JP6960724B2 - Refractory wood material - Google Patents
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Description
本発明は、柱などの建築構造部材として使用するのに好適な耐火木質部材に関するものである。 The present invention relates to a refractory wood member suitable for use as a building structural member such as a pillar.
一般的に、従来の耐火木質部材の断面形状は矩形のため、直角の隅部が加熱された時の熱的影響が最も大きくなる。そのため、従来の耐火木質部材では、隅部の耐火性能を確保するために様々な工夫を施している(例えば、特許文献1〜4を参照)。
Generally, since the cross-sectional shape of the conventional refractory wood member is rectangular, the thermal effect when the right-angled corners are heated is the largest. Therefore, in the conventional refractory wood member, various measures are taken to ensure the fire resistance performance of the corners (see, for example,
図5(1)〜(3)は、従来の耐火木質部材の断面例を示したものである。図5(1)の構造は、上記の特許文献1に示されたものであり、木材からなる荷重支持部1と、荷重支持部1よりも外側にて外部に露出する外周部2と、荷重支持部1よりも外側の隅角部にて、外部に露出しない位置に配置された補強部材3とを備えたものである。補強部材3は、外周部2の部材より炭化後の密度が高い部材などにより構成される。また、図5(2)の構造は、荷重支持部1とモルタル部4と燃え止まり層5と燃え代層6とを備えたものである。また、図5(3)の構造は、上記の特許文献3に対応するものであり、荷重支持部1と第2燃え止まり層7と第1燃え止まり層8とを備えたものである。
FIGS. 5 (1) to 5 (3) show cross-sectional examples of conventional refractory wood members. The structure of FIG. 5 (1) is shown in the above-mentioned
しかしながら、上記の従来の構造では、隅部の耐火性能を高めるために当該部分に耐火性能が高い材料を特別に使ったり、隅部に必要な耐火被覆の厚みで部材全体を覆ってしまうことで被覆層(図5の符号9で示される部分)が厚くなったりしていた。そのため、耐火木質部材の製造方法が複雑になったり、被覆層が厚くなることで、コストが上がり、部材断面も大きくなるといった問題があった。 However, in the above-mentioned conventional structure, in order to improve the fire-resistant performance of the corner, a material having high fire-resistant performance is specially used for the portion, or the entire member is covered with the thickness of the fire-resistant coating required for the corner. The coating layer (the portion indicated by reference numeral 9 in FIG. 5) was thickened. Therefore, there are problems that the manufacturing method of the refractory wood member becomes complicated and the coating layer becomes thick, so that the cost increases and the cross section of the member also becomes large.
このため、従来と同等の構造性能でありながら、部材断面のスリム化を図ることのできる耐火木質部材の開発が求められていた。 Therefore, there has been a demand for the development of a refractory wood member capable of slimming the cross section of the member while having the same structural performance as the conventional one.
本発明は、上記に鑑みてなされたものであって、部材断面のスリム化を図ることのできる耐火木質部材を提供することを目的とする。 The present invention has been made in view of the above, and an object of the present invention is to provide a refractory wood member capable of slimming the cross section of the member.
上記した課題を解決し、目的を達成するために、本発明に係る耐火木質部材は、耐火性を有する木質部材であって、荷重を支持する木質材料からなる芯材の断面形状が、少なくとも五角以上の多角形状であり、この多角形状の全ての断面角部の角度が鈍角であることを特徴とする。 In order to solve the above-mentioned problems and achieve the object, the fire-resistant wood member according to the present invention is a wood member having fire resistance, and the cross-sectional shape of the core material made of the wood material that supports the load is at least pentagonal. The above-mentioned polygonal shape is characterized in that the angles of all the cross-sectional corner portions of the polygonal shape are obtuse angles.
また、本発明に係る他の耐火木質部材は、上述した発明において、芯材の外側に設けられる燃え止まり層または仕上げ材をさらに備えることを特徴とする。 Further, the other refractory wood member according to the present invention is characterized in that, in the above-mentioned invention, it further includes a burn-off layer or a finishing material provided on the outside of the core material.
また、本発明に係る他の耐火木質部材は、上述した発明において、芯材の外側に設けられる燃え止まり層と、この燃え止まり層の外側に設けられる仕上げ材をさらに備えることを特徴とする。 Further, another refractory wood member according to the present invention is characterized in that, in the above-described invention, it further includes a burn-stop layer provided on the outside of the core material and a finishing material provided on the outside of the burn-stop layer.
また、本発明に係る他の耐火木質部材は、上述した発明において、芯材の外側に設けられる燃え止まり層または仕上げ材の芯材を含めた全体の断面形状が円形状、楕円形状、長円形状、卵形状または芯材の断面形状と相似した多角形状であることを特徴とする。 Further, in the other fire-resistant wood member according to the present invention, in the above-mentioned invention, the entire cross-sectional shape including the burn-off layer provided on the outside of the core material or the core material of the finishing material has a circular shape, an elliptical shape, or an oval shape. It is characterized by having a polygonal shape similar to the shape, oval shape, or cross-sectional shape of the core material.
