(57)【要約】【課題】メンブレン耐火工法に係る床梁構造体の載荷加熱試験に際し、床梁の下方および上方に天井材および床版等を支持する架構体に、床梁の変形に抵抗する応力が生じないようにして、床梁の変形量を適切に把握し得る試験体と試験方法を提供する。【解決手段】  床梁２の中間部を囲むように設けられる架構体５は、床梁２の上方に配置されて床梁２の上に載架される吊りフレーム６と、吊りフレーム６に吊持されて床梁２の側方に配置される床組みフレーム７とを具備する。床梁２と床組みフレーム７との間に床版４が載架され、床組みフレーム７の下側に天井材３が張設されて、架構体５、床版４および天井材３等の重量が全て床梁２に載荷される。吊りフレーム６は床梁２に対して床梁２のたわみ方向の変位を許容する節点を介して接合され、床組みフレーム７は、その長手方向中間部で分割されて床梁２のたわみ変形に追従して変位し得るように保持される。【選択図】  図１０
2018151198.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
床梁の下側が天井材によって被覆されるとともに、前記床梁の上側が床版によって被覆される床梁構造体について、前記床梁に鉛直荷重を載荷した状態で前記床梁構造体を下方から加熱したときの前記床梁のたわみ変形量を測定することにより、前記床梁構造体の耐火性能を評価するための試験体であって、
前記床梁の下側および上側に天井材および床版をそれぞれ組み付けるための架構体が、前記床梁の両端近傍を除いた中間部を囲むようにして、前記床梁の材心を長軸とする平面視矩形の領域にわたって設けられ、
前記架構体は、前記床梁の上方に配置されて前記床梁の上に載架される吊りフレームと、前記吊りフレームに吊持されて前記床梁の側方に配置される床組みフレームと、を具備して、
前記床梁と前記床組みフレームとの間に前記床版が載架され、前記床組みフレームの内側または下側に、適宜の天井下地材および断熱材を介して天井材が張設されることにより、前記架構体、前記床版および前記天井材等の重量を含む鉛直荷重が前記床梁に載荷されるとともに、
前記吊りフレームは前記床梁に対して床梁のたわみ方向の変位を許容する節点を介して接合され、
前記床組みフレームは、その長手方向中間部で構造的に分割され、前記床梁のたわみ変形に追従して下方に変位し得るように保持された
ことを特徴とする床梁構造体の耐火性能試験体。
【請求項２】
請求項１に記載された床梁構造体の耐火性能試験体において、
前記吊りフレームは、前記平面視矩形の領域の両長辺に沿って前記床梁と平行に配置され互いに対向する一対の吊りレールと、前記吊りレールと交差するようにして前記吊りレールの両端部の下側に接合され前記一対の吊りレールの両端部同士を連結する一対の端部連結ビームと、前記吊りレールと交差するようにして前記吊りレールの中間部の下側に接合され前記一対の吊りレールの中間部同士を連結する一対の中間部連結ビームと、を含んで構成され、
前記端部連結ビームは、その中央部がピンローラー支承を介して前記床梁の上に載架され、
前記中間部連結ビームは、その両端部が前記吊りレールの中間部に下方への変位を許容する形態で接合されるとともに、その中央部が前記床梁の材心を弱軸方向とする向きに配置された短冊状の連結帯板を介して前記床梁の上面に接合され、
前記床組みフレームは、前記床梁と互いの天面の高さを揃えて前記吊りレールの直下に配置される一対の床支持レールを具備し、
前記床支持レールの両端部は、前記床梁の材心を弱軸方向とする向きに配置された短冊状の連結帯板を介して前記端部連結ビームの両端部から吊持され、
前記床支持レールの中央部が分割されて、該分割箇所の近傍が、前記床梁に直交する梁つなぎを介して前記床梁の側面にそれぞれ連結されるとともに、前記床梁の材心を弱軸方向とする向きに配置された短冊状の連結帯板を介して前記中間部連結ビームに接合され、
前記床梁と前記両床支持レールとの間に、平面視矩形の床版が、その長辺を前記床梁の材心に直交させる向きで複数枚ずつ載架され、
