(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
二階層以上の建築物に使用されるための鉄骨梁の耐火被覆構造であって、
平行に対向する二本のフランジおよび前記フランジを両端に連結した一本のウェブからなる断面Ｈ字状の鉄骨梁と、
前記二本のフランジのうち、下側フランジの外面に設置された熱膨張性耐火シートと、  前記鉄骨梁の両側面を覆う吹き付け不燃材と、
を少なくとも有することを特徴とする、鉄骨梁の耐火被覆構造であって、
前記下側フランジの外面に設置された熱膨張性耐火シートが、前記ウェブに対する垂直方向を基準として、前記下側フランジの両方の外側に張り出していて、
前記吹き付け不燃材が、前記鉄骨梁の両側面と、前記熱膨張性耐火シートのフランジの両方の外側に張り出した上面とを覆い、
前記下側フランジの両方の外側に張り出した熱膨張性耐火シートの端部が、折り返されて前記鉄骨梁の下側フランジの内面に貼着されている、鉄骨梁の耐火被覆構造。
【請求項２】
前記鉄骨梁の上側フランジが、水平区画に固定され、
前記鉄骨梁の両側面を覆う吹き付け不燃材の平均厚みがＴのとき、
前記水平区画を覆う前記吹き付け不燃材の平均厚みが、前記鉄骨梁の上側フランジ両端部から外側へ０．５Ｔ〜２Ｔの範囲である、請求項１に記載の鉄骨梁の耐火被覆構造。
【請求項３】
前記熱膨張性耐火シートの厚みが、０．５〜６ｍｍの範囲である、請求項１又は２のいずれかに記載の鉄骨梁の耐火被覆構造。
【請求項４】
前記吹き付け不燃材が、吹き付けロックウールである、請求項１〜３のいずれかに記載の鉄骨梁の耐火被覆構造。
【請求項５】
前記二階層以上の建築物が、十階層以上の階層構造を有する建築物である、請求項１〜４のいずれかに記載の鉄骨梁の耐火被覆構造。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、鉄骨梁の耐火被覆構造に関する。
【背景技術】
【０００２】
戸建住宅、集合住宅、高層ビル、各種商業施設等の建築物は複数の建築材料から形成されているが、建築物に採用される代表的な建築材料の一つに鉄骨梁がある。
この鉄骨梁は火災等の熱にさらされた場合、鉄骨梁の主成分である鉄の融点に到達しない温度であっても鉄骨梁の強度が大幅に減少する。
具体的には鉄骨梁が火災等の熱にさらされると、鉄骨梁が融ける１５００℃以上の温度に到達する前に鉄骨梁が座屈等を起こし、一定形状を保つことができなくなる。この結果、建築物が倒壊等する場合もある。
火災等の熱により建築物が簡単に倒壊等すると避難、消防活動等の妨げとなるため、建築材料に使用される鉄骨梁に対して適切な耐火被覆を行うことが求められている。
鉄骨梁に求められる基準としては、国土交通省告示第２９９９号、ＪＩＳ Ａ １３０４等による耐火性能基準があり、鉄骨梁の耐火被覆構造はこの基準を満たすことが要求される。
【０００３】
通常の鉄骨梁の耐火被覆構造の場合は、要求される耐火性能を確保するために鉄骨梁の周囲の耐火被覆厚を一定以上確保する必要がある。
しかし鉄骨梁底部の耐火被覆厚を大きくすると耐火性能は向上するものの、梁下有効寸法が減少する。
前記梁下有効寸法が減少すると、梁下にダクト等を通すことが困難となる問題がある。
この問題を解決する鉄骨梁の第一の既存の耐火被覆構造として、鉄骨梁の周囲に耐火被覆を形成した構造が提案されている（特許文献１）。
この提案された鉄骨梁の耐火被覆構造は、前記梁底部以外の耐火被覆厚よりも梁底部に対する耐火被覆厚を、小さくすることを特徴としていて、前記梁下有効寸法が減少することを防止できるとされる。
前記鉄骨梁の耐火被覆構造を開示する前記先行技術文献では、梁底部の耐火被覆厚を小さくすれば梁下有効寸法を増加させることができる点に言及はあるものの、前記耐火被覆厚を小さくした梁底部を具体的にどの様にすれば火災等の熱から保護できるのかという点についての言及がない。このため鉄骨梁に対する耐火被覆厚を具体的にどの程度小さくできるかは不明である。
【０００４】
一方、鉄骨梁の梁底部を薄くした鉄骨梁の第二の既存の耐火被覆構造として、鉄骨梁の両側面に無機ボードが設置され、内面に熱膨張性耐火シートを備えた金属薄板が鉄骨梁の梁底部に設置された構造が提案されている（特許文献２）。
この提案された鉄骨梁の耐火被覆構造は、前記鉄骨梁の梁底部に設置される金属薄板の厚みが０．２〜０．８ｍｍと薄いことが特徴である。
