ここに配管２０が貫通した状態で鉄骨梁１０に取付けられる。

耐火充填材３０，３０の貫通部３２は、図３の（ａ）に示すように、配管２０の外径とほぼ同径か、それよりも僅かに小径な円形の貫通孔３３とすることができる。このようにすると、可及的に隙間がない状態で配管２０を貫通させることが可能になる。また、貫通部３２は、図３の（ｂ）に示すような放射状（例えば十字状）の切込み３４としてもよく、この場合には、切込み３４の周囲を捲り上げた状態で配管２０が貫通される。なお、貫通部３２を切込み３４とする場合は、図３の（ｃ）に示すように、切込み３４の中心に小孔３５を形成してもよい。

図４（ａ）は、本発明の実施形態に係る耐火充填材が鉄骨梁に取付けられた状態を示す図であり、耐火充填材でウエブの幅方向の全体を被覆した状態を示す鉄骨梁の側面図、（ｂ）は、耐火充填材でウエブの幅方向の一部を被覆した状態を参考的に示す鉄骨梁の側面図である。
図１及び図４に示すように、耐火充填材３０，３０は、鉄骨梁１０に対してウエブ１２を両側から挟み込む状態で取付けられる。このとき耐火充填材３０，３０は、図４の（ａ）に示すように、ウエブ１２の幅方向の全体を被覆することが可能である。このように、ウエブ１２の幅方向の全体を被覆する耐火充填材３０，３０は、鉄骨梁１０の上下のフランジ１１，１１とウエブ１２とによって囲まれた空間にはめ込み状に取付けられるので、別途固定手段を用いることなく容易に取付けられるという利点がある。

図５は、鉄骨梁の配管挿通孔に挿通された配管に対して耐火充填材をはめ込む工程を示す斜視図である。
図３〜図５に示すように、耐火充填材３０，３０は、その外側縁３６と貫通部３２との間を繋ぐ切込み３７を有しており、この切込み３７を開くことにより、配管２０に対して側方から耐火充填材３０，３０をはめ込むことができるようになっている。そして、鉄骨梁１０の配管挿通孔１４に配管２０を挿通した後に行われる本発明の耐火被覆処理において、耐火充填材３０，３０は、ウエブ１２の両側で切込み３７に沿って配管２０にはめ込まれ、配管２０が貫通部３２に収まった状態でウエブ１２を両側から挟み込むように鉄骨梁１０に対して取付けられる。

耐火充填材３０，３０は、切込み３７に沿って配管２０にはめ込まれたとき、切込み３７の部分が開いたままの状態になる可能性がある。この場合、クリップ等の固定具を用いて切込み３７の部分を閉じることも可能であるが、図４の（ａ）に示すようにすれば、固定具を用いることなく、開いた切込み３７の部分を閉じ、かつ閉じた状態を維持することができる。つまり、図４の（ａ）に示すように、耐火充填材３０，３０は、鉄骨梁１０におけるウエブ１２の配管挿通孔１４を含む幅方向範囲の全体を被覆するものとし、かつ耐火充填材３０，３０の切込み３７は、ウエブ１２の長さ方向に対して４５度以内の角度で交差するものとする。このようにすると、耐火充填材３０，３０を切込み３７に沿って配管２０にはめ込んだとき、たとえ切込み３７の部分が開いた状態になったとしても、一対の耐火充填材３０，３０でウエブ１２を両側から挟み込む段階で、耐火充填材３０，３０が上下のフランジ１１，１１間で押圧されることにより、開いた切込み３７の部分が閉じられるだけでなく、閉じた状態を維持することが可能になる。

なお、耐火充填材３０,３０における切込み３７は、一つに限られるものではなく、二つ以上形成したものであってもよい。配管２０が太い場合には、一つの切込み３７だけだと、切込み３７の開口が不十分になり配管２０へのはめ込みを行なえなくなる可能性がある。このため、図６（ａ）〜（ｂ）に示すように、耐火充填材３０,３０に複数の切込み３７を形成しておき、耐火充填材３０，３０を分割できるようにしておくと、太い配管２０に対するはめ込みも容易に行なうことができる。

耐火被覆材４０は、例えばロックウールをマット状に成形してなる柔軟性を有するものであり、図１に示すように、耐火充填材３０，３０が取付けられた鉄骨梁１０に対してほぼＵ字状に巻き付けられる。耐火被覆材４０の固定は、例えば耐火被覆材４０の外側から金属製の固定ピンを差し込み、この固定ピンを鉄骨梁１０の適所にスタッド溶接することにより行われる。

図７は、本発明の実施形態に係る耐火被覆材を示す図であり、（ａ）は、配管の貫通部として切込みが形成された耐火被覆材の部分側面図、（ｂ）は、配管の貫通部として切込みの中心に小孔が形成された耐火被覆材の部分側面図である。
図７に示すように、耐火被覆材４０には、耐火充填材３０，３０の貫通部３２と対応する位置に配管２０を貫通させるための貫通部４１が形成される。この貫通部４１は、図７の（ａ）に示すような放射状（例えば十字状）の切込み４２とすることができ、この場合には、切込み４２の周囲を捲り上げた状態で配管２０が貫通される。このようにすると、可及的に隙間がない状態で配管２０を貫通させることが可能になる。なお、貫通部４１を切込み４２とする場合は、図７の（ｂ）に示すように、切込み４２の中心に小孔４３を形成してもよい。