前記床支持レールの下側に、前記平面視矩形の領域の四辺に沿って天井支持枠材が接合され、
前記天井支持枠材は、両長辺の中央部が分割され、
前記天井支持枠材の枠内に野縁が組み付けられ、
前記野縁の下面に前記天井材が張設された
ことを特徴とする床梁構造体の耐火性能試験体。
【請求項３】
請求項２に記載された床梁構造体の耐火性能試験体において、
前記中間部連結ビームの両端部を前記吊りレールの中間部に、下方への変位を許容する形態で接合する手段は、前記中間部連結ビームおよび前記吊りレールに上下方向に挿通した長寸ボルトのナット綴着によるものである
ことを特徴とする床梁構造体の耐火性能試験体。
【請求項４】
床梁の下側が天井材によって被覆されるとともに、前記床梁の上側が床版によって被覆される床梁構造体の耐火性能を評価する試験方法であって、
前記試験方法に用いる耐火性能試験体は、
前記床梁の下側および上側に天井材および床版をそれぞれ組み付けるための架構体が、前記床梁の両端近傍を除いた中間部を囲むようにして、前記床梁の材心を長軸とする平面視矩形の領域にわたって設けられたものであり、
前記架構体は、前記床梁の上方に配置されて前記床梁の上に載架される吊りフレームと、前記吊りフレームに吊持されて前記床梁の側方に配置される床組みフレームと、を具備して、
前記床梁と前記床組みフレームとの間に前記床版が載架され、前記床組みフレームの内側または下側に、適宜の天井下地材および断熱材を介して天井材が張設されることにより、前記架構体、前記床版および前記天井材等の重量を含む鉛直荷重が前記床梁に載荷されるとともに、
前記吊りフレームは前記床梁に対して床梁のたわみ方向の変位を許容する節点を介して接合され、
前記床組みフレームは、その長手方向中間部で構造的に分割されて、前記床梁のたわみ変形に追従して下方に変位し得るように保持されるように構成され、
前記架構体の外方まで延び出した前記床梁の両端近傍部分を加熱炉の外側に設けたピンローラー支承間に架け渡し、前記床梁の中間部に所定の鉛直荷重を載荷した状態で、前記耐火性能試験体の下方から該試験体を加熱したときの前記床梁のたわみ変形量を測定することにより、前記床梁構造体の耐火性能を評価する
ことを特徴とする床梁構造体の耐火性能試験方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、床梁構造体の耐火性能試験に供される試験体と、該試験体を用いた耐火性能試験方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
建築基準法および同法施行令には、建築物の用途、規模、立地等に応じて必要な防耐火上の技術的基準が規定されており、一定の条件に該当する建築物は耐火建築物とするように定められている。それらのうち、住宅としての用途に供される建築物については、都市計画法で指定された防火地域に建築される一定規模以上の戸建住宅や、防火地域または準防火地域に建築される３階建て以上の共同住宅を耐火建築物とすることとされている。
【０００３】
建築基準法上の耐火建築物とは、主要構造部が耐火構造であるか、または火災の火熱に耐える性能に関して所定の技術的基準に適合するか、のいずれかに該当する建築物である。そして、主要構造部を耐火構造とするには、当該部分の構造を、建築基準法関連告示（平成１２年建設省告示第１３９９号）に例示された構造方法とするか、または国土交通大臣の認定を取得した仕様(一般に認定仕様という)とすることとされている。また、前記の構造方法や認定仕様以外の新規な構造・工法によって耐火性能が必要な建築物を建築する場合には、国土交通省が指定した性能評価機関で要求性能が満足することを試験等の結果から確認し、個別に国土交通大臣の認定を取得する必要がある。
【０００４】