また、本発明に係る他の耐火木質部材は、耐火性を有する木質部材であって、荷重を支持する木質材料からなる芯材の断面形状が円形状であることを特徴とする。 Further, the other refractory wood member according to the present invention is a wood member having fire resistance, and is characterized in that the cross-sectional shape of a core material made of a wood material that supports a load is circular.
本発明に係る耐火木質部材によれば、耐火性を有する木質部材であって、荷重を支持する木質材料からなる芯材の断面形状が、少なくとも五角以上の多角形状であり、この多角形状の全ての断面角部の角度が鈍角であるので、耐火性能を確保する上で弱点となる芯材の断面角部の角度が従来の矩形(断面角部の角度が直角)の場合に比べて緩やかであることから、二面加熱の影響を受けづらくなる。このため、本発明によれば、芯材の断面形状が矩形の場合よりも角部の耐火性能を著しく向上することができる。したがって、部材を細くしても従来と同等以上の構造性能を確保でき、部材断面のスリム化と低コスト化を図ることができるという効果を奏する。また、この耐火木質部材を室内の柱等に用いることで、室内空間の開放性が高まり、室内を有効活用することが可能となる。 According to the fire-resistant wood member according to the present invention, the cross-sectional shape of the core material, which is a wood member having fire resistance and is made of a wood material that supports a load, is a polygonal shape of at least five angles or more, and all of the polygonal shapes. Since the angle of the cross-sectional corner is obtuse, the angle of the cross-sectional corner of the core material, which is a weak point in ensuring fire resistance, is gentler than that of the conventional rectangle (the angle of the cross-sectional corner is a right angle). Because of this, it is less susceptible to the effects of two-sided heating. Therefore, according to the present invention, the fire resistance performance of the corner portion can be remarkably improved as compared with the case where the cross-sectional shape of the core material is rectangular. Therefore, even if the member is made thinner, the structural performance equal to or higher than that of the conventional one can be ensured, and the cross section of the member can be slimmed down and the cost can be reduced. Further, by using this refractory wood member for a pillar or the like in the room, the openness of the room space is enhanced, and the room can be effectively utilized.
また、本発明に係る他の耐火木質部材によれば、芯材の外側に設けられる燃え止まり層または仕上げ材をさらに備えるので、燃え止まり層によって、火災による芯材への熱の伝達を抑制し、芯材の炭化や燃焼を防ぐことができるという効果を奏する。また、仕上げ材によって、芯材の外側に木質感を付与することができるという効果を奏する。 Further, according to the other fire-resistant wood member according to the present invention, since the burn-stop layer or the finishing material provided on the outside of the core material is further provided, the heat transfer to the core material due to the fire is suppressed by the burn-stop layer. , It has the effect of preventing carbonization and combustion of the core material. In addition, the finishing material has the effect of giving a wood texture to the outside of the core material.
また、本発明に係る他の耐火木質部材によれば、芯材の外側に設けられる燃え止まり層と、この燃え止まり層の外側に設けられる仕上げ材をさらに備えるので、燃え止まり層によって、火災による芯材への熱の伝達を抑制し、芯材の炭化や燃焼を防ぐとともに、仕上げ材によって、芯材の外側に木質感を付与することができるという効果を奏する。 Further, according to the other fire-resistant wood member according to the present invention, a burn-stop layer provided on the outside of the core material and a finishing material provided on the outside of the burn-stop layer are further provided. It suppresses the transfer of heat to the core material, prevents carbonization and combustion of the core material, and has the effect of giving a wood texture to the outside of the core material by the finishing material.
また、本発明に係る他の耐火木質部材によれば、芯材の外側に設けられる燃え止まり層または仕上げ材の芯材を含めた全体の断面形状が円形状、楕円形状、長円形状、卵形状または芯材の断面形状と相似した多角形状であるので、芯材の断面形状が矩形の場合よりも角部の耐火性能を著しく向上することができ、デザインの自由度を向上することができるという効果を奏する。 Further, according to the other fire-resistant wood member according to the present invention, the entire cross-sectional shape including the burn-off layer provided on the outside of the core material or the core material of the finishing material has a circular shape, an elliptical shape, an oval shape, and an egg. Since the shape is a polygonal shape similar to the cross-sectional shape of the core material, the fire resistance performance of the corners can be remarkably improved as compared with the case where the cross-sectional shape of the core material is rectangular, and the degree of freedom in design can be improved. It plays the effect.
また、本発明に係る他の耐火木質部材によれば、耐火性を有する木質部材であって、荷重を支持する木質材料からなる芯材の断面形状が円形状であるので、芯材の断面形状が矩形の場合よりも耐火性能を著しく向上することができる。したがって、部材を細くしても従来と同等以上の構造性能を確保でき、部材断面のスリム化と低コスト化を図ることができるという効果を奏する。また、この耐火木質部材を室内の柱等に用いることで、室内空間の開放性が高まり、室内を有効活用することが可能となる。 Further, according to the other refractory wood member according to the present invention, since the cross-sectional shape of the core material which is a fire-resistant wood member and is made of a wood material that supports a load is circular, the cross-sectional shape of the core material is circular. The fire resistance can be significantly improved as compared with the case where is rectangular. Therefore, even if the member is made thinner, the structural performance equal to or higher than that of the conventional one can be ensured, and the cross section of the member can be slimmed down and the cost can be reduced. Further, by using this refractory wood member for a pillar or the like in the room, the openness of the room space is enhanced, and the room can be effectively utilized.
