JP6300764B2 - 耐火被覆材及びその製造方法 - Google Patents

Description

本発明は、耐火建築物に用いられる耐火被覆材及びその製造方法に関する。

鉄骨構造といった耐火建築物では、火災時において高温による構造材の変形等に伴って構造耐力が低下することを防止するために、所定の耐火性能を備える耐火構造とすることが求められている。具体的には、鉄骨構造に使用される鋼材等の周囲を耐火被覆材により被覆することで、所定の耐火性能を鉄骨構造に付与することができる。以下、このような鋼材等を基材と呼ぶ。

耐火被覆材を前記基材に被覆する方法としては、シート状に形成された耐火被覆材を基材に巻き付けて固定する施工方法が提案されている。例えば、特許文献１では、建築基準法の規定に基づいて設定された厚さを有する耐火被覆材７に予め２本の切溝７１を形成しておき、基材（鉄骨柱１）の両フランジ１２の端部に前記の切溝７１をそれぞれ嵌入させて耐火被覆材７を基材（鉄骨柱１）に配設し、固定ピン９により基材に固定し被覆層１６を形成している。

特開２０１４−１６３１１２号公報

上述した特許文献の耐火被覆材７は、基材（鉄骨柱１）の両フランジおよびウエブの一側面に沿って巻き付けられるものであって、嵌め込みにより取付けるものではない。この耐火被覆材７は柔軟性を有する比較的薄いシート状であり、切溝７１を備え、これにフランジの端部を嵌め込んで取り付けているが、自立性はない。そのため、固定ピン９を耐火被覆材７へ挿し込み、ピン先を基材に溶接することで耐火被覆材７が定着されている。また、耐火面材２との組み合わせで使用されている。

固定ピン９により耐火被覆材７を固定しているため、シート状の耐火被覆材７を基材の周囲に当接した状態にして固定ピン９で取り付ける作業を行う必要がある。特に、固定ピン９をスタッド溶接といった電気溶接で固定する場合には、基材に沿って多数の固定箇所で溶接作業を行わねばならず、固定作業の負担が大きい。また、作業時間が長くなるといった課題がある。

そこで、本発明は、基材に対する耐火被覆材の取付作業を簡単かつ確実に行うことができるとともに所定の耐火性能を確保できる耐火被覆材及びその製造方法を提供することを課題とする。

本発明に係る耐火被覆材は、対向する一対の突条が突設される突設部を有する基材を被覆して耐火性能を付与するものである。
このような耐火被覆材は、難燃シート素材に前記突条を受け入れる一対の切込部を形成し、切込部間を本体部とし、切込部の外側を側部としている。
前記本体部は、前記基材の突設面に対向して配置可能である。
前記一対の各切込部は、前記本体部が基材の突設面に配置される際に、前記一対の各突条の少なくとも先端を覆うように挿嵌可能とされる。

前記一対の各切込部は、難燃シート素材の表面から内部に至る所定長に亘って形成されており、前記所定長は、前記一対の各突条が基材の突設面から突出する突出量にほぼ等しいか又は突出量よりも長くすることがある。
前記一対の各切込部は、難燃シート素材において対向して設けられており、一対の切込部の対向方向に沿う離間距離は、一対の突条における対向面間の離間距離と略等しくすることがある。

一対の対向する各突条と該突条が突設される突設面とを有する基材を耐火被覆するように構成され、かつ、前記基材の突設面に対して対向して配置可能な本体部と該本体部に対して切込みを入れて形成される一対の切込部とを備える耐火被覆材の製造方法は、前記本体部が基材の突設面に配置される際に、一対の各切込部が前記一対の各突条の少なくとも先端を覆って各突条に挿嵌可能に構成されるように、難燃シート素材に対して切込を入れて一対の各切込部を形成する切込部形成ステップを含むものとすることがある。
一対の前記切込部の間の間隔は、一対の前記突条の間隔と同じかわずかに小さく設定することがある。
前記難燃シート素材は、前記切込部の深さ方向の厚さが前記突条の突出寸法よりも厚く形成されているとともに前記切込部の切込方向と直交する方向の幅寸法が前記突設部の幅よりも広く形成することがある。