主要構造部が鉄骨造からなる建築物については、耐火建築物として要求される技術的基準を満たすために、鉄骨材からなる柱や梁にロックウール等の耐火被覆材を吹き付けたり巻きつけたりして、火災時における鉄骨材の強度低下を防ぐのが従来の一般的な工法であった。しかし、その種の耐火工法には、耐火被覆材等を吹き付ける際の施工性や、耐火被覆材の飛散による環境汚染問題、耐火被覆材の厚みによって生じる周辺部材の納まりの制約、といった諸問題があった。そこで、個々の鉄骨材に耐火被覆を施すのではなく、耐火性を有する天井材、壁材、床版等で鉄骨造の躯体を包囲することにより、躯体全体を一体的に火熱から保護する、いわゆる鉄骨メンブレン耐火工法が開発され、実用化されている（例えば、特許文献１、２等）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開平１０−３２５２０４号公報（積水ハウス）
【特許文献２】特開２０００−２８２５９８号公報（積水化学工業）
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
個々に耐火被覆を施した鉄骨材については、その耐火性能を評価するための試験方法が、性能評価機関の間で標準化されている。例えば、床梁として用いられる鉄骨梁の試験では、図１１および図１２に示すように、上方が開口した略箱型の加熱炉９０の上部に耐火被覆を施した鉄骨梁（試験体）９１を架け渡して、その中央部分を下方からバーナー９２で加熱する。このとき、鉄骨梁９１の両端部は、耐火被覆を施さない状態で加熱炉９０の外側まで延出させ、炉外に設けたピンローラー支承９３を介して支持する。両支承間のスパンは４，０００ｍｍ以上、加熱範囲は３，０００ｍｍ以上と定められている。加熱時には、反力フレーム９４に取り付けた油圧ジャッキ等の加力装置９５を介して、鉄骨梁９１の中間部２か所に上方から、鉄骨梁９１の長期許容応力度に相当する応力度を生じさせる鉛直荷重を載荷する。そして、加熱炉９０内が規定の条件に達してから規定時間を経過するまでの間、鉄骨梁９１のたわみ変形量が規定値以下に納まること、が合格条件となる。
【０００７】
鉄骨梁を耐火性の天井材や床版で包囲したメンブレン耐火工法に係る床梁構造体についても、基本的には前述した鉄骨梁単体の試験方法に準じて、載荷加熱状態における鉄骨梁自体の変形量を測定する方法で、鉄骨梁を含む床梁構造体全体の耐火性能を評価することが求められる。そのためには、鉄骨梁の下側に実際と同様の天井下地を組んで石膏ボード等の天井材を張設するとともに、鉄骨梁の上面にはＡＬＣパネル等の床版を敷設した試験体を準備する必要がある。それらの天井材や床版は、鉄骨梁を囲むように設けた鋼製の架構体を介して、天井材の周囲に配置することになる。鉄骨梁の両端近傍は架構体の外側まで延出させ、その延出部分を、耐火被覆がない状態で、加熱炉の外側に設けたピンローラー支承を介して支持する。このとき、架構体自体の重量、および架構体を介して組み付けられる天井材や床版等の重量は鉄骨梁が負担することになるが、鉄骨梁には、それらの総重量を含めて、長期許容応力度に相当する鉛直荷重を上方から加力装置によって載荷する。その状態で、架構体や天井材、床版等を含む試験体全体を下方から加熱し、所定の条件下で鉄骨梁自体のたわみ変形量を測定することになる。
【０００８】
かかる試験を実施する際に問題になるのは、鉄骨梁の周囲に天井材や床版を保持する架構体の構造である。つまり、鉄骨梁に載荷すべき鉛直荷重の一部が、鉄骨梁を囲むように設けられる架構体等に伝わって、架構体を構成する部材に内部応力が生じると、その応力が鉄骨梁のたわみ変形に抵抗する作用をなす。すると、載荷した荷重に対する鉄骨梁の変形量を正確に測定することが困難になり、床梁構造体の耐火性能を適正に評価できなくなってしまう。
【０００９】
本発明は、かかる問題に着目してなされたものであり、耐火性を有する天井材や床版で床梁を包囲したメンブレン耐火工法に係る床梁構造体の耐火性能を載荷加熱試験によって評価するに際し、天井材や床版等を支持する架構体に、床梁の変形に抵抗する応力が生じないようにして、床梁の変形量を適切に把握することのできる耐火性能試験体と、該試験体を用いた耐火性能試験方法を提供するものである。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