以下に、本発明に係る耐火木質部材の実施の形態を図面に基づいて詳細に説明する。なお、この実施の形態によりこの発明が限定されるものではない。 Hereinafter, embodiments of the refractory wood member according to the present invention will be described in detail with reference to the drawings. The present invention is not limited to this embodiment.
(実施の形態1)
まず、本発明の実施の形態1について説明する。
図1に示すように、本実施の形態1に係る耐火木質部材100は、芯材10と、芯材10の外側に設けられる燃え止まり層12と、燃え止まり層12の外側に設けられる仕上げ材14とを備える。
(Embodiment 1)
First,
As shown in FIG. 1, the
本実施の形態では、芯材10の断面形状が正八角形状(五角以上の多角形状)となっており、それぞれの断面角部16の内角θ(角度)は135°(鈍角)である。また、芯材10と燃え止まり層12を含めた断面形状も同心状の正八角形状となっており、さらに仕上げ材14を含めた耐火木質部材100全体の断面形状も正八角形状となっている。
In the present embodiment, the cross-sectional shape of the
このように、本実施の形態では、耐火木質部材100の断面角部16における熱的影響を低減するために、芯材10の断面形状を八角形状にしている。なお、芯材10の断面形状は八角形状に限るものではなく、これ以外の五角形以上の多角形状や円形状でもよいが、八角形状が製作容易であることから好ましい。ここで、五角形以上の多角形状とは、多角形状の角部の内角θが全て鈍角である五角形以上の多角形状をいい、例えば、五角形状、六角形状、七角形状、八角形状、九角形状、十角形状などのN角形状(ただし、Nは5以上の整数を表す漢数字。以下同じ。)や、正五角形状、正六角形状、正七角形状、正八角形状、正九角形状、正十角形状などの正N角形状を例示することができる。
As described above, in the present embodiment, the cross-sectional shape of the
本実施の形態のように芯材10の断面形状が八角形状の場合、矩形断面の部材の1角を切断し、この部材を4つ集成することで製作可能であることから製作容易である。また、芯材10と燃え止まり層12を含めた断面形状、仕上げ材14を含めた全体の断面形状についても八角形状に限るものではなく、これ以外の多角形状や円形状、楕円形状、長円形状、卵形状であっても構わない。なお、全体の断面形状が楕円形状、長円形状、卵形状の場合には、芯材10の断面形状を、対向する1組の辺が長い多角形状になるように形成してもよい。また、断面角部16に特別な耐火的措置や被覆材を適用して、断面全体を厚くしないようにすることが望ましい。
When the cross-sectional shape of the
芯材10は、荷重を支持する集成材(木質材料)からなる。芯材10としては、例えばスギやカラマツ等からなる一般的な集成材を用いて構成することができる。芯材10の太さ(対辺の距離)は用途に応じて適宜調整可能であるが、例えば450mm程度とすることができる。
The
燃え止まり層12は、耐火性を有する被覆層であり、例えば吸熱性および断熱性を有する無機質材料や、燃えにくい不燃性の材料、あるいは、熱を受けると発泡して著しく厚みを増し、断熱性を発現する耐火シートや耐火フィルムなどの材料により構成することができる。この燃え止まり層12は火災時において、隣接する内側の芯材10への熱の伝達を防止し、芯材10を炭化や燃焼させない機能を持っており、芯材10への熱伝導を抑制する作用を発揮する。燃え止まり層12を無機質材料で構成する場合には、例えば強化石膏ボード、石膏ボード、ケイカル板(ケイ酸カルシウム板)等のボード状の材料を用いることができる。また、その厚さは、用途に応じて適宜調整可能である。厚くすると、熱伝導を抑制する効果は向上する。これらのボードは、重ねて所定の厚さにしてもよい。ここで、強化石膏ボード、石膏ボード、ケイカル板(ケイ酸カルシウム板)等の材料は、極めて安価に入手できるとともに、高い断熱性と吸熱性とを有することから、燃え止まり層12として好適である。また、燃え止まり層12を不燃性の材料により構成する場合には、例えば木材にホウ酸等の薬剤を含浸させて不燃処理した不燃木材を用いることができる。燃え止まり層12の厚さは用途に応じて適宜調整可能であるが、例えば15mm〜45mm程度とするのが好ましく、30mm程度とするのがより好ましい。また、燃え止まり層12を上記の耐火シートや耐火フィルムなどの材料で構成する場合には、その厚さは用途に応じて適宜調整可能であるが、例えば、1mm〜12mm程度とするのが好ましく、1.5mm〜6mm程度とするのがより好ましい。
The
仕上げ材14は、木材からなり、燃え止まり層12の外側に木質感を付与するために設けられる。したがって、耐火木質部材100の外表面は、この仕上げ材14によって木質感や木目調の外観を呈している。仕上げ材14は、木材や化粧用集成材等の木質材料であることがコスト節減のため望ましいが、クロス材等の建築用仕上げ材を用いてもよい。仕上げ材14の厚さは、例えば3mm〜30mm程度とすることが好ましいが、もちろん、これよりも薄くして、燃え代としてほとんど機能しないように構成しても構わない。
The finishing