本発明に係る耐火被覆構造は、対向する一対の突条が突設される突設部を有する基材に耐火性能を付与する耐火被覆構造であって、前記基材は、前記の耐火被覆材を含む複数の耐火被覆材により周囲が隙間なく被覆されており、隣接する前記耐火被覆材の間に掛け渡されて取り付けられた固定部材により前記耐火被覆材が固定されたものとすることがある。

本発明に係る耐火被覆材の製造方法は、対向する一対の突条が突設される突設部を有する基材に耐火性能を付与する耐火被覆材の製造方法であって、前記突設部の前記突条に沿う方向と直交する方向の幅に応じて前記突設部に対向配置する難燃シート素材を準備し、この難燃シート素材に対して前記突条に挿嵌可能となる所定の深さの切りこみを入れて一対の切込部を形成するステップを含む。

本発明は、上記のような構成を有することで、基材に対する耐火被覆材の取付作業を簡単かつ確実に行うことができるとともに所定の耐火性能を確実に確保することができる。

耐火被覆構造の一例を示した斜視図。 基材の一例であるＨ型鋼の断面図。 難燃シート素材の切り出しに関する斜視図。 耐火被覆材の斜視図。 Ｈ型鋼における左右の突設部を模式的に示した図。 耐火被覆構造を分解して示した斜視図。 かすがい金具の斜視図。 耐火被覆構造の他の例を示した斜視図。

以下、本発明に係る実施例について詳しく説明する。なお、以下に説明する実施例は、本発明を実施するにあたって好ましい具体例であるから、技術的に種々の限定がなされている。しかし、本発明は、以下の説明において特に本発明を限定する旨が明記されていない限り、これらの形態に限定されるものではない。

〔耐火被覆構造〕
図１は、耐火建築物の鉄骨柱部分であり、基材２（Ｈ形鋼）の外周面が耐火被覆材３，３で被覆されて耐火被覆構造１となっている。なお、説明の都合上、基材２の上部を露出してある。符号４はかすがい金具（図７）であり、基材２の左右両側に装着された耐火被覆材３，３を連結する固定部材である。

〔基材〕
基材２はこの実施例においてＨ形鋼であり、図２のように、断面において前後方向のウエブ５とその両端部で左右に張り出すフランジ６ａ，６ｂを有する。
なお、この明細書において、方向を示す「前後左右」および「上下（Ｈ形鋼２の長さ方向）」の文言は説明の都合上であって、実際では相対的なものである。
前記基材２は、前記のように前後方向のウエブ５の前後端部にフランジ６ａ，６ｂを有し、フランジ６ａ，６ｂが前記ウエブ５から両側に突出して突条７（７ａ，７ｂ）及び突条８（８ａ，８ｂ）が形成されている。

すなわち、ウエブ５の右側において、一対の各突条７ａ，７ｂが上下で対向して右方向に突出し、ウエブ５の左側において突条８ａ，８ｂが上下で対向して左方向に突出している。ウエブ５の右側面は突条７ａ，７ｂが突設された突設面９ａであり、ウエブ５の左側面は突条８ａ，８ｂが突設された突設面９ｂである。したがって、ウエブ５の右側に、突条７ａ．７ｂと突設面９ａとからなる突設部１０ａが、また、ウエブ５の左側に突条８ａ，８ｂと突設面９ｂとからなる突設部１０ｂが形成されている。
上下の突条７ａ，７ｂあるいは同８ａ，８ｂ間の寸法（間隔寸法）を〔ｈ〕、突条７，８の前記ウエブ５の面からの突出寸法を〔ｄ〕とする。基材２の長さは〔Ｌ１〕とする。