通常、前記鉄骨梁の梁底部の耐火被覆厚が大きい場合には、前記鉄骨梁の梁下部において天井が低くなり、部屋が狭く見えたり、部屋の容積が減少するので部屋の収納利用空間が少なくなる問題がある。天井を高くすると建築物全体の高さが大きくなり構造上強度の確保が難しく、建築費用が高くなる問題もある。
この提案された鉄骨梁の耐火被覆構造は前記鉄骨梁の梁底部の耐火被覆厚が小さいことからこれらの問題を解決することができるとされる。
しかし、鉄骨梁の両側面に無機ボードを配置する場合、無機ボードの設置が容易ではなく施工に時間を要する問題があった。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００２−３０３００９号公報
【特許文献２】特許第３７３０８１７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
ところで本発明者が鉄骨梁の耐火被覆構造を研究している過程で、従来の鉄骨梁の耐火被覆構造に関する先行技術では想定されていない新たな問題があることを見出した。
図７〜図９は、本発明が解決しようとする課題を説明するための模式図である。
上階に設置された鉄骨梁の耐火被覆構造５１０が火災等の熱により仮に崩壊した場合でも前記高層建築物５００全体が崩壊することを避けられる可能性があるが、下階に設置された鉄骨梁の耐火被覆構造５２０が火災等の熱により崩壊した場合は、前記高層建築物５００全体が崩壊する危険がある。
このため図７に模式的に示される高層建築物５００の階層毎に使用される鉄骨梁の耐火被覆構造は、上階にある鉄骨梁の耐火被覆構造５１０と比較して下階にある鉄骨梁の耐火被覆構造５２０は、より高い耐火性能を要求される。
図８および図９は鉄骨梁の耐火被覆構造５１０，５２０における耐火被覆３１の厚みの違いを説明するための模式断面図である。
耐火性向上の観点から、上階に設置された鉄骨梁の耐火被覆構造５１０における梁底部の耐火被覆３１の厚みＴ５１０よりも、下階に設置された鉄骨梁の耐火被覆構造５２０における梁底部の耐火被覆の厚みＴ５２０は大きいことが要求される。
ところが前記高層建築物５００の階層毎に設置される鉄骨梁の耐火被覆構造５２０における梁底部の耐火被覆の厚みを変化させた場合には次の問題が生じる。
【０００７】
仮に前記高層建築物５００の階層毎の高さを一定に設計した場合には、前記梁底部の耐火被覆の厚みが大きいと前記鉄骨梁の梁下部に設置される部屋の高さが小さくなる。逆に前記梁底部の耐火被覆の厚みが小さいと前記鉄骨梁の梁下部に設置される部屋の高さが大きくなる。
この通り、前記高層建築物５００の階層毎の高さを一定に設計した場合には、階層毎の部屋の高さが異なる問題が生じる。
階層毎の部屋の高さが同じ場合には、一定の高さの室内用設備を設置することができるが、階層毎に部屋の高さが異なる場合には階層毎に異なる高さの室内用設備を準備する必要があり、施工作業が煩雑となる。
【０００８】
上記とは逆に前記高層建築物５００の階層毎の部屋の高さを一定に設計した場合には、鉄骨梁と鉄骨梁との距離が階層毎に異なるため、前記高層建築物５００全体の施工が複雑となる問題が生じる。
これらの問題は、前記高層建築物５００の階層構造が増加するに従ってより深刻となる。
【０００９】
本発明の目的は、建築物の高さにより階層毎の鉄骨梁と鉄骨梁との距離を変化させる必要がなく、建築物の階層毎の部屋の高さを一定に保つことのできる二階層以上の建築物に使用されるための鉄骨梁の耐火被覆構造を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
上記課題を解決すべく本発明者が鋭意検討した結果、フランジを有する鉄骨梁と、前記鉄骨の下側フランジの外面に設置された熱膨張性耐火シートと、前記鉄骨梁の両側面を覆う吹きつけ不燃材とを少なくとも有する鉄骨梁の耐火被覆構造が、本発明の目的に適うことを見出し、本発明を完成させるに至った。
【００１１】
すなわち本発明は、
［１］二階層以上の建築物に使用されるための鉄骨梁の耐火被覆構造であって、
平行に対向する二本のフランジおよび前記フランジを両端に連結した一本のウェブからなる断面Ｈ字状の鉄骨梁と、
前記二本のフランジのうち、下側フランジの外面に設置された熱膨張性耐火シートと、  前記鉄骨梁の両側面を覆う吹き付け不燃材と、
