JP3171133U

JP3171133U - 鉄骨耐火被覆構造

Info

Publication number: JP3171133U
Application number: JP2011004580U
Authority: JP
Inventors: 麻紀向井
Original assignee: F Consultant Co Ltd
Current assignee: F Consultant Co Ltd
Priority date: 2011-08-04
Filing date: 2011-08-04
Publication date: 2011-10-13
Anticipated expiration: 2021-08-04

Abstract

【課題】乾式の鉄骨耐火被覆構造であって、施工性が良好であり、従来よりも薄い一定の被覆厚みで十分な耐火性能を付与することができる鉄骨耐火被覆構造を提供する。【解決手段】本発明の鉄骨耐火被覆構造は、Ｈ型またはＩ型鉄骨と、該鉄骨を覆う様に設けられた発泡性耐火シートとから構成されたものであり、Ｈ型またはＩ型鉄骨の長手方向には複数の発泡性耐火シートが設けられ、該発泡性耐火シート同士の継ぎ目部分は重なり部を有し、該重なり部は接着剤を介して固定されている。【選択図】図２

Description

本考案は、新規な鉄骨耐火被覆構造に関する。

建築物、土木構築物等の構造物が火災等によって高温に晒された場合には、これら構造物を構成する鉄骨の物理的強度が急激に低下するという問題がある。これに対し、鉄骨に耐火被覆材を被覆し、火災時の鉄骨の温度上昇を遅延させて、鉄骨の機械的強度の低下を抑制する耐火被覆構造が知られている。

上記耐火被覆構造としては、例えば、セメント等の無機質バインダーに、無機質繊維状物質、軽量骨材、結晶水含有無機質粉体等を適宜混合した混合組成物を鉄骨表面に厚付けした湿式耐火被覆構造が知られている（例えば、特許文献１、特許文献２、等）。

一方、上記湿式耐火被覆工法に代えて、無機繊維混合マット、ロックウール、耐火ボード等の乾式材料による耐火被覆工法も知られている（例えば、特許文献３、特許文献４、等）。

特開昭５８−９６６６２号公報特開平１０−１４７９９３号公報特開平６−１３６８５３号公報特開２００１−９８６６１号公報

しかしながら、特許文献１、特許文献２のような耐火被覆構造では、使用する材料の種類にもよるが、十分な耐火性能を得るためには２０〜４０ｍｍ程度のかなりの被覆厚みが必要である。また、鉄骨において、均一な耐火性能を得るためには被覆厚みを一定にする必要もある。さらに、施工時には大量の塗材を要するために施工性、コスト面等に不利である。一方、特許文献３、特許文献４のような乾式材料を被覆する工法でも、十分な耐火性を得るために被覆厚みを厚くする必要がある。

本考案は上記諸問題点を解決するためになされたもので、乾式の鉄骨耐火被覆構造であって、施工性が良好であり、従来よりも薄い一定の被覆厚みで十分な耐火性能を付与することができる鉄骨耐火被覆構造を提供するものである。本考案は以下の特徴を有するものである。
１．鉄骨構造物を構成するＨ型またはＩ型鉄骨と、
上記Ｈ型またはＩ型鉄骨を覆う様に設けられた発泡性耐火シートとから構成された鉄骨耐火被覆構造であり、
上記Ｈ型またはＩ型鉄骨の長手方向には複数の発泡性耐火シートが設けられ、該発泡性耐火シート同士の継ぎ目部分は重なり部を有し、該重なり部は接着剤を介して固定されていることを特徴とする鉄骨耐火被覆構造。
２．鉄骨構造物を構成するＨ型またはＩ型鉄骨と、
上記Ｈ型またはＩ型鉄骨を覆う様に設けられた発泡性耐火シートとから構成された鉄骨耐火被覆構造であり、
上記Ｈ型またはＩ型鉄骨の長手方向には複数の発泡性耐火シートが設けられ、該発泡性耐火シート同士の継ぎ目部分は重なり部を有し、該重なり部は接着剤を介して固定され、
上記Ｈ型またはＩ型鉄骨の下フランジと発泡性耐火シートとが接着剤を介して固定されていることを特徴とする鉄骨耐火被覆構造。
３．上記発泡性耐火シートが、樹脂成分、難燃剤、発泡剤、炭化剤及び充填剤を含有するものであることを特徴とする１．または２．に記載の鉄骨耐火被覆構造。
４．上記発泡性耐火シートの裏面に繊維質シートが積層されていることを特徴とする１．または２．に記載の鉄骨耐火被覆構造。