〔耐火被覆材〕
耐火被覆材３は、ロックウール等の所定の耐火性能を有する難燃材をフェルト状としたシート材等を素材（難燃シート素材１１と総称する）としたものである。例えば、図３のように、ロールＲに巻き取られた長尺のシート材から切り出して提供される。
耐火被覆材３は難燃シート素材１１の一面側に切込部１２を形成した構造である（図４）。難燃シート素材１１は、平面視において左右の縦辺と上下の横辺とからなる矩形であって、所定の厚さを有し、縦辺寸法を〔Ｌ２〕、横辺寸法を〔Ｗ〕および厚さ寸法が〔Ｄ〕である。なお、縦辺寸法〔Ｌ２〕は鉄骨の長さ（Ｌ１）に対する単位長さであり、単位長さの耐火被覆材３を複数個用いて、鉄骨の全長に達することができる。単位長さは適宜定めることができる。

前記切込部１２は、難燃シート素材１１の表面に回転カッターを当てるなどして、難燃シート素材１１の一面側で左右の縦辺に沿って、これらの縦辺から少なくとも寸法Δの間隔をあけて形成される。寸法Δは、当該耐火建築物において基準となる耐火認定厚さである。また、左右の切込部１２の間隔は、前記一対の各突条７間の間隔寸法ｈにほぼ等しくする。すなわち、図４において、Ｗ＝ｈ＋２Δである。

切込部１２は細い溝状であって、深さ寸法は〔ｄ〕と略等しいかこれよりも深い。ただし、難燃シート素材１１における残部〔Ｄ−ｄ〕すなわち、側部１４が前記寸法Δよりも大きなものとする。
寸法〔ｄ〕は前記突条７の突出寸法と同じである。また、切込部１２の両端は耐火被覆材３の上・下面に断面として表れている（切り抜かれている）。
切込部１２は前記のように回転カッターなどで細い溝状に形成されるのが好ましいが、カッターにより単に切込を入れておくだけのこともある。

このように、被覆する基材２の寸法に合わせて難燃シート素材１１の長さ及び幅を設定して切断し、基材２における突条７の位置と突出寸法に合わせて切込部１２の位置及び深さを設定すればよい。一対の切込部１２を設けることで難燃シート素材１１は切込部１２間の本体部１３とその外側の側部１４とに区画される。そして、本体部１３は前記基材２の突設面９ａに対向して配置可能であり、側部１４は突条７の外側面（フランジ６ａ，６ｂの外側面）に配置可能である。
以上、基材２右側の突設部１０ａについて説明したが、左側の突設部１０ｂの場合も同様である。また、基材２がＨ形鋼の場合、前記耐火被覆材３は同じ構成のものを用いることができる。

〔施工方法〕
前記の耐火被覆構造１は、次の工法で達成される。
（１）難燃シート素材１１の左右縦辺に沿って切込部１２を形成した耐火被覆材３を基材２（Ｈ形鋼）の左右両面分準備する。耐火被覆材３の横辺寸法〔Ｗ〕は〔Ｗ＞ｈ＋２Δ〕であり、厚さ寸法〔Ｄ〕は〔Ｄ＞ｄ＋Δ〕とする。
（２）基材２の片面側（例えば右側面）に対して耐火被覆材３を、その左右の切込部１２を突条７ａ，７ｂに対応させて配置し（図６）、突設面９ａに対して平行に押し込む。

すると、突条７ａ，７ｂが前記切込部１２に挿嵌される。そして、切込部１２の深さ寸法〔ｄ〕は前記突条７ａ，７ｂの突出寸法〔ｄ〕よりも大きくされているので、耐火被覆材３の前記本体部１３は突条７ａ，７ｂ間に入り込み、本体部１３によってウエブ５にとって右側の面である突設面９ａが被覆される。また、切込部１２よりも外側の側部１４（縦辺から幅寸法Δ）によって前記突条７ａ，７ｂの外面（フランジ６ａ，６ｂの右側外面）が被覆される。
基材２の他の面（左側面）についても同様であり、ウエブ５にとって左側の面である突設面９ｂと突条８ａ，８ｂの外面が被覆される。