を少なくとも有することを特徴とする、鉄骨梁の耐火被覆構造であって、
前記下側フランジの外面に設置された熱膨張性耐火シートが、前記ウェブに対する垂直方向を基準として、前記下側フランジの両方の外側に張り出していて、
前記吹き付け不燃材が、前記鉄骨梁の両側面と、前記熱膨張性耐火シートのフランジの両方の外側に張り出した上面とを覆い、
前記下側フランジの両方の外側に張り出した熱膨張性耐火シートの端部が、折り返されて前記鉄骨梁の下側フランジの内面に貼着されている、鉄骨梁の耐火被覆構造を提供するものである。
【００１４】
また本発明の一つは、
［２］前記鉄骨梁の上側フランジが、水平区画に固定され、
前記鉄骨梁の両側面を覆う吹き付け不燃材の平均厚みがＴのとき、
前記水平区画を覆う前記吹き付け不燃材の平均厚みが、前記鉄骨梁の上側フランジ両端部から外側へ０．５Ｔ〜２Ｔの範囲である、上記［１］に記載の鉄骨梁の耐火被覆構造を提供するものである。
【００１５】
また本発明の一つは、
［３］前記熱膨張性耐火シートの厚みが、０．５〜６ｍｍの範囲である、上記［１］又は［２］のいずれかに記載の鉄骨梁の耐火被覆構造を提供するものである。
【００１６】
また本発明の一つは、
［４］前記吹き付け不燃材が、吹き付けロックウールである、上記［１］〜［３］のいずれかに記載の鉄骨梁の耐火被覆構造を提供するものである。
【００１７】
また本発明の一つは、
［５］前記二階層以上の建築物が、十階層以上の階層構造を有する建築物である、上記［１］〜［４］のいずれかに記載の鉄骨梁の耐火被覆構造を提供するものである。
【発明の効果】
【００１８】
本発明の鉄骨梁の耐火被覆構造は、鉄骨梁の下側フランジの外面の耐火被覆が熱膨張性耐火シートから形成されている。
前記熱膨張性耐火シートの厚みを薄くすることにより、鉄骨梁の下側フランジの外面に形成される耐火被覆を薄くすることができる。
このため前記二階層以上の建築物に本発明の鉄骨梁の耐火被覆構造を適用した場合には、建築物の高さにより階層毎の鉄骨梁と鉄骨梁との距離を変化させる必要がなく、建築物の階層毎の部屋の高さを一定に保つことができる。
【００１９】
また前記下側フランジの外面に設置された熱膨張性耐火シートを前記下側フランジの両方の外側に張り出させて設置することにより、前記外側に張り出した熱膨張性耐火シートの部分が、前記鉄骨梁に対する吹き付け不燃材を支持することができる。このため前記外側に張り出した熱膨張性耐火シートの部分がない場合に比較して簡単に鉄骨梁の両側を吹き付け不燃材により覆うことができる。
【００２０】
また前記下側フランジの両方の外側に張り出した熱膨張性耐火シートの端部を折り返して前記鉄骨梁の下側フランジの内面に貼着することにより、前記鉄骨梁に対する吹き付け不燃材の設置が容易になることに加え、前記熱膨張性耐火シートが鉄骨梁から落下することを防止することができる。
【００２１】
また本発明の鉄骨梁の耐火被覆構造が火災等の熱にさらされた場合には、鉄骨梁の下側フランジの外面に設置された熱膨張性耐火シートが膨張して膨張残渣を形成する。
この膨張残渣により火災等の熱が鉄骨梁に伝わることを遅延させることができることから、本発明の鉄骨梁の耐火被覆構造は耐火性に優れる。
【図面の簡単な説明】
【００２２】
【図１】図１は、本発明に使用する鉄骨梁と水平区画との関係を説明するための模式断面図である。
【図２】図２は、実施例１に係る鉄骨の耐火被覆構造の施工方法を説明するための模式断面図である。
【図３】図３は、実施例１に係る鉄骨の耐火被覆構造の施工方法を説明するための模式断面図である。
【図４】図４は、実施例１に係る鉄骨の耐火被覆構造を説明するための模式断面図である。
【図５】図５は、実施例２に係る鉄骨の耐火被覆構造を説明するための模式断面図である。
【図６】図６は、実施例３に係る鉄骨の耐火被覆構造を説明するための模式断面図である。
【図７】図７は、本発明が解決しようとする課題を説明するための模式図である。
【図８】図８は、本発明が解決しようとする課題を説明するための模式図である。
【図９】図９は、本発明が解決しようとする課題を説明するための模式図である。
【発明を実施するための形態】
【００２３】
以下に本発明の鉄骨梁の耐火被覆構造について説明する。
最初に本発明に使用する鉄骨梁について説明する。
図１は、本発明に使用する鉄骨梁と水平区画との関係を説明するための模式断面図である。