本考案の鉄骨耐火被覆構造は、施工性が良好であり、従来よりも薄い一定の被覆厚みで十分な耐火性能を付与することができる。具体的には以下に示す効果を得ることができる。

上記１．の鉄骨耐火被覆構造によれば、シートの継ぎ目からＨ型またはＩ型鉄骨が直接露出することを防止でき、火災等の高温時にも、Ｈ型またはＩ型鉄骨の物理的強度の低下を確実に抑制でき、耐火性能の低下を確実に抑制できる。

上記２．の鉄骨耐火被覆構造によれば、上記効果に加え、下フランジを被覆する発泡性耐火シートでは、内側方向への発泡が抑制され、外側（下）方向のみに発泡して炭化断熱層を形成する。内側方向の発泡を抑制することによって、発泡圧によるＨ型またはＩ型鉄骨と炭化断熱層の剥離を防止し、形成した炭化断熱層の密着性を高め、脱落を防止できる。

上記３．の鉄骨耐火被覆構造によれば、上記効果に加え、優れた耐火性能を発揮することができる。

上記４．の鉄骨耐火被覆構造によれば、上記効果に加え、繊維質シート側の発泡を抑制することができ、一方向のみに発泡して炭化断熱層を形成することができる。また、形成された炭化断熱層の脱落防止効果に優れている。

本発明鉄骨耐火構造の一例を示す断面図である。本発明鉄骨耐火構造の一例を示す斜視図である。本発明鉄骨耐火構造の発泡性耐火シートの重なり部の一例を示す断面拡大図である。本発明鉄骨耐火構造の別の一例を示す断面図である。本発明鉄骨耐火構造の別の一例を示す斜視図である。本発明鉄骨耐火構造の別のバリエーションを示す断面図である。本発明鉄骨耐火構造の別の一例を示す断面図である。

以下、本考案を実施するための形態について詳細に説明する。

本発明の鉄骨耐火被覆構造の一例を図１〜図３に示す。

図１は、本発明鉄骨耐火構造の一例を示す断面図である。図１では、床材４に設けられたＨ型鉄骨１と発泡性耐火シート２から構成されており、床材に接した面を除くＨ型鉄骨１の三面を空気層７と共に発泡性耐火シート２が覆う様に設けられる。

本発明のＨ型鉄骨１としては、断面がＨ字型であり、上フランジ１ａと下フランジ１ｂを板状のウェブ１ｃにより連結して形成された態様のものが使用される。Ｈ型鉄骨は、フランジ幅が広く、フランジ内外面が平行なものである。
なお、本発明では、床材または壁材に接する方を上フランジ、その反対側を下フランジという。

本発明の発泡性耐火シート２は、火災等により周囲温度が所定の発泡温度に達すると発泡し、炭化断熱層を形成するものである。発泡性耐火シート２としては、構成成分として樹脂成分、難燃剤、発泡剤、炭化剤及び充填剤を含有するものが好適である。このうち、樹脂成分としてはアクリル樹脂等の熱可塑性樹脂、難燃剤としてはポリリン酸アンモニウム等、発泡剤としてはメラミン、ジシアンジアミド、アゾジカーボンアミド等、炭化剤としてはペンタエリスリトール、ジペンタエリスリトール等、充填剤としては二酸化チタン等が挙げられる。

各成分の配合比率は、通常、固形分換算で、樹脂成分１００重量部に対して、難燃剤２００〜６００重量部、発泡剤４０〜１５０重量部、炭化剤４０〜１５０重量部、及び充填剤５０〜１６０重量部である。発泡性耐火シート２の厚みは、適用部位等により適宜設定すれば良いが、通常は０．５〜５ｍｍ程度、好ましく１〜４ｍｍ程度である。