以上のように構成した耐火木質部材100によれば、耐火性能を確保する上で弱点となる芯材10の断面角部16の内角θが全て鈍角であり、従来の矩形(断面角部の内角が直角)の場合に比べて緩やかであることから、二面加熱の影響を受けづらくなる。このため、本実施の形態によれば、芯材10の断面形状が矩形の場合よりも角部の耐火性能を著しく向上することができる。したがって、部材を細くしても従来と同等以上の構造性能を確保でき、部材断面のスリム化と低コスト化を図ることができる。また、この耐火木質部材100を室内の柱等に用いることで、室内空間の開放性が高まり、室内を有効活用することが可能となる。
According to the fire-
また、仕上げ材14の芯材10を含めた耐火木質部材100全体の断面形状を円形状または芯材10の断面形状と相似した五角形以上の多角形状とすることにより、芯材10の断面形状が矩形の場合よりも断面角部16の耐火性能を著しく向上することができ、デザインの自由度を向上することができる。
Further, by making the cross-sectional shape of the entire fire-
(実施の形態2)
次に、本発明の実施の形態2について説明する。
図2に示すように、本実施の形態2に係る耐火木質部材200は、芯材10と、芯材10の外側に設けられる第2燃え止まり層12Bと、第2燃え止まり層12Bの外側に設けられる第1燃え止まり層12Aと、第1燃え止まり層12Aの外側に設けられる仕上げ材14とを備える。
(Embodiment 2)
Next,
As shown in FIG. 2, the
本実施の形態においても、上記の実施の形態1と同様に芯材10の断面形状が正八角形状となっており、断面角部16の内角θ(角度)は135°(鈍角)である。また、芯材10と第2燃え止まり層12B、第1燃え止まり層12Aを含めた断面形状も同心状の正八角形状、さらに仕上げ材14を含めた耐火木質部材200全体の断面形状も正八角形状となっている。
Also in the present embodiment, the cross-sectional shape of the
芯材10、仕上げ材14は、上記の実施の形態1で説明したものと同様であるので詳細な説明は省略する。また、第1燃え止まり層12Aおよび第2燃え止まり層12Bは、上記の実施の形態1で説明した燃え止まり層12に相当するものである。
Since the
ここで、第1燃え止まり層12Aと第2燃え止まり層12Bはそれぞれ同じ幅の平板状の層として構成されており、第1燃え止まり層12Aと第2燃え止まり層12Bの隣り合う2辺は、断面角部16に設けた圧縮木材18(ビスケット)を介して接着剤で接合されている。なお、このような構成に加え、仕上げ材14から芯材10にタッカー釘を打ち込んだ構成としてもよい。
Here, the first
第2燃え止まり層12Bは、吸熱性および断熱性を有する無機質材料を用いて構成することができる。この第2燃え止まり層12Bは、火災時においては、外側の第1燃え止まり層12Aが火災によりその機能を失った後であっても、隣接する内側の芯材10への熱の伝達を防止し、芯材10を炭化や燃焼させない機能を持っており、芯材10への熱伝導を抑制する作用を発揮する。第2燃え止まり層12Bをなす無機質材料としては、強化石膏ボード、石膏ボード、ケイカル板(ケイ酸カルシウム板)等のボード状の材料を用いることができる。また、その厚さは、用途に応じて適宜調整可能である。厚くすると、熱伝導を抑制する効果は向上する。これらのボードは、重ねて所定の厚さにしてもよい。ここで、強化石膏ボード、石膏ボード、ケイカル板(ケイ酸カルシウム板)等の材料は、極めて安価に入手できるとともに、高い断熱性と吸熱性とを有することから、第2燃え止まり層12Bとして好適である。
The second burn-
第1燃え止まり層12Aは、耐火性を有する被覆層であり、第2燃え止まり層12Bの外側に設けられるものである。この第1燃え止まり層12Aは、火災時においては、その断熱性により隣接する内側の第2燃え止まり層12Bへの燃焼の進行を遅らせる機能を持ち、第2燃え止まり層12Bへの熱伝導を抑制する作用を発揮する。この第1燃え止まり層12Aとしては、燃えにくい不燃性の材料、例えば木材にホウ酸等の薬剤を含浸させて不燃処理した不燃木材を用いることができる。また、第1燃え止まり層12Aの厚さは用途に応じて適宜調整可能であるが、例えば15mm〜45mm程度とするのが好ましく、30mm程度とするのがより好ましい。
The first burn-
以上のように構成した耐火木質部材200によれば、上記の実施の形態1と同様に、耐火性能を確保する上で弱点となる芯材10の断面角部16の内角θが従来の矩形の場合に比べて緩やかで二面加熱の影響を受けづらくなるので、芯材10の断面形状が矩形の場合よりも角部の耐火性能を著しく向上することができる。したがって、部材を細くしても従来と同等以上の構造性能を確保でき、部材断面のスリム化と低コスト化を図ることができる。
According to the fire-
本実施の形態においては、第2燃え止まり層12Bが吸熱性および断熱性を有する無機質材料により構成され、第1燃え止まり層12Aが不燃性の材料により構成される場合を例にとり説明したが、材料の構成を逆にしてもよい。また、第2燃え止まり層12B、第1燃え止まり層12Aのいずれか一方を、熱を受けると発泡して著しく厚みを増し、断熱性を発現する耐火シートや耐火フィルムなどの材料を用いて構成してもよい。
In the present embodiment, the case where the second burn-
また、本実施の形態においては、燃え止まり層が作用、機能の異なる第1燃え止まり層12Aと第2燃え止まり層12Bの2層により構成される場合について説明したが、本発明はこれに限るものではなく、作用、機能の異なる3層以上の燃え止まり層の構成であってもよい。このようにしても、上記と同様の作用効果を奏することが可能である。
Further, in the present embodiment, the case where the burn-stop layer is composed of two layers, the first burn-