前述の目的を達成するため、本発明の床梁構造体の耐火性能試験体は、床梁の下側が天井材によって被覆されるとともに、前記床梁の上側が床版によって被覆される床梁構造体について、前記床梁に鉛直荷重を載荷した状態で前記床梁構造体を下方から加熱したときの前記床梁のたわみ変形量を測定することにより、前記床梁構造体の耐火性能を評価するための試験体であって、前記床梁の下側および上側に天井材および床版をそれぞれ組み付けるための架構体が、前記床梁の両端近傍を除いた中間部を囲むようにして、前記床梁の材心を長軸とする平面視矩形の領域にわたって設けられ、前記架構体は、前記床梁の上方に配置されて前記床梁の上に載架される吊りフレームと、前記吊りフレームに吊持されて前記床梁の側方に配置される床組みフレームと、を具備して、前記床梁と前記床組みフレームとの間に前記床版が載架され、前記床組みフレームの内側または下側に、適宜の天井下地材および断熱材を介して天井材が張設されることにより、前記架構体、前記床版および前記天井材等の重量を含む鉛直荷重が前記床梁に載荷されるとともに、前記吊りフレームは前記床梁に対して床梁のたわみ方向の変位を許容する節点を介して接合され、前記床組みフレームは、その長手方向中間部で構造的に分割され、前記床梁のたわみ変形に追従して下方に変位し得るように保持された、との構成を採用する。
【００１１】
この構成によれば、床梁を囲む架構体と、その架構体によって保持される床版および天井の全重量を合わせた鉛直荷重が全て床梁に載荷され、かつ、その荷重による床梁の変形に抵抗する応力が前記架構体等に生じることを回避することができるので、架構体の外方まで延び出した床梁の両端近傍部分を耐火被覆がない状態で炉外の支点間に架け渡すことにより、単独梁と同様の方法で載荷加熱条件下での曲げ試験を行うことが可能になる。
【００１２】
さらに、本発明は、前記耐火性能試験体の具体的態様として、前記吊りフレームは、前記平面視矩形の領域の両長辺に沿って前記床梁と平行に配置され互いに対向する一対の吊りレールと、前記吊りレールと交差するようにして前記吊りレールの両端部の下側に接合され前記一対の吊りレールの両端部同士を連結する一対の端部連結ビームと、前記吊りレールと交差するようにして前記吊りレールの中間部の下側に接合され前記一対の吊りレールの中間部同士を連結する一対の中間部連結ビームと、を含んで構成され、前記端部連結ビームは、その中央部がピンローラー支承を介して前記床梁の上に載架され、前記中間部連結ビームは、その両端部が前記吊りレールの中間部に下方への変位を許容する形態で接合されるとともに、その中央部が前記床梁の材心を弱軸方向とする向きに配置された短冊状の連結帯板を介して前記床梁の上面に接合され、前記床組みフレームは、前記床梁と互いの天面の高さを揃えて前記吊りレールの直下に配置される一対の床支持レールを具備し、前記床支持レールの両端部は、前記床梁の材心を弱軸方向とする向きに配置された短冊状の連結帯板を介して前記端部連結ビームの両端部から吊持され、前記床支持レールの中央部が分割されて、該分割箇所の近傍が、前記床梁に直交する梁つなぎを介して前記床梁の側面にそれぞれ連結されるとともに、前記床梁の材心を弱軸方向とする向きに配置された短冊状の連結帯板を介して前記中間部連結ビームに接合され、前記床梁と前記両床支持レールとの間に、平面視矩形の床版が、その長辺を前記床梁の材心に直交させる向きで複数枚ずつ載架され、前記床支持レールの下側に、前記平面視矩形の領域の四辺に沿って天井支持枠材が接合され、前記天井支持枠材は、両長辺の中央部が分割され、前記天井支持枠材の枠内に野縁が組み付けられ、前記野縁の下面に前記天井材が張設された、との構成を採用する。
【００１３】
この構成によれば、前述の構成に係る耐火性能試験体を、簡素かつ合理的な構造で経済的に製作することができる。
【００１４】