また、本発明の発泡性耐火シート２は、上記構成成分を含むシートのみから構成されていてもよいが、裏面（Ｈ型鉄骨１側）に繊維質シートが積層されていることが好ましい。これにより、発泡性耐火シート２の繊維質シート側の発泡を抑制することができ、一方向のみに発泡して炭化断熱層を形成することができる。また、形成された炭化断熱層の脱落防止効果に優れている。

このような繊維質シートとしては、例えば、有機繊維、無機繊維等を含むシートが挙げられる。

有機繊維としては、例えば、パルプ繊維、ポリエステル繊維、ポリプロピレン繊維、アラミド繊維、ビニロン繊維、ポリエチレン繊維、ポリアリレート繊維、ＰＢＯ繊維、ナイロン繊維、アクリル繊維、塩化ビニル繊維、セルロース繊維等、またはそれらの織布、不織布等が挙げられる。有機繊維は、１５０℃程度の温度領域で溶融して液体状態になるようなものであってもよいが、かかる温度領域で溶融しないものの方が好ましい。

無機繊維としては、例えば、ロックウール、ガラス繊維、シリカ繊維、シリカ−アルミナ繊維、カーボン繊維、炭化珪素繊維等、またはそれらの織布、不織布等、さらに鉄、銅等の金属細線が挙げられる。このような無機繊維は、熱を加えても溶融せず、さらに補強材としても作用し、発泡した炭化断熱層を保持できるので、Ｈ型鉄骨１からの脱落防止効果に優れている。特に無機繊維が網目構造を有していれば、発泡性耐火シート２及びこれに熱を加えることにより形成される炭化断熱層をより効率よく補強することができ、Ｈ型鉄骨１からの脱落を防止することができるので好ましい。

繊維質シートは、無機繊維と有機繊維からなる複合シートであって、該無機繊維が網目状に配列されたシートであり、その少なくとも一方（一面）に有機繊維の織布又は不織布が積層され、無機繊維の網目の一部又は全部が有機繊維で塞がれているようなものが好ましい。無機繊維と有機繊維を組み合わせることにより、熱による溶融成分が吸着され、継ぎ目部分の剥れ等を防止することができる。また、網目を有機繊維で塞いでいれば、発泡性耐火シート２製造時に無機繊維の網目構造が崩れにくく、簡便に製造することができる。

図２は、図１の斜視図である。図２では、Ｈ型鉄骨１の長手方向に複数の発泡性耐火シート２が設けられており、該発泡性耐火シート２同士の継ぎ目部分は重なり部Ａを有している。また、床材４と発泡性耐火シート２は、発泡性耐火シート２の端部を固定ピン等の金属製の止め具６を使用して固定されている。

図３は、図２の発泡性耐火シートの重なり部Ａの断面拡大図である。図３では、発泡性耐火シート２同士の継ぎ目部分の重なり部Ａが、接着剤３を介して固定されている。

上記のように発泡性耐火シート２同士の重なり部分が接着剤を介して固定されることにより、シートの継ぎ目からＨ型鉄骨１が直接露出することを防止でき、火災等の高温時にも、Ｈ型鉄骨１の物理的強度の低下を確実に抑制でき、耐火性能の低下を確実に抑制できる。

各発泡性耐火シート２同士の重なり部の幅は、適宜設定すればよいが、通常は５ｍｍ〜１００ｍｍ程度、好ましくは１０ｍｍ〜４０ｍｍ程度である。
接着剤３の厚みは、適用部位等により適宜設定すれば良いが、通常は０．０１ｍｍ〜０．５ｍｍ程度、好ましくは０．０２ｍｍ〜０．１ｍｍ程度である。