図８は、鉄骨梁の配管挿通孔に挿通された配管に対して耐火充填材をはめ込む工程を示す斜視図である。
図７及び図８に示すように、耐火被覆材４０は、その外側縁４４（上端縁）と貫通部４１との間を繋ぐ切込み４５を有しており、この切込み４５を開くことにより、配管２０に対して下方から耐火被覆材４０をはめ込むことができるようになっている。そして、鉄骨梁１０の配管挿通孔１４に配管２０が挿通された状態で行われる本発明の耐火被覆処理において、耐火被覆材４０は、切込み４５に沿って下方から配管２０にはめ込まれ、配管２０が貫通部４１に収まった状態で一対の耐火充填材３０，３０を被覆するように鉄骨梁１０に対して固定される。

なお、配管２０に対して耐火被覆材４０をはめ込む際に捲れ上がった切込み４２の周囲は、耐火被覆材４０の内側ではなく、耐火被覆材４０の外側に延出させて、図１に示すように、配管２０の外周に沿わせることが好ましい。このようにすると、切込み４２の周囲の捲り上がった部分を利用して、配管２０と耐火被覆材４０の隙間を塞ぐことができる。

以上のように構成された本実施形態の鉄骨梁１０における配管挿通部の耐火被覆構造によれば、鉄骨梁１０のウエブ１２に形成した配管挿通孔１４に配管２０を挿通させ、その後、ウエブ１２と配管２０を、耐火充填材３０，３０と耐火被覆材４０によって覆う場合の耐火被覆構造において、耐火充填材３０，３０は、配管２０の貫通する貫通部３２と、この貫通部３２と該耐火充填材３０，３０の外側縁３６の間を繋ぐ切込み３７とを有し、ウエブ１２の両側において切込み３７に沿って配管２０にはめ込まれ、配管２０が貫通部３２に収まった状態でウエブ１２を両側から挟み込み、耐火被覆材４０は、耐火充填材３０，３０の貫通部３２と対応する位置に形成された配管２０の貫通する貫通部４１と、この貫通部４１と該耐火被覆材４０の外側縁４４の間を繋ぐ切込み４５とを有し、切込み４５に沿って配管２０にはめ込まれ、配管２０が貫通部４１に収まった状態で一対の耐火充填材３０，３０を被覆するので、鉄骨梁１０の耐火被覆処理よりも先に配管工事が行なわれた場合であっても、鉄骨梁１０の配管挿通部を容易に耐火被覆することができる。しかも、耐火充填材３０，３０及び耐火被覆材４０は、配管２０を基準として取付けられるので、配管２０が配管挿通孔１４の中心からずれた状態で挿通されていても、耐火被覆材４０と配管２０の間や耐火充填材３０，３０と配管２０の間に隙間が生じることを回避し、耐火性能の低下も防止できる。

以上、本発明の鉄骨梁における配管挿通部の耐火被覆構造について、実施形態を示して説明したが、本発明に係る鉄骨梁における配管挿通部の耐火被覆構造は、上述した実施形態にのみ限定されるものではなく、特許請求の範囲内で種々の変更が可能であることは言うまでもない。

例えば、耐火充填材や耐火被覆材の形成材料は、ロックウール以外であってもよい。また、耐火充填材の形状は、直方体に限定されず、任意の形状とすることができる。

本発明は、Ｈ型鋼で構成される鉄骨梁における配管挿通部の耐火被覆構造に適用でき、特に、鉄骨梁のウエブに形成した配管挿通孔に配管を挿通させ、その後、ウエブと配管を、耐火充填材と耐火被覆材によって覆う場合の耐火被覆構造に好適である。

１０ 鉄骨梁
１１ フランジ
１２ ウエブ
１３ 床パネル、
１４ 配管挿通孔
２０ 配管
３０ 耐火充填材
３２ 貫通部
３３ 貫通孔
３４ 切込み
３５ 小孔
３６ 外側縁
３７ 切込み
４０ 耐火被覆材
４１ 貫通部
４２ 切込み
４３ 小孔
４４ 外側縁
４５ 切込み

Claims (3)

1. Ｈ型鋼鉄骨梁のウエブに形成した配管挿通孔に配管を挿通させ、その後、前記ウエブと前記配管を、耐火充填材と耐火被覆材によって覆う場合の耐火被覆構造において、
   前記耐火充填材は、前記Ｈ型鋼におけるウエブの前記配管挿通孔を含む幅方向範囲の全体を被覆するものであって、前記配管の貫通する貫通部と、この貫通部と該耐火充填材外側縁の間を繋ぐ前記ウエブの長さ方向に対して４５度以内の角度で交差する切込みとを有し、前記ウエブの両側において前記切込みに沿って前記配管にはめ込まれ、前記配管が前記貫通部に収まった状態で前記ウエブを両側から挟み込み、
   前記耐火被覆材は、前記耐火充填材の貫通部と対応する位置に形成された前記配管の貫通する貫通部と、この貫通部と該耐火被覆材外側縁の間を繋ぐ一つの切込みを有し、前記切込みに沿って前記配管にはめ込まれ、前記配管が前記貫通部に収まった状態で前記一対の耐火充填材を被覆する、
   構造としたことを特徴とする鉄骨梁における配管挿通部の耐火被覆構造。
2. 前記耐火充填材の貫通部が、孔、切込み又は切込みの中心に小孔を形成したものであることを特徴とする請求項１に記載の鉄骨梁における配管挿通部の耐火被覆構造。
3. 前記耐火被覆材の貫通部が、切込み又は切込みの中心に小孔を形成したものであることを特徴とする請求項１又は２に記載の鉄骨梁における配管挿通部の耐火被覆構造。

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