図１に例示された鉄骨梁１は、その断面がＨ字状の構造を有するものであり、２本のフランジ２、３と１本のウェブ４とを備えるものである。前記２本のフランジ２、３のうち、上側フランジ２と下側フランジ３とは平行に対向していて、上側フランジ２および下側フランジ３の中央部に前記ウェブ４の両端が接続されている。
この鉄骨１は公知であり、市販品等を適宜選択して使用することができる。
【００２４】
ここで前記鉄骨梁１は建物の床や天井等の水平区画５を支える梁としての機能を有するものであり、前記水平区画５と直接または金属接続部材等を介してボルト、溶接等の固定手段により固定されている（図示せず）。
なお水平区画５における水平方向とは、地面を基準として地面に平行な面上の方向をいう。
【００２５】
本発明に使用する水平区画５としては、例えば、建築物の床、天井等が挙げられる。
前記水平区画５に使用される素材は、コンクリート等の他、不燃性ボード等を使用することができる。
前記不燃性ボードとしては、例えば、無機繊維を成形した無機繊維ボード、耐熱パネル等を挙げることができる。
【００２６】
前記無機繊維ボードとしては、例えば、グラスウール、ロックウール、セラミックウール、石膏繊維、炭素繊維、ステンレス繊維、スラグ繊維、シリカアルミナ繊維、アルミナ繊維、シリカ繊維、ジルコニア繊維等の無機繊維を焼結剤、熱可塑性樹脂、接着剤等を使用して成形して得られるボード等が挙げられる。
【００２７】
また前記耐熱パネルとしては、例えば、セメント系パネル、無機セラミック系パネル等が挙げられる。
前記セメント系パネルとしては、例えば、硬質木片セメント板、無機繊維含有スレート板、軽量気泡コンクリート板、モルタル板、プレキャストコンクリート板等が挙げられる。
前記無機セラミック系パネルとしては、例えば、軽量気泡コンクリートパネル、石膏ボード、けい酸カルシウム板、炭酸カルシウム板、ミネラルウール板、窯業系板等が挙げられる。
【００２８】
ここで前記石膏ボードとしては、具体的には焼石膏に鋸屑やパーライト等の軽量材を混入し、両面に厚紙を貼って成形したもので、例えば、普通石膏ボード（ＪＩＳ Ａ６９０１準拠：ＧＢ−Ｒ）、化粧石膏ボード（ＪＩＳ Ａ６９１１準拠：ＧＢ−Ｄ）、防水石膏ボード（ＪＩＳ Ａ６９１２準拠：ＧＢ−Ｓ）、強化石膏ボード（ＪＩＳ Ａ６９１３準拠：ＧＢ−Ｆ）、吸音石膏ボード（ＪＩＳ Ａ６３０１準拠：ＧＢ−Ｐ）等が挙げられる。
【００２９】
前記無機繊維ボード、耐熱パネル等は一種もしくは二種以上を使用することができる。
【００３０】
図１に示される水平区画５は、建築物の天井を形成するものである。
本発明に使用する水平区画５に限定はなく、通常建築物等に使用される水平区画を使用することができる。
【００３１】
次に本発明に使用する熱膨張性耐火シートについて説明する。
本発明に使用する熱膨張性耐火シートは、エポキシ樹脂やゴム等の樹脂成分、リン化合物、熱膨張性黒鉛、無機充填材等を含有する熱膨張性樹脂組成物をシート状に成形してなるものである。
前記熱膨張性耐火シートは、ガラスクロス等の無機繊維シート、アルミニウム箔、銅箔等の金属箔等の不燃材層の一種もしくは二種以上を積層したものを使用することができる。
【００３２】
前記無機繊維シートに使用する無機繊維としては、例えば、グラスウール、ロックウール、セラミックウール、石膏繊維、炭素繊維、ステンレス繊維、スラグ繊維、シリカアルミナ繊維、アルミナ繊維、シリカ繊維、ジルコニア繊維等が挙げられる。
前記無機繊維層は、前記無機繊維を用いた無機繊維クロスを使用することが好ましい。
また前記無機繊維シートに使用する無機繊維は、金属箔をラミネートしたものを使用することが好ましい。
金属箔ラミネート無機繊維の具体例としては、例えば、アルミニウム箔ラミネートガラスクロス、銅箔ラミネートガラスクロス等がさらに好ましい。
【００３３】
前記熱膨張性耐火シートは、例えば金属箔層、無機繊維層および熱膨張性樹脂層等を積層すること等により得ることができる。これらの積層には溶融同時押出、熱プレス等の他、接着剤により各層を貼着する手段等を挙げることができる。
【００３４】
本発明に使用する熱膨張性耐火シートの構成に限定はなく、複数の不燃材層、熱膨張性樹脂組成物層等を含む構成であってもよい。
前記不燃材層としては、例えば、金属箔層、無機繊維層等が挙げられる。