以上により、基材２の外周囲が耐火被覆材３で被覆される。そして、耐火被覆材３による被覆厚さはウエブ５の面から外側へ寸法Δかそれ以上となり、同様に、フランジ６の外面から外側へも寸法Δかそれ以上の被覆厚さとなり、さらに、フランジ６の縦辺の左右端面から外側へも寸法Δかそれ以上となるので、耐火被覆構造１は、当該耐火建築物の耐火基準を満たすものとなる。

なお、基材２（Ｈ形鋼）の左右から前記のように耐火被覆材３が装着されたとき、突条７，８の外面側（フランジ６ａ，６ｂの外面側）では、左右の耐火被覆材３の側部１４が両側から近接するものの、寸法上ではウエブ５の肉厚に相当する分が不足し、フランジ６ａ，６ｂの外面に耐火被覆材３に被覆されない露出部分が現れることになる。しかし、実際には切込部１２の深さ寸法〔ｄ〕を突条７，８の突出寸法〔ｄ〕よりも大きくし、ウエブ５の面である突設面９ａ，９ｂに対する耐火被覆材３の本体部１３を多少圧縮する取付け方をすることで、この露出部分を解消できる。あるいは、耐火被覆材３の前記側部１４を引き延ばして引き寄せることによっても解消することができる。
耐火被覆材３を片側５ｍｍ程度引き延ばしても耐火性能に格別な影響はない。
このように、前記の寸法関係は難燃シート素材１１からなる耐火被覆材３を扱う場合には厳密なものではない。

さらに、図１の実施例では、固定部材（かすがい金具４）を用いている。
固定部材を取り付けることで、地震や火災時の過激な環境変化で耐火被覆材３が垂れ下がってしまったり、基材２から脱落したりすることが防止される。
かすがい金具４（図７）は、両端部がコ字状に折り曲げられた金具であり、両端部の間隔を拡げるように撓ませて２つの耐火被覆材の境界部分を横切るように掛け渡し、両端部を耐火被覆材３刺し込むように取り付ける。基材２を中にした左右両側の耐火被覆材３，３は、かすがい金具４によって筒状に連結されるので、垂れ下がったり、脱落してしまったりすることが防止される。上下に位置する耐火被覆材３，３間で使用されることもある。

以上の構造であり、基材２に対して耐火被覆材３は、切込部１２に突条７（８）を挿嵌して装着し、突条７，８の周囲に耐火被覆材３が密着した状態となるので、基材２に対する耐火被覆材３の取付け状態が安定し、耐火被覆材３が基材２からずれたり、外れてしまったりすることなく確実に取り付けることができる。

また、複数の耐火被覆材３を切込部１２を基材２の突設部１０ａ，１０ｂに合せて押し込むだけで取り付けることができ、しかも、押し込むだけでほとんど安定するので、従来のように耐火被覆材３を基材２の周囲に巻き付ける等の作業が不要となり、取付作業を簡単に行える。基材２の突設部１０ａ，１０ｂに対応した耐火被覆材３を簡単に製造することができる。
切込み部１２の深さ寸法〔ｄ〕を突条７（８）の突出部全部を呑み込む大きさにすると耐火被覆材３の取付けが安定する。

〔他の例〕
基材２に対する耐火被覆材３の取付け状態は、これら突条７、突条８の少なくとも先端を覆うように挿嵌されるものであればよい。
切込部１２の深さ寸法〔ｄ〕が突条７（８）の突出寸法よりも小さい場合、耐火被覆材３により基材２の対向した一対の各突条７ａ，７ｂ間は本体部１３によって被覆されても、側部１４は突条７ａ，７ｂの突出寸法に対して寸足らずで突条７ａ，７ｂの外面側に露出部が生じる。このような場合は、左右の突設部１０ａ，１０ｂにそれぞれ耐火被覆材３を装着した後、前記突条７，８の外面における側部１４間に別途帯状の補間難燃シート素材１５を装着し、固定部材で固定する（図８）。