(実施の形態3)
次に、本発明の実施の形態3について説明する。
図3に示すように、本実施の形態3に係る耐火木質部材300は、芯材10と、芯材10の外側に設けられる第2燃え止まり層12Bと、第2燃え止まり層12Bの外側に設けられる第1燃え止まり層12Aと、第1燃え止まり層12Aの外側に設けられる仕上げ材14とを備える。
(Embodiment 3)
Next,
As shown in FIG. 3, the
本実施の形態においても、上記の実施の形態1と同様に芯材10の断面形状が正八角形状となっており、それぞれの断面角部16の内角θ(角度)は135°(鈍角)である。また、芯材10と第2燃え止まり層12B、さらに第1燃え止まり層12Aを含めた断面形状も同心状の正八角形状となっている。ただし、仕上げ材14を含めた耐火木質部材300全体の断面形状は同心状の円形状となっており、この点が上記の実施の形態1、2とは異なっている。本実施の形態によれば、耐火木質部材300全体の断面形状を円形状にでき、部材デザインのバリエーションが広がる。なお、耐火木質部材300全体の断面形状は円形状に限るものではなく、楕円形状、長円形状、卵形状であってもよい。
Also in the present embodiment, the cross-sectional shape of the
また、本実施の形態においては、仕上げ材14の表面の一部に凹部20を設け、この凹部20から芯材10に向けてビス24を打ち込み、その上から凹部20に埋木22を埋め込むことによってビス24の頭部を被覆した構成を採用している。また、第2燃え止まり層12B、第1燃え止まり層12Aの端部にテーパー部を設け、それぞれをこのテーパー部を介して互いに組み込むように接合している。なお、断面形状が正多角形の場合には、第2燃え止まり層12B、第1燃え止まり層12Aを同一形状寸法にすると製作が簡単になるというメリットがある。
Further, in the present embodiment, a
ここで、隣り合う第2燃え止まり層12B、第1燃え止まり層12Aの間には、テーパー部の接合によって通常の場合(芯材10の外表面に垂直な方向の目地)よりも目地深さの深い斜め状の目地(芯材10の外表面に直交しない斜め方向の目地)が形成される。目地の遮熱性能は、一般に目地深さが深いほど目地を通じての熱貫入距離が長くなることから遮熱効果は大きくなる。このため、図3に示すような目地の構造では、目地を通じての内部の芯材10の温度上昇を遅延する効果が高くなるというメリットがある。
Here, the joint depth between the adjacent
芯材10、第1燃え止まり層12Aおよび第2燃え止まり層12B、仕上げ材14は上記の実施の形態1、2と同様であるので、これらの詳細な説明は省略する。
Since the
以上のように構成した耐火木質部材300によれば、上記の実施の形態1、2と同様に、耐火性能を確保する上で弱点となる芯材10の断面角部16の内角θが従来の矩形の場合に比べて緩やかで二面加熱の影響を受けづらくなるので、芯材10の断面形状が矩形の場合よりも角部の耐火性能を著しく向上することができる。したがって、部材を細くしても従来と同等以上の構造性能を確保でき、部材断面のスリム化と低コスト化を図ることができる。
According to the fire-
(変形例)
上記の実施の形態1〜3においては、芯材10の断面形状が多角形状(正八角形状)である場合を例にとり説明したが、本発明はこれに限るものではなく、円形状であってもよい。芯材10の断面形状が円形状ならば、耐火性能を確保する上で弱点となる芯材10の断面角部16自体がないので、断面形状が矩形状や多角形状の場合よりも耐火性能をさらに向上することができる。これにより、上記の実施の形態1〜3と同等以上の作用効果を奏することが可能となる。
(Modification example)
In the above-described first to third embodiments, the case where the cross-sectional shape of the
この場合、上記の実施の形態1〜3と同様に、芯材10の外側に燃え止まり層や仕上げ材をさらに備えてもよく、芯材10を含めた耐火木質部材全体の断面形状が円形状、楕円形状、長円形状、卵形状または多角形状であるようにしてもよい。こうすることで、デザインの自由度を向上することができる。
In this case, similarly to the above-described first to third embodiments, a burn-stop layer and a finishing material may be further provided on the outside of the
(本発明の作用効果の検証)
次に、本発明の作用効果の検証について説明する。
本発明者は、有限要素法による2次元熱伝導解析を行って、本発明の作用効果について調べた。解析ケースは、芯材の断面形状が正四角形である場合(比較例に相当)、正六角形、正八角形、正十角形である場合(以上、本発明の実施例に相当)の計4ケースとした。各ケースにおいては、芯材表面の被覆層厚さを30mmとし、被覆層や芯材の水分は無いものとし、被覆層や芯材は燃焼しないものとして解析した。加熱温度はISO834の標準加熱温度曲線に準じて与えた。また、メッシュ分割については、全て三角メッシュ、最少寸法を1mm(辺)程度とした。
(Verification of Action and Effect of the Present Invention)
Next, verification of the action and effect of the present invention will be described.