前記熱膨張性耐火シートは、火災等の熱にさらされた場合に前記熱膨張性樹脂組成物層が膨張して形成される熱膨張残渣が、表面の不燃材層に支持される構造であれば特に限定はない。
【００３５】
前記熱膨張性耐火シートの構成の具体例を挙げるとすれば、例えば、
（１）不燃材層−熱膨張性樹脂組成物層
（２）不燃材層−熱膨張性樹脂組成物層−不燃材層
（３）不燃材層−熱膨張性樹脂組成物層−不燃材層−熱膨張性樹脂組成物
（４）不燃材層−不燃材層−熱膨張性樹脂組成物層−不燃材層−不燃材層
（５）不燃材層−熱膨張性樹脂組成物層−不燃材層−熱膨張性樹脂組成物層−不燃材層−熱膨張性樹脂組成物層−不燃材層
等の構成が挙げられる。
本発明に使用する熱膨張性耐火シートは不燃材層が最外面にあることが好ましく、金属箔層が最外面にあればより好ましい。
【００３６】
前記熱膨張性耐火シートは市販品を使用することができ、例えば積水化学工業社製フィブロック等（登録商標。エポキシ樹脂やゴムを樹脂成分とし、リン化合物および無機充填材等を含む熱膨張性樹脂組成物のシート状成形物、前記樹脂成分、リン化合物、発泡材および無機充填材等を含む熱膨張性樹脂組成物のシート状成形物、前記樹脂成分、リン化合物、熱膨張性黒鉛および無機充填材等を含む熱膨張性樹脂組成物のシート状成形物等）を入手して使用することが可能である。
なお前記熱膨張性黒鉛を含有する前記熱膨張性耐火シートを使用する場合には、前記熱膨張性黒鉛は、中和された熱膨張性黒鉛を使用することが好ましい。
【００３７】
前記熱膨張性耐火シートは火災等の熱により膨張し、膨張残渣を形成する。この膨張残渣が前記鉄骨に対する火災等の炎を遮断する。このため火災等が発生した場合であっても前記鉄骨の強度が低下すること等を防止することができる。
【００３８】
本発明に使用する熱膨張性耐火シートの厚みは、０．５〜６ｍｍの範囲であることが好ましく、１〜５ｍｍの範囲であればより好ましい。
前記熱膨張性耐火シートの厚みが０．５ｍｍ以上の場合は、前記熱膨張性耐火シートが火災等の熱にさらされた場合に、耐火性に優れる膨張残渣が形成される。また前記熱膨張性耐火シートの厚みが６ｍｍ以下の場合は、本発明の鉄骨梁の耐火被覆構造の梁底部の厚みを小さくすることができる。
【００３９】
また熱膨張性耐火シートを鉄骨梁の下側フランジの外面に固定する手段としては、例えば、ボルト、ビス、ピン、タッピング螺子、接着剤等が挙げられる。
前記ピンを使用する場合には溶接ピン等の金属ピンを放電により溶融させて鉄骨梁に簡単に固定することができる。
本発明に使用する固定手段は一種もしくは二種以上を採用することができる。
【００４０】
前記区画に対して前記熱膨張性耐火シートを固定する際には、例えば前記鉄骨梁の下側フランジの外面に画に予め溶接ピン等の突起物を設置しておき、外側から押して前記熱膨張性耐火シートに前記突起物を貫通させ、前記突起物の貫通部分を曲げる等の固定手段等によっても固定することが可能である。
また前記熱膨張性耐火シートを鉄骨梁の下側フランジの外面に簡単に固定することができるように、熱膨張性耐火シートに粘着性を付与することができる。この粘着性を利用して前記熱膨張性耐火シートを鉄骨梁の下側フランジの外面に簡単に固定することができる。
【００４１】
次に本発明に使用する吹き付け不燃材について説明する。
前記吹き付け不燃材としては、例えば、無機繊維、セメント等を混合した吹き付け用組成物等が挙げられる。
前記無機繊維としては、例えば、ロックウール、グラスウール、セラミックウール、石膏繊維、炭素繊維、ステンレス繊維、スラグ繊維、シリカアルミナ繊維、アルミナ繊維、シリカ繊維、ジルコニア繊維等が挙げられる。
前記無機繊維としては、ロックウールが比較的簡単に入手でき、取り扱い易いことから好ましい。
【００４２】
前記鉄骨梁の両側面に、吹き付け用組成物を吹き付ける方法としては、例えば、無機繊維、セメント等をあらかじめ混合しておき、この混合物を圧縮空気を用いて噴出させると同時に、前記混合物を包む様に圧縮空気を用いて水を噴出させて、前記混合物と霧状の水とを同時に吹き付ける乾式吹き付け方法、
セメント、水等を混合したセメントスラリーを準備しておき、このセメントスラリーと、無機繊維とを同時に圧縮空気を用いて噴出させる半乾式吹き付け方法、
無機繊維、セメント、水等をあらかじめ混合しておき、この無機繊維含有セメントスラリーを圧縮空気を用いて噴出させる湿式吹き付け方法等が挙げられる。
