JP7349386B2

JP7349386B2 - 耐火部材

Info

Publication number: JP7349386B2
Application number: JP2020027139A
Authority: JP
Inventors: 達朗鈴木; 重彰馬場; 由華池畠
Original assignee: Taisei Corp
Current assignee: Taisei Corp
Priority date: 2020-02-20
Filing date: 2020-02-20
Publication date: 2023-09-22
Anticipated expiration: 2040-02-20
Also published as: JP2021130977A

Description

本発明は、建物を構成する耐火部材に関する。

従来より、木製の芯材の周囲に耐火被覆層を設けることが行われる。
特許文献１には、木製の心材部の外周面に外層部をビスで固定した木質柱が示されている。外層部は、火災時に燃焼して炭化層を形成する燃代層と、火災時における燃代層の燃焼を停止（自然鎮火）させる燃止層と、が一体化したものである。
特許文献２には、二本のフランジおよび一本のウエブからなる断面Ｈ字状の鉄骨梁と、下側のフランジの外面に設置された熱膨張性耐火シートと、鉄骨梁の両側面を覆う吹き付け不燃材と、を有する鉄骨梁の耐火被覆構造が示されている。

特開２０１５－２５２４５号公報特開２０１３－２２７７５２号公報

本発明は、芯材と耐火被覆層との一体性を向上させて、耐火性能を向上できる耐火部材を提供することを目的とする。

本発明者らは、建物の耐火部材について、木製の芯材の外周面に凹部を設けて、この凹部内に耐火被覆層の一部である耐火被覆材を入り込ませて係止部とすることで、凹部および係止部を介して、芯材と耐火被覆層との接合強度を増大できる点に着眼して、本発明に至った。
第１の発明の耐火部材（例えば、後述の耐火柱１、耐火梁２）は、建物を構成する耐火部材であって、木製の芯材（例えば、後述の芯材１０、３０）と、当該芯材の外側に設けられた耐火被覆層（例えば、後述の耐火被覆層２０、４０）と、を備え、前記芯材の外周面には、凹部（例えば、後述の凹部１１、３１）が形成され、前記耐火被覆層は、前記芯材の外周囲を覆うとともに、前記芯材の凹部に係止する係止部（例えば、後述の係止部２１、４１）を有することを特徴とする。

この発明によれば、木製の芯材の外周面に凹部を設けたので、この芯材の外周面に耐火被覆材を設ける（吹き付ける、充填する、塗りつける）際に、凹部に耐火被覆材が入り込み、耐火被覆層の係止部が形成される。よって、芯材の凹部に耐火被覆層の係止部が係止するので、芯材と耐火被覆層との接合強度が増大し、耐火被覆層の脱落を防止できる。また、芯材と耐火被覆層との一体性が高まり、耐火部材の耐火性能を向上できる。

第２の発明の耐火部材は、前記芯材は、断面矩形状であり、前記凹部は、前記芯材の外周面の背中合わせとなる面（例えば、後述の側面１０Ａと側面１０Ｃ、側面１０Ｂと側面１０Ｄ、側面３０Ｂと側面３０Ｄ）のそれぞれに設けられることを特徴とする。
この発明によれば、芯材の外周面の背中合わせとなる面のそれぞれに凹部を設けた。よって、芯材の両側に耐火被覆層が係止することとなり、耐火被覆層が芯材から脱落するのを確実に防止できる。

第３の発明の耐火部材は、前記凹部は、断面視で前記芯材の外周面から内部に向かうに従って拡がる形状であることを特徴とする。
この発明によれば、凹部を芯材の外周面から内部に向かうに従って拡がる形状とした。よって、この凹部に耐火被覆材を充填させて耐火被覆層の係止部を形成すると、この係止部は先端側が拡がる形状となり、凹部から抜けにくくなる。よって、芯材と耐火被覆層との一体性がさらに向上する。

本発明によれば、芯材と耐火被覆層との一体性を向上させて、耐火性能を向上できる耐火部材を提供できる。

本発明の第１実施形態に係る耐火柱の水平断面図である。本発明の第２実施形態に係る耐火梁の縦断面図である。耐火梁の凹部を示す斜視図である。耐火梁の凹部の変形例を示す斜視図である。本発明の第１の変形例に係る耐火梁の縦断面図である。本発明の第２の変形例に係る耐火梁の縦断面図である。