本発明における接着剤３としては、例えば、アクリル樹脂、シリコン樹脂、エポキシ樹脂、ビニル樹脂、フェノール樹脂、ポリエステル樹脂、ウレタン樹脂、パラフィン等を主原料とした水分散型、水溶性型、溶剤型の接着剤等、公知のものを使用することができる。接着剤３には、必要に応じて、上述した発泡性耐火シート２に配合されるような難燃剤、発泡剤、炭化剤、充填剤、等を添加することもできる。また、本発明において、接着剤には粘着剤も包含される。

本発明の鉄骨耐火被覆構造の好ましい一例を図４〜図６に示す。

図４は、本発明鉄骨耐火構造の一例を示す断面図である。図４では、床材４に設けられたＨ型鉄骨１と発泡性耐火シート２から構成されており、床材に接した面を除くＨ型鉄骨1の三面を空気層７と共に発泡性耐火シート２が覆う様に設けられる。さらに、Ｈ型鉄骨１の下フランジ１ｂを覆う発泡性耐火シート２が接着剤３を介して固定されている。

図５は、図４の斜視図である。Ｈ型鉄骨１の長手方向に複数の発泡性耐火シート２が設けられており、該発泡性耐火シート２同士の継ぎ目部分は重なり部Ａを有している。また、床材４と発泡性耐火シート２は、発泡性耐火シート２の端部を固定ピン等の金属製の止め具６を使用して固定されている。このときの、重なり部Ａは図３と同様である。

本願発明では、上記のようにＨ型鉄骨１の下フランジ１ｂを覆う発泡性耐火シート２が接着剤３を介して固定されていることが好適である。このような構造を有することにより、発泡性耐火シート２の発泡方向を制御することができる。

例えば、図４に示す構造の場合、下フランジ１ｂを被覆する発泡性耐火シート２では、内側方向への発泡が抑制され、外側（下）方向のみに発泡して炭化断熱層を形成する。内側方向の発泡を抑制することによって、発泡圧によるＨ型鉄骨１と炭化断熱層の剥離を防止し、形成した炭化断熱層の密着性を高め、脱落を防止できる。

また、発泡性耐火シート２の裏面に繊維質シートが積層されている場合、下フランジ１ｂにおいては、繊維質シートが接着剤３により形成された面と接することが好ましい。繊維質シートが接着面側と接していれば、より効率よく熱による溶融成分を付着でき、Ｈ型鉄骨１からのズレ落ちを防止することができるので好ましい。さらに、接着剤３と繊維質シートの作用により、発泡方向を外側（下側）のみ制御することができるため発泡圧によるＨ型鉄骨１と炭化断熱層の剥離を防止し、形成した炭化断熱層の密着性を高め、脱落を防止できる。

このときの接着剤３の厚みは、適用部位等により適宜設定すれば良いが、通常は０．０１ｍｍ〜０．５ｍｍ程度、好ましくは０．０２ｍｍ〜０．１ｍｍ程度である。

本発明の本発明鉄骨耐火構造のその他の態様を図６に示す。

図６（ａ）は床材４と壁材５に設けられたＨ型鉄骨１と発泡性耐火シート２から構成された鉄骨耐火被覆構造の断面図である。図６（ａ）では、床材と壁材に当接した面を除くＨ型鉄骨１の二面を覆うように、発泡性耐火シート２が設けられている。

図６（ｂ）は壁材５に設けられたＨ型鉄骨１と発泡性耐火シート２から構成された鉄骨耐火被覆構造の断面図（上面図）である。図６（ｂ）では、壁材に当接した面を除くＨ型鉄骨１の三面を覆うように、発泡性耐火シート２が設けられている。

図６（ｃ）は壁材５の入隅部分に設けられたＨ型鉄骨１と発泡性耐火シート２から構成された鉄骨耐火被覆構造の断面図（上面図）である。図６（ｂ）では、壁材に当接した面を除くＨ型鉄骨１の二面を覆うように、発泡性耐火シート２が設けられている。

本発明は、上述のＨ型鉄骨同様にＩ型鉄骨にも適用可能である。

本発明のＩ型鉄骨としては、断面がＩ字型であり、上フランジと下フランジを板状のウェブにより連結して形成された態様のものが使用される。Ｉ型鉄骨は、通常、フランジ内側に勾配がつけられている。