以上、実施例の基材２はＨ形鋼であったが、この発明は、一対の突条７（あるいは突条８）を突設面９から同じ側に突出させているＩ型鋼、溝型鋼にも適用できる。さらに、一般に縦方向のウエブ５に対して直交して突出する突条７を有する基材２に適用できる。

また、耐火被覆材３は、切込部１２の間の部分を薄く、断面がコ字状となるようなものとすることもできる。要は、切込部１２に突条７，８が被覆されて取り付けることができれば、被覆する基材の形状に合わせて耐火認定厚さ以上の厚さで被覆されるように耐火被覆材３の形状を適宜変更すればよい。
なお、固定部材としては、隣接する耐火被覆材３の間を掛け渡すように取り付けて固定するものであればよく、例えば、ステープルといった部材間に打ち込んで部材同士を固定する部材や取り付けられた複数の耐火被覆材３の全周に巻き付ける金属帯のような固定部材を挙げられる。

１ 耐火被覆構造
２ 基材
３ 耐火被覆材
４ かすがい金具
５ ウエブ
６ａ，６ｂ フランジ
７，７ａ，７ｂ 突条（右側）
８，８ａ，８ｂ 突条（左側）
９ａ，９ｂ 突設面
１０，１０ａ，１０ｂ 突設部
１１ 難燃シート素材
１２ 切込部
１３ 本体部
１４ 側部
１５ 補間難燃シート素材

ｄ 突条の突出寸法、切込部の深さ寸法
ｈ 一対の突条の間隔寸法
Ｌ１ 基材の長さ
Ｌ２ 単位耐火被覆材の長さ
Ｗ 耐火被覆材の幅
Ｄ 耐火被覆材の厚さ
Δ 当該耐火建築物において基準となる耐火認定厚さの寸法

Claims (6)

1. 一対の対向する突条と該突条が突設される突設面とを有する基材を耐火被覆するための耐火被覆材であって、
   難燃シート素材に前記突条を受け入れる一対の切込部が形成され、切込部間の本体部とその外側の側部が形成されており、
   本体部は前記基材の突設面に対向して配置可能であり、
   前記一対の各切込部は、前記本体部が基材の突設面に配置される際に、前記一対の各突条の少なくとも先端を覆うように各突条に挿嵌可能に構成されていることを特徴とする耐火被覆材。
2. 前記一対の各切込部は、本体部の表面から内部に至る所定長に亘って形成されており、前記所定長は、前記一対の各突条が基材の突設面から突出する突出量にほぼ等しいか又は突出量よりも長いことを特徴とする請求項１に記載の耐火被覆材。
3. 前記一対の切込部は、難燃シート素材において対向して設けられており、一対の切込部の対向方向に沿う離間距離は、一対の突条における対向面間の離間距離と略等しいことを特徴とする請求項１又は２に記載の耐火被覆材。
4. 対向する一対の突条が突設される突設部を有する基材に耐火性能を付与する耐火被覆構造であって、
   前記基材は、請求項１から３のいずれかに記載の耐火被覆材またはこれを含む複数の耐火被覆材により被覆されていることを特徴とした耐火被覆構造。
5. 固定部材により前記耐火被覆材が固定されていることを特徴とする請求項４に記載の耐火被覆構造。
6. 一対の対向する突条と該突条が突設される突設面とを有する基材を耐火被覆するように構成され、かつ、前記基材の突設面に対して対向して配置可能な本体部と該本体部に対して切込みを入れて形成される一対の切込部とを備える耐火被覆材の製造方法であって、
   前記本体部が基材の突設面に配置される際に、一対の各切込部が前記一対の各突条の少なくとも先端を覆うように各突条に挿嵌可能に構成されるように、難燃シート素材に対して切込を入れて一対の各切込部を形成する切込部形成ステップを含むことを特徴とする耐火被覆材の製造方法。

Images