本発明は、木製の芯材の外側を覆う耐火被覆層の一部を、芯材の外周面に設けた凹部内に係止させた耐火材である。具体的には、第１実施形態では、耐火材は耐火柱であり、第２実施形態では、耐火材は耐火梁である。
以下、本発明の実施形態を図面に基づいて説明する。なお、以下の実施形態の説明にあたって、同一構成要件については同一符号を付し、その説明を省略もしくは簡略化する。
〔第１実施形態〕
図１は、本発明の第１実施形態に係る耐火部材としての耐火柱１の水平断面図である。
耐火柱１は、建物を構成する水平断面が略正方形状の柱部材であり、鉛直方向に延びる木製の芯材１０と、芯材１０の外側に設けられた耐火被覆層２０と、を備える。

芯材１０は、水平断面が正方形状の四角柱であり、４つの側面１０Ａ、１０Ｂ、１０Ｃ、１０Ｄを備えている。芯材１０の４つの側面１０Ａ～１０Ｄには、それぞれ２つの凹部１１が形成されている。つまり、凹部１１は、芯材１０の背中合わせとなる側面１０Ａ、１０Ｃのそれぞれに設けられるとともに、背中合わせとなる側面１０Ｂ、１０Ｄのそれぞれにも設けられている。凹部１１は、水平断面視で芯材１０の各側面１０Ａ～１０Ｄから内部に向かうに従って拡がる形状となっている。凹部１１は、鉛直方向に延びる溝状となっている（図３参照）。
耐火被覆層２０は、芯材１０の外周囲を覆うとともに、芯材１０の凹部１１に係止する係止部２１を有している。芯材１０の外周面に耐火被覆材を設ける際に、凹部１１に耐火被覆材が入り込み、耐火被覆層２０の係止部２１が形成される。耐火被覆材としては、石膏、グラウト材、モルタル、コンクリートなどが挙げられる。

耐火柱１の具体的な寸法は、例えば以下の通りである。耐火柱１の一辺の長さは、２５０ｍｍ～８００ｍｍである。凹部１１の幅Ｗ_１は、１０ｍｍ～２０ｍｍであり、深さＤ_１は、１０ｍｍ～２０ｍｍである。耐火被覆層２０の厚さは、６５ｍｍ以上である。

次に、耐火柱１の製造手順について説明する。
まず、製材工場において、側面に凹部１１を形成した木製の芯材１０を加工し、その芯材１０を建設現場に搬入する。次に、建設現場にて、その木製の芯材１０の外周面に液状の耐火被覆材（石膏、グラウト材、モルタル、コンクリートなど）を充填する、吹き付ける、または塗り付けることで耐火被覆層２０を形成し、耐火柱１を製造する。
あるいは、建設現場ではない外部工場において、木製の芯材１０の外周面に耐火被覆層２０を設けて耐火柱１を製造し、耐火柱１を工場製品として建設現場に搬入して、この耐火柱１を建物躯体と一体化してもよい。

本実施形態によれば、以下のような効果がある。
（１）木製の芯材１０の外周面に凹部１１を設けたので、この芯材１０の外周面に耐火被覆材を設ける（吹き付ける、充填する、塗り付けるなど）際に、凹部１１に耐火被覆材が入り込み、耐火被覆層２０の係止部２１が形成される。よって、芯材１０の凹部１１に耐火被覆層２０の係止部２１が係止するので、芯材１０と耐火被覆層２０との接合強度が増大し、耐火被覆層２０の脱落を防止できる。また、芯材１０と耐火被覆層２０との一体性が高まり、耐火柱１の耐火性能を向上できる。

（２）芯材１０の外周面の背中合わせとなる側面１０Ａ～１０Ｄのそれぞれに凹部１１を設けた。よって、芯材１０の両側に耐火被覆層２０が係止することとなり、耐火被覆層２０が芯材１０から脱落するのを確実に防止できる。
（３）凹部１１を芯材１０の側面１０Ａ～１０Ｄから内部に向かうに従って拡がる形状とした。よって、この凹部１１に耐火被覆材を充填させて耐火被覆層２０の係止部２１を形成すると、この係止部２１は先端側が拡がる形状となり、凹部１１から抜けにくくなる。よって、芯材１０と耐火被覆層２０との一体性がさらに向上する。