The present inventor conducted a two-dimensional heat conduction analysis by the finite element method to investigate the action and effect of the present invention. The analysis cases include a total of four cases when the cross-sectional shape of the core material is a regular quadrangle (corresponding to a comparative example), a regular hexagon, a regular octagon, and a regular decagon (the above are equivalent to the embodiments of the present invention). bottom. In each case, the thickness of the coating layer on the surface of the core material was set to 30 mm, the coating layer and the core material were assumed to have no moisture, and the coating layer and the core material were analyzed as not burning. The heating temperature was given according to the standard heating temperature curve of ISO834. Regarding mesh division, all were triangular meshes, and the minimum dimension was about 1 mm (side).
本解析により得られた芯材の隅角部(断面角部)の表面温度の経時変化を図4に示す。この図に示すように、加熱時間に関わらず、本実施例に相当する正六角形、正八角形、正十角形の隅角部表面温度は、正四角形に比べて低くなることがわかる。例えば、加熱時間60分では、正四角形の場合の隅角部表面温度は650℃程度であるのに対し、正六角形、正八角形、正十角形の場合はそれぞれ580℃、580℃、560℃程度であり、いずれも正四角形の場合と隔たりがあり、同程度に低い。これは、正六角形、正八角形、正十角形の場合は隅角部が鈍角で(それぞれ120°、135°、144°)、正四角形(90°)の場合に比べて緩やかであることから、二面加熱の影響を受けづらくなり、温度上昇が抑制される結果、隅角部表面温度が正四角形よりも低くなるものと考えられる。このため、本発明によれば、芯材の断面形状が正四角形の場合よりも角部の耐火性能を著しく向上することができる。なお、本検証では正六角形、正八角形、正十角形を例にとり説明したが、これ以外の正多角形(例えば正五角形、正七角形、正九角形、正十一角形など)の場合についても同様の結果になると考えられる。 FIG. 4 shows the time course of the surface temperature of the corners (cross-sectional corners) of the core material obtained by this analysis. As shown in this figure, it can be seen that the surface temperature of the corners of the regular hexagon, the regular octagon, and the regular decagon corresponding to the present embodiment is lower than that of the regular quadrangle regardless of the heating time. For example, when the heating time is 60 minutes, the surface temperature of the corners of a regular quadrangle is about 650 ° C, whereas that of a regular hexagon, a regular octagon, and a regular decagon is about 580 ° C, 580 ° C, and 560 ° C, respectively. In each case, there is a gap from the case of a regular quadrangle, and it is as low as that. This is because the corners of the regular hexagon, regular octagon, and regular decagon are obtuse (120 °, 135 °, 144 °, respectively), which is gentler than that of the regular quadrangle (90 °). It is considered that the surface temperature of the corner portion becomes lower than that of the regular quadrangle as a result of being less affected by the two-sided heating and suppressing the temperature rise. Therefore, according to the present invention, the fire resistance performance of the corner portion can be remarkably improved as compared with the case where the cross-sectional shape of the core material is a regular quadrangle. In this verification, regular hexagons, regular octagons, and regular decagons were taken as examples, but the same applies to other regular polygons (for example, regular pentagons, regular heptagons, regular nonagons, regular decagons, etc.). It is thought that the result will be.