【００４３】
前記鉄骨梁の両側面に吹き付け用組成物等を吹き付けることにより、前記鉄骨梁の両側面を吹き付け不燃材により覆うことができる。
【００４４】
次に本発明の鉄骨梁の耐火被覆構造が設置される建築物について説明する。
本発明の鉄骨梁の耐火被覆構造が設置される建築物は、二階層以上の階層を有するものである。前記建築物は二階層以上の構造を有するものであれば特に限定はないが、具体例を挙げるとすれば、例えば、戸建住宅、集合住宅、各種学校の校舎、各種商業施設、高層ビル等が挙げられる。
前記建築物は十階層以上であることが好ましい。本発明の鉄骨梁の耐火被覆構造は梁底部の厚みが薄いことから、十階層以上の高層建築物であっても、高層建築物の高さが増加することを抑えることができる。
このため階層毎の部屋の高さが異なる問題、階層毎に高さが異なる問題を軽減することが可能である。
なお前記建築物の階層の上限は現存する建築物と同じ階層か、それ以下であれば差支えない。通常は二百階層以下である。
【００４５】
以下に図面を参照しつつ、実施例に基づいて本発明について詳細に説明する。なお本発明は以下の実施例により何ら限定されるものではない。
【実施例１】
【００４６】
図２および図３は実施例１に係る鉄骨の耐火被覆構造の施工方法を説明するための模式断面図である。また図４は実施例１に係る鉄骨の耐火被覆構造を説明するための模式断面図である。
先の図１で説明した通り、鉄骨梁１が水平区画５に設置されている。
図２に示される様に、鉄骨梁１の下フランジ３の外面３ｃ（図１参照）に熱膨張性耐火シート１０を設置する。前記熱膨張性耐火シート１０は前記鉄骨梁１の下フランジ３の外面３ｃと同じ面積を有していて、前記鉄骨梁１の下フランジ３の外面３ｃを隙間なく覆うことができる。
前記熱膨張性耐火シート１０は、鉄骨梁１に溶接ピン（図示せず）を用いて固定されている。
【００４７】
実施例１に使用した熱膨張性耐火シート１０は、熱膨張性樹脂組成物シートとアルミニウム箔ラミネートガラスクロスとを積層したものであり、アルミニウム箔側を最外面に配置し、熱膨張性樹脂組成物シート側を鉄骨梁１に貼着している。
図２〜４に示される前記熱膨張性耐火シート１０の厚みは４ｍｍである。
この熱膨張性耐火シート１０としては、例えば積水化学工業社製のフィブロック（登録商標。積水化学工業社から入手可能）等を採用することができる。
【００４８】
次に図３に示される様に、補助板２０を使用して鉄骨梁１の両側面に吹き付け用組成物を吹き付ける。
前記吹き付け用組成物は、セメントを水に縣濁させたセメントスラリーと、ロックウールとを含むものである。
前記セメントスラリーとロックウールとを別々に圧縮空気により圧送し、前記鉄骨梁１に吹き付けることにより、前記鉄骨梁１の両側面６ａ，６ｂを吹き付け不燃材３０により覆うことができる。
なお前記鉄骨梁１の側面６ａは、先の図１に示される様に上側フランジ２の端面２ａ、内面２ｆ、ウェブ面４ａ、下側フランジ３の端面３ａ、内面２ｇおよび下側フランジ３の内面３ｄを意味する。
また前記鉄骨梁１の側面６ｂは、同様に先の図１に示される様に上側フランジ２の端面２ｂ、ウェブ面４ｂ、下側フランジ３の端面３ｂおよび下側フランジの内面３ｅを意味する。
【００４９】
また前記不燃材３０の厚みはＴで表される。この厚みＴは、上側フランジ２の垂直方向の複数の厚みＴ２（一点破線ａ−ａ間）、ウェブ４の垂直方向の複数の厚みＴ４（一点破線ｃ−ｃ間）および下側フランジ３の垂直方向の複数の厚みＴ３（一点破線ｂ−ｂ間）の平均値により算出される。
【００５０】
図３では、前記吹き付け不燃材３０は、前記鉄骨梁１の上側フランジ両端部から外側へ、前記水平区画５と平行にそれぞれ厚みＴ５（一点破線ｄ−ｄ間）を有する。
前記吹き付け不燃材３０は、前記鉄骨梁１の上側フランジ両端部から外側へ、水平区画５と平行にそれぞれ０．５Ｔ〜２Ｔの範囲で前記水平区画５を覆うことが、鉄骨梁１の耐火性を高められることから好ましい。
【００５１】
図４に示す通り、前記吹き付け不燃材３０が硬化した後に前記補助板２０を撤去することにより、実施例１に係る鉄骨の耐火被覆構造１００が得られる。
前記熱膨張性耐火シート１０の厚みは４ｍｍであることから、鉄骨梁１の梁底部の厚みは薄い。
実施例１に係る鉄骨梁の耐火被覆構造１００が設置される建物は二階層以上であっても、それぞれの階層における部屋の高さを変化させる必要がない。また階層毎の高さを変化させる必要がない。