図７（ａ）では、床材４に設けられたＩ型鉄骨１１と発泡性耐火シート２から構成されており、床材に接した面を除くＩ型鉄骨１１の三面を空気層７と共に発泡性耐火シート２が覆う様に設けられる。

図７（ｂ）では、床材４に設けられたＩ型鉄骨１１と発泡性耐火シート２から構成されており、床材に接した面を除くＩ型鉄骨１１の三面を空気層７と共に発泡性耐火シート２が覆う様に設けられる。さらに、Ｉ型鉄骨１１の下フランジ１１ｂを覆う発泡性耐火シート２が接着剤３を介して固定されている。

以下に具体的な実施例を示す。
アクリル樹脂１００重量部、メラミン９０重量部、ジペンタエリスリトール９０重量部、ポリリン酸アンモニウム３２０重量部、酸化チタン１００重量部を主成分する混合物を温度１２０℃に設定した加圧ニーダーで混練して発泡性耐火シート用混練物を調製後、ガラス不織布上に混練物を積層し圧延ローラーによってシート状に加工し、膜厚１．５ｍｍの発泡性耐火シート（４５０ｍｍ×１２００ｍｍ）を作製した。

床板（ＡＬＣ板）にＨ型鉄骨（Ｈ４００×２００×８×１３ｍｍ、長さ１２００ｍｍ）を設置した。図５に準じて、作製した発泡性耐火シートのガラス不織布側がＨ型鉄骨側となるように発泡性耐火シートを巻きつけ、発泡性耐火シート同士の継ぎ目部分が、重なり幅２０ｍｍとなるように貼り付けた。なお、発泡性耐火シートは固定ピンにより、ＡＬＣ板に固定し、さらに、発泡性耐火シート同士の重なり部分及び下フランジ部にはアクリル系接着剤を厚み５０μｍで塗付、固定したものを試験体とした。
作製した試験体につき、ＩＳＯ８３４の標準加熱曲線に準じて１時間加熱試験を行った。その結果、ほぼ均一な炭化断熱層が形成され、良好な耐火性能を示した。

１．Ｈ型鉄骨
１ａ．上フランジ
１ｂ．下フランジ
１ｃ．ウェブ
１１．Ｉ型鉄骨
１１ａ．上フランジ
１１ｂ．下フランジ
１１ｃ．ウェブ
２．発泡性耐火シート
３．接着剤
４．床材
５．壁材
６．止め具
７．空気層
Ａ．重なり部

Claims

鉄骨構造物を構成するＨ型またはＩ型鉄骨と、
上記Ｈ型またはＩ型鉄骨を覆う様に設けられた発泡性耐火シートとから構成された鉄骨耐火被覆構造であり、
上記Ｈ型またはＩ型鉄骨の長手方向には複数の発泡性耐火シートが設けられ、該発泡性耐火シート同士の継ぎ目部分は重なり部を有し、該重なり部は接着剤を介して固定されていることを特徴とする鉄骨耐火被覆構造。
鉄骨構造物を構成するＨ型またはＩ型鉄骨と、
上記Ｈ型またはＩ型鉄骨を覆う様に設けられた発泡性耐火シートとから構成された鉄骨耐火被覆構造であり、
上記Ｈ型またはＩ型鉄骨の長手方向には複数の発泡性耐火シートが設けられ、該発泡性耐火シート同士の継ぎ目部分は重なり部を有し、該重なり部は接着剤を介して固定され、
上記Ｈ型またはＩ型鉄骨の下フランジと発泡性耐火シートとが接着剤を介して固定されていることを特徴とする鉄骨耐火被覆構造。
上記発泡性耐火シートが、樹脂成分、難燃剤、発泡剤、炭化剤及び充填剤を含有するものであることを特徴とする請求項１または請求項２に記載の鉄骨耐火被覆構造。
上記発泡性耐火シートの裏面に繊維質シートが積層されていることを特徴とする請求項１または請求項２に記載の鉄骨耐火被覆構造。