〔第２実施形態〕
図２は、本発明の第２実施形態に係る耐火部材としての耐火梁２の断面図である。
耐火梁２は、建物を構成する縦断面が略矩形状の梁部材であり、水平方向に延びる木製の芯材３０と、芯材３０の外側に設けられた耐火被覆層４０と、を備える。耐火梁２の上には、床スラブ３が設けられている。
芯材３０は、縦断面が矩形状の四角柱であり、上面３０Ａ、側面３０Ｂ、底面３０Ｃ、側面３０Ｄを備えている。芯材３０の背中合わせとなる側面３０Ｂ、３０Ｄには、それぞれ２つの凹部３１が形成されている。

凹部３１は、縦断面視で芯材３０の側面３０Ｂ、３０Ｄから内部に向かうに従って拡がる形状となっている。
凹部３１は、図３に示すように、水平方向に延びる溝状となっている。なお、これに限らず、図４に示すように、凹部３１を溝状とせずに、点在させてもよい。
耐火被覆層４０は、芯材３０の外周囲を覆うとともに、芯材３０の凹部３１に係止する係止部４１を有している。芯材３０の外周面に耐火被覆材を設ける際に、凹部３１に耐火被覆材が入り込み、耐火被覆層４０の係止部４１が形成される。耐火被覆材としては、石膏、グラウト材、モルタル、コンクリートなどが挙げられる。

耐火梁２の具体的な寸法は、例えば以下の通りである。凹部３１の幅Ｗ_２は１０ｍｍ～２０ｍｍであり、深さＤ_２は１０ｍｍ～２０ｍｍである。耐火被覆層２０の厚さは、６５ｍｍ以上である。
耐火梁２の製造手順は、耐火柱１と同様に、建設現場において木製の芯材１０の外周面に耐火被覆層２０を設ける方法や、外部工場において工場製品として耐火梁２を製造した後、この耐火梁２を建設現場に搬入する方法がある。
本実施形態によれば、上述の（１）～（３）と同様の効果がある。

なお、本発明は前記実施形態に限定されるものではなく、本発明の目的を達成できる範囲での変形、改良等は本発明に含まれるものである。
例えば、上述の第２実施形態において、図５および図６に示すように、芯材３０の出隅部に切り欠き３２を設けてもよい。この切り欠き３２は、図５に示すように五角形でもよいし、図６に示すように四角形でもよい。具体的には、切り欠き３２の幅Ｗ_３は、例えば１０ｍｍ～２０ｍｍであり、深さＤ_３は、例えば１０ｍｍ～２０ｍｍである。
芯材３０の出隅部は、火災時に燃え込みが進行しやすいが、芯材３０に切り欠き３２を設けることにより、芯材３０の出隅部の耐火被覆層４０が厚くなり、火災時の芯材３０の燃え込みの進行を抑制して、耐火性能をさらに向上できる。
また、上記の各実施形態では、凹部１１、３１を、断面視で芯材１０、３０の側面から内部に向かうに従って拡がる形状としたが、これに限らず、例えば断面視で矩形状やその他の形状としてもよい。
また、上述の第１実施形態では、凹部１１を溝状としたが、これに限らず、凹部１１を点在させてもよい（図４参照）。
また、上述の各実施形態では、本発明を耐火柱および耐火梁に適用したが、これに限らず、木製の芯材の外周面を覆う耐火被覆層の一部を、芯材の外周面に設けた凹部内に係止させる構成であれば、耐火壁や耐火床に用いてもよい。

１…耐火柱（耐火部材）２…耐火梁（耐火部材）３…床スラブ
１０…芯材１０Ａ、１０Ｂ、１０Ｃ、１０Ｄ…側面１１…凹部
２０…耐火被覆層２１…係止部
３０…芯材３０Ａ…上面３０Ｂ、３０Ｄ…側面３０Ｃ…底面
３１…凹部３２…切り欠き
４０…耐火被覆層４１…係止部

Claims

建物を構成する耐火部材であって、
木製の芯材と、
当該芯材の外側に設けられた耐火被覆層と、を備え、
前記芯材の外周面には、凹部が形成され、
前記耐火被覆層は、石膏、グラウト材、モルタル、またはコンクリートからなる耐火被覆材で形成され、前記芯材の軸方向に沿った床スラブに接する面を除く外周面を全面に亘って覆うとともに、前記芯材の凹部に係止する係止部を有することを特徴とする耐火部材。
前記芯材は、断面矩形状であり、
前記凹部は、前記芯材の外周面の背中合わせとなる面のそれぞれに設けられるとともに、断面視で前記芯材の外周面から内部に向かうに従って拡がる形状であることを特徴とする請求項１に記載の耐火部材。