上記の通り、実施例１に係る鉄骨梁の耐火被覆構造１００を採用することにより、二階層以上の建築物を簡単に設計施工することが可能となる。このため実施例１に係る鉄骨梁の耐火被覆構造１００を使用した場合には二階層以上の建築物の施工性を向上させることができる。
【００５２】
また実施例１に係る鉄骨梁の耐火被覆構造１００が火災等の熱にさらされた場合には、前記熱膨張性耐火シート１０が膨張し、膨張残渣を形成する。
この膨張残渣により火災等の熱が鉄骨梁１に伝わる時間を遅延させることができることから、実施例１に係る鉄骨梁の耐火被覆構造１００は耐火性に優れる。
【実施例２】
【００５３】
実施例２に係る鉄骨梁の耐火被覆構造１１０は実施例１に係る鉄骨梁の耐火被覆構造１００の変形例である。
図５は実施例２に係る鉄骨の耐火被覆構造を説明するための模式断面図である。
実施例２に使用する前記鉄骨梁１、前記水平区画５、前記吹き付け不燃材３０および前記熱膨張性耐火シート１１の構成は、それぞれ実施例１の場合で使用したものと同様である。
【００５４】
実施例１に係る鉄骨梁の耐火被覆構造１００と比較して、実施例２に係る鉄骨梁の耐火被覆構造１１０は前記鉄骨梁１のウェブ４の垂直方向、すなわち図５の左右方向を基準として、前記熱膨張性耐火シート１１が前記下側フランジ３の両方の外側に張り出していている点が異なる。
実施例１の場合は鉄骨梁１の両側面を吹き付け不燃材３０により覆う際に前記補助板２０を使用した。これに対し実施例２の場合には前記熱膨張性耐火シート１１に張り出し部１１ａ，１１ｂが存在するため、前記張り出し部１１ａ，１１ｂが前記補助板３０の機能を果たすことができる。
このため実施例２に係る鉄骨梁の耐火被覆構造１１０の場合は補助板２０を使用する必要がなく、簡単に前記鉄骨梁１の両側面を吹き付け不燃材３０により覆うことができる。
図５に示される様に、前記吹き付け不燃材３０が前記鉄骨梁１の両側面と、下側フランジ３の両方の外側に張り出した前記熱膨張性耐火シート１１の張り出し部１１ａ，１１ｂの上面とを覆っている。
【００５５】
下側フランジ３の両方の外側に張り出した前記熱膨張性耐火シート１１の張り出し部１１ａ，１１ｂの前記鉄骨梁１のウェブ４の垂直方向のそれぞれの長さＸは、図５では下側フランジ３の端部から４０ｍｍである。
前記張り出し部１１ａ，１１ｂの前記鉄骨梁１のウェブ４の垂直方向のそれぞれの長さＸは下側フランジ３の端部３ａから張り出し部１１ａ，１１ｂの最も張り出した部分の長さを示す一点破線ｅ−ｅ間の距離により表される。通常前記長さＸは１〜３０ｃｍの範囲が好ましく、３〜１０ｃｍの範囲であればより好ましい。
前記長さＸが１〜３０ｃｍの範囲であれば、簡単に前記吹き付け不燃材３０により前記鉄骨梁１の両側面と下側フランジ３の両方の外側に張り出した前記熱膨張性耐火シート１１の張り出し部１１ａ，１１ｂの上面とを覆うことができる。
【００５６】
実施例１の場合と同様、実施例２に係る鉄骨梁の耐火被覆構造１１０が設置される建物は２階層以上であってもそれぞれの階層における部屋の高さを変化させる必要がない。また階層毎の高さを変化させる必要がない。このため二階層以上の建築物を簡単に設計施工することが可能となる。
また実施例２に係る鉄骨梁の耐火被覆構造１１０が火災等の熱にさらされた場合には、実施例１の場合と同様に前記熱膨張性耐火シート１１が膨張し、膨張残渣を形成する。
この膨張残渣により火災等の熱が鉄骨梁１に伝わる時間を遅延させることができることから、実施例２に係る鉄骨梁の耐火被覆構造１１０は耐火性も優れる。
【実施例３】
【００５７】
実施例３に係る鉄骨梁の耐火被覆構造１２０は実施例２に係る鉄骨梁の耐火被覆構造１１０の変形例である。
図６は実施例３に係る鉄骨の耐火被覆構造を説明するための模式断面図である。
実施例３に使用する前記鉄骨梁１、前記水平区画５、前記吹き付け不燃材３０および前記熱膨張性耐火シート１２の構成は、それぞれ実施例２の場合で使用したものと同様である。
【００５８】
実施例２に係る鉄骨梁の耐火被覆構造１１０と比較して、実施例３に係る鉄骨梁の耐火被覆構造１２０は前記下側フランジ３の両方の外側に張り出した前記熱膨張性耐火シート１２の張り出し部１２ａ，１２ｂが、下側フランジ３の内面３ｄ，３ｅ（図１参照）にそれぞれ貼着されている点が異なる。