以上説明したように、本発明に係る耐火木質部材によれば、耐火性を有する木質部材であって、荷重を支持する木質材料からなる芯材の断面形状が、少なくとも五角以上の多角形状であり、この多角形状の全ての断面角部の角度が鈍角であるので、耐火性能を確保する上で弱点となる芯材の断面角部の角度が従来の矩形(断面角部の角度が直角)の場合に比べて緩やかであることから、二面加熱の影響を受けづらくなる。このため、本発明によれば、芯材の断面形状が矩形の場合よりも角部の耐火性能を著しく向上することができる。したがって、部材を細くしても従来と同等以上の構造性能を確保でき、部材断面のスリム化と低コスト化を図ることができる。また、この耐火木質部材を室内の柱等に用いることで、室内空間の開放性が高まり、室内を有効活用することが可能となる。 As described above, according to the fire-resistant wood member according to the present invention, the cross-sectional shape of the core material, which is a fire-resistant wood member and is made of a wood material that supports a load, is a polygonal shape of at least five angles or more. Since the angles of all the cross-sectional corners of this polygonal shape are obtuse, the angle of the cross-sectional corners of the core material, which is a weak point in ensuring fire resistance, is a conventional rectangle (the angle of the cross-sectional corners is a right angle). Since it is gentler than the case, it is less likely to be affected by two-sided heating. Therefore, according to the present invention, the fire resistance performance of the corner portion can be remarkably improved as compared with the case where the cross-sectional shape of the core material is rectangular. Therefore, even if the member is made thinner, the structural performance equal to or higher than that of the conventional one can be ensured, and the cross section of the member can be slimmed down and the cost can be reduced. Further, by using this refractory wood member for a pillar or the like in the room, the openness of the room space is enhanced, and the room can be effectively utilized.
また、本発明に係る他の耐火木質部材によれば、芯材の外側に設けられる燃え止まり層または仕上げ材をさらに備えるので、燃え止まり層によって、火災による芯材への熱の伝達を抑制し、芯材の炭化や燃焼を防ぐことができるという効果を奏する。また、仕上げ材によって、芯材の外側に木質感を付与することができる。 Further, according to the other fire-resistant wood member according to the present invention, since the burn-stop layer or the finishing material provided on the outside of the core material is further provided, the heat transfer to the core material due to the fire is suppressed by the burn-stop layer. , It has the effect of preventing carbonization and combustion of the core material. Further, the finishing material can give a wood texture to the outside of the core material.
また、本発明に係る他の耐火木質部材によれば、芯材の外側に設けられる燃え止まり層と、この燃え止まり層の外側に設けられる仕上げ材をさらに備えるので、燃え止まり層によって、火災による芯材への熱の伝達を抑制し、芯材の炭化や燃焼を防ぐとともに、仕上げ材によって、芯材の外側に木質感を付与することができる。 Further, according to the other fire-resistant wood member according to the present invention, a burn-stop layer provided on the outside of the core material and a finishing material provided on the outside of the burn-stop layer are further provided. It is possible to suppress the transfer of heat to the core material, prevent carbonization and combustion of the core material, and give a wood texture to the outside of the core material by the finishing material.
また、本発明に係る他の耐火木質部材によれば、芯材の外側に設けられる燃え止まり層または仕上げ材の芯材を含めた全体の断面形状が円形状、楕円形状、長円形状、卵形状または芯材の断面形状と相似した多角形状であるので、芯材の断面形状が矩形の場合よりも角部の耐火性能を著しく向上することができ、デザインの自由度を向上することができる。 Further, according to the other fire-resistant wood member according to the present invention, the entire cross-sectional shape including the burn-off layer provided on the outside of the core material or the core material of the finishing material has a circular shape, an elliptical shape, an oval shape, and an egg. Since the shape is a polygonal shape similar to the cross-sectional shape of the core material, the fire resistance performance of the corners can be remarkably improved as compared with the case where the cross-sectional shape of the core material is rectangular, and the degree of freedom in design can be improved. ..
また、本発明に係る他の耐火木質部材によれば、耐火性を有する木質部材であって、荷重を支持する木質材料からなる芯材の断面形状が円形状であるので、芯材の断面形状が矩形の場合よりも耐火性能を著しく向上することができる。したがって、部材を細くしても従来と同等以上の構造性能を確保でき、部材断面のスリム化と低コスト化を図ることができる。また、この耐火木質部材を室内の柱等に用いることで、室内空間の開放性が高まり、室内を有効活用することが可能となる。 Further, according to the other refractory wood member according to the present invention, since the cross-sectional shape of the core material which is a fire-resistant wood member and is made of a wood material that supports a load is circular, the cross-sectional shape of the core material is circular. The fire resistance can be significantly improved as compared with the case where is rectangular. Therefore, even if the member is made thinner, the structural performance equal to or higher than that of the conventional one can be ensured, and the cross section of the member can be slimmed down and the cost can be reduced. Further, by using this refractory wood member for a pillar or the like in the room, the openness of the room space is enhanced, and the room can be effectively utilized.
以上のように、本発明に係る耐火木質部材は、建築構造部材として使用するのに有用であり、特に、部材断面のスリム化ひいては低コスト化を図るのに適している。 As described above, the refractory wood member according to the present invention is useful for use as a building structural member, and is particularly suitable for slimming the cross section of the member and thus reducing the cost.