実施例１および２の場合は、前記熱膨張性耐火シート１０および１１はそれぞれ溶接ピンを用いて鉄骨梁１に固定されていた。
これに対し、実施例３に係る鉄骨梁の耐火被覆構造１２０の場合は溶接ピンを使用していない点が異なる。
実施例３に使用した熱膨張性耐火シート１２は、熱膨張性樹脂組成物シートとアルミニウム箔ラミネートガラスクロスとを積層したものであり、熱膨張性樹脂組成物シートに粘着成分が添加されているため、前記粘着成分の粘着力を利用して前記鉄骨梁１に対して前記熱膨張性耐火シート１２を貼着することができる。
また前記熱膨張性耐火シート１２は実施例２に使用した前記熱膨張性耐火シート１１の場合と同様に、熱膨張性樹脂組成物シートとアルミニウム箔ラミネートガラスクロスとを積層したものであり、アルミニウム箔が最外面に配置され、熱膨張性樹脂組成物シートが鉄骨梁１に貼着されている。
【００５９】
実施例１の場合は鉄骨梁１の両側面を吹き付け不燃材３０により覆う際に前記補助板３０を使用した。これに対し実施例３の場合は前記熱膨張性耐火シート１２に張り出し部１２ａ，１２ｂが存在するため、前記張り出し部１２ａ，１２ｂが、実施例１前記補助板３０の機能を果たすことができる。
このため実施例３に係る鉄骨梁の耐火被覆構造１２０の場合は補助板３０を使用する必要がなく、簡単に前記鉄骨梁１の両側面を吹き付け不燃材３０により覆うことができる。
【００６０】
また図５に示される様に、前記吹き付け不燃材３０が前記鉄骨梁１の両側面６ａ，６ｂ（図１参照）と、前記下側フランジ３の両方の外側に張り出した前記熱膨張性耐火シート１２の張り出し部１２ａ，１２ｂの上面とを覆っている。
前記張り出し部１２ａ，１２ｂは前記吹き付け不燃材３０により下側フランジ３に固定されている。このため、前記熱膨張性耐火シート１２に添加された粘着成分による粘着性を利用して前記熱膨張性耐火シート１２が鉄骨梁１に固定されているが、火災等の炎に実施例３に係る鉄骨梁の耐火被覆構造１２０がさらされた場合に、前記熱膨張性耐火シート１２が鉄骨梁１から融け落ちることを防止することができる。
【００６１】
前記張り出し部１２ａ，１２ｂの前記鉄骨梁１のウェブ４の垂直方向の長さは、図５では下側フランジ３の端部３ａ，３ｂからそれぞれ５０ｍｍである。
【００６２】
実施例２の場合と同様、実施例３に係る鉄骨梁の耐火被覆構造１２０が設置される建物は２階層以上であってもそれぞれの階層における部屋の高さを変化させる必要がない。また階層毎の高さを変化させる必要がない。このため二階層以上の建築物を簡単に設計施工することが可能となる。
また実施例３に係る鉄骨梁の耐火被覆構造１２０が火災等の熱にさらされた場合には、実施例２の場合と同様に前記熱膨張性耐火シート１２が膨張し、膨張残渣を形成する。
この膨張残渣により火災等の熱が鉄骨梁１に伝わる時間を遅延させることができることから、実施例３に係る鉄骨梁の耐火被覆構造１２０は耐火性も優れる。
【産業上の利用可能性】
【００６３】
本発明に係る鉄骨梁の耐火被覆構造は、二階層以上、好ましくは十階層以上の高層建築物に適用することができる。本発明に係る鉄骨梁の耐火被覆構造は、鉄骨梁の梁下部の厚みを薄く抑えることができることから、鉄骨梁に耐火被覆を行っても耐火被覆の厚みの影響を少なくすることができることから、高層建築物の施工性、設計性を大幅に向上することができる。
【符号の説明】
【００６４】
１    鉄骨
２    上側フランジ
２ａ、２ｂ、３ａ、３ｂ    フランジの端部
２ｆ、２ｇ、３ｄ、３ｅ    フランジの内面
３    下側フランジ
３ｃ  フランジの外面
４    ウェブ
５    水平区画
５ａ  床
６ａ，６ｂ    鉄骨梁の側面
１０、１１、１２    熱膨張性耐火シート
１１ａ，１１ｂ、１２ａ，１２ｂ    熱膨張性耐火シートの張り出し部
２０  補助板
３０、３１  吹き付け不燃材
５００    高層建築物
５１０、５２０    従来の鉄骨梁の耐火被覆構造
Ｔ    吹き付け不燃材の平均厚み
Ｔ２  上側フランジの垂直方向の平均厚み
Ｔ３  下側フランジの垂直方向の平均厚み
Ｔ４  ウェブの垂直方向の平均厚み
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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