10 芯材
12 燃え止まり層
12A 第1燃え止まり層
12B 第2燃え止まり層
14 仕上げ材
16 断面角部
18 圧縮木材
20 凹部
22 埋木
24 ビス
θ 内角(角度)
100,200,300 耐火木質部材
10
100,200,300 refractory wood members
Claims (3)
荷重を支持する木質材料からなる芯材と、この芯材の外側に設けられるとともに吸熱性および断熱性を有する無機質材料からなる第2燃え止まり層と、第2燃え止まり層の外側に設けられるとともに耐火性を有する第1燃え止まり層と、第1燃え止まり層の外側に設けられる仕上げ材とを備え、
芯材の断面形状が、少なくとも五角以上の多角形状であり、この多角形状の全ての断面角部の角度が鈍角であり、芯材の外側に設けられる第2燃え止まり層、第1燃え止まり層、仕上げ材の芯材を含めた全体の断面形状が円形状、楕円形状、長円形状、卵形状または芯材の断面形状と相似した多角形状であり、
第2燃え止まり層および第1燃え止まり層は、それぞれ平板状の層として構成され、第2燃え止まり層および第1燃え止まり層の各端部にはテーパー部が設けられ、第2燃え止まり層および第1燃え止まり層の端部はこのテーパー部を介して互いに組み込むように接合されており、
芯材の断面形状が矩形である耐火木質部材よりも断面角部の耐火性能を向上するとともに、耐火木質部材を細くしても芯材の断面形状が矩形である耐火木質部材と同等以上の構造性能を確保することができることを特徴とする耐火木質部材。 It is a wood member with fire resistance and
A core material made of a wood material that supports a load, a second refractory layer made of an inorganic material having heat absorption and heat insulating properties as well as being provided outside the core material, and a second refractory layer provided outside the second refractory layer. It is provided with a first burn-stop layer having fire resistance and a finishing material provided on the outside of the first burn-stop layer.
Sectional shape of the core material is at least pentagonal or polygonal, the angle of all the profile angle of the polygonal obtuse, second burning blind layer provided on the outside of the core, the first burning blind layer , circular overall cross section, including the core material of the finishing material, an elliptical shape, a polygonal shape which is similar to the cross sectional shape of oval, egg-shape, or the core material,
The second burn-stop layer and the first burn-stop layer are each configured as a flat plate-like layer, and tapered portions are provided at each end of the second burn-stop layer and the first burn-stop layer, and the second burn-stop layer is provided. And the ends of the first burn-off layer are joined together via this taper so as to incorporate each other.
The fire resistance performance of the corners of the cross section is improved compared to the fire-resistant wood member whose cross-sectional shape is rectangular, and the structure equal to or higher than that of the fire-resistant wood member whose cross-sectional shape is rectangular even if the fire-resistant wood member is made thinner. A refractory wood member characterized in that its performance can be ensured.
荷重を支持する木質材料からなる芯材と、この芯材の外側に設けられるとともに吸熱性および断熱性を有する無機質材料からなる第2燃え止まり層と、第2燃え止まり層の外側に設けられるとともに耐火性を有する第1燃え止まり層と、第1燃え止まり層の外側に設けられる仕上げ材とを備え、
芯材の断面形状が、少なくとも五角以上の多角形状であり、この多角形状の全ての断面角部の角度が鈍角であり、芯材の外側に設けられる第2燃え止まり層、第1燃え止まり層、仕上げ材の芯材を含めた全体の断面形状が円形状、楕円形状、長円形状、卵形状または芯材の断面形状と相似した多角形状であり、
第1燃え止まり層と第2燃え止まり層は、それぞれ同じ幅の平板状の層として構成され、第1燃え止まり層と第2燃え止まり層の隣り合う2辺は、断面角部に設けた圧縮木材を介して接着剤で接合されており、
芯材の断面形状が矩形である耐火木質部材よりも断面角部の耐火性能を向上するとともに、耐火木質部材を細くしても芯材の断面形状が矩形である耐火木質部材と同等以上の構造性能を確保することができることを特徴とする耐火木質部材。 It is a wood member with fire resistance and
A core material made of a wood material that supports a load, a second refractory layer made of an inorganic material having heat absorption and heat insulating properties as well as being provided outside the core material, and a second refractory layer provided outside the second refractory layer. It is provided with a first burn-stop layer having fire resistance and a finishing material provided on the outside of the first burn-stop layer.
Sectional shape of the core material is at least pentagonal or polygonal, the angle of all the profile angle of the polygonal obtuse, second burning blind layer provided on the outside of the core, the first burning blind layer , circular overall cross section, including the core material of the finishing material, an elliptical shape, a polygonal shape which is similar to the cross sectional shape of oval, egg-shape, or the core material,
The first burn-stop layer and the second burn-stop layer are each configured as a flat plate-like layer having the same width, and the two adjacent sides of the first burn-stop layer and the second burn-stop layer are compressed provided at the corners of the cross section. It is glued together via wood and
The fire resistance performance of the corners of the cross section is improved compared to the fire-resistant wood member whose cross-sectional shape is rectangular, and the structure equal to or higher than that of the fire-resistant wood member whose cross-sectional shape is rectangular even if the fire-resistant wood member is made thinner. A refractory wood member characterized in that its performance can be ensured.
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