さらに、前述の構成態様では、前記中間部連結ビームの両端部を前記吊りレールの中間部に、下方への変位を許容する形態で接合する手段として、前記中間部連結ビームおよび前記吊りレールに上下方向に挿通した長寸ボルトをナット綴着する、という手段を採用することができる。
【００１５】
また、本発明の床梁構造体の耐火性能試験方法は、前述のように構成される耐火性能試験体を用いて、前記架構体の外方まで延び出した前記床梁の両端近傍部分を加熱炉の外側に設けたピンローラー支承間に架け渡し、前記床梁の中間部に所定の鉛直荷重を載荷した状態で、前記耐火性能試験体の下方から該試験体を加熱したときの前記床梁のたわみ変形量を測定することにより、前記床梁構造体の耐火性能を評価する、ものとして特徴づけられる。
【００１６】
この試験方法により、メンブレン耐火被覆を採用した床梁構造体の耐火性能を、単独梁と同様の方法で評価することが可能になる。
【発明の効果】
【００１７】
前述のように構成される本発明の床梁構造体の耐火性能試験体は、床梁を囲む架構体と、その架構体によって保持される床版および天井の全重量を合わせた鉛直荷重が床梁に載荷され、かつ、その荷重によって生じる床梁の変形に抵抗する応力が架構体等に生じないように構成されているので、床梁に載荷される荷重に対する床梁の変形量を適切に把握することができる。
【００１８】
また、本発明の床梁構造体の耐火性能試験方法は、前述の耐火性能試験体を用いて、架構体の外方まで延び出した床梁の両端近傍部分を炉外の支点間に架け渡することにより、単独梁と同様の方法で載荷加熱条件下での床梁の曲げ試験を行うことができるので、メンブレン耐火方式の床梁構造体の耐火性能を適切に評価することが可能になる。
【図面の簡単な説明】
【００１９】
【図１】本発明の実施の形態に係る床梁構造体の耐火性能試験体の一部分解上面図である。
【図２】同試験体の長辺側の側面図である。
【図３】同試験体の短辺側の側面図である。
【図４】同試験体の一部分解底面図である。
【図５】同試験体のＡ−Ａ断面図である。
【図６】同試験体のＢ−Ｂ断面図である。
【図７】同試験体のＡ−Ａ断面における主要な構成部材の分解説明図である。
【図８】同試験体のＢ−Ｂ断面における主要な構成部材の分解説明図である。
【図９】同試験体の載荷加熱時における変形状態（変形前）を示す側面図であって、（ａ）は床梁、（ｂ）は架構体の長辺部分の状態を示す図である。
【図１０】同試験体の載荷加熱時における変形状態（変形後）を示す側面図であって、（ａ）は床梁、（ｂ）は架構体の長辺部分の状態を示す図である。
【図１１】床梁の耐火性能試験に用いられる試験装置の長手方向断面図である。
【図１２】同試験装置の短手方向断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００２０】
以下、本発明の実施の形態について、図面を参照しつつ説明する。
【００２１】
図１〜図８は、本発明の実施の形態に係る床梁構造体の耐火性能試験体の各部の構成を示している。この耐火性能試験体（以下、単に「試験体」と称す。）１は、鉄骨梁からなる床梁２の下側が耐火性を有する天井材３によって被覆されるとともに、前記床梁２の上側が耐火性を有する床版４によって被覆される鉄骨メンブレン耐火方式の床梁構造体について、床梁２に所定の鉛直荷重を載荷した状態で床梁構造体全体を下方から加熱し、そのときの床梁２のたわみ変形量を測定することで、床梁構造体としての耐火性能を評価するためのものである。
【００２２】
例示形態では、たわみ変形量の測定対象となる床梁２として、それ自体には特別な耐火被覆を施していないＨ形鋼を用いている。図示したＨ形鋼の断面寸法は、フランジ幅１２５ｍｍ、ウェブ高さ２５０ｍｍである。床梁２の全長は、例えば約５,５００ｍｍで、これが図１１および図１２に示したような加熱炉９０の上部に架け渡され、加熱炉９０の外側まで延び出した両端部が炉外に設けたピンローラー支承９３を介して、例えば５,１００ｍｍのスパンで支持される。ピンローラー支承９３は、その基台部と床梁２との間に丸鋼棒を挟んで、床梁２の上下方向の回転を許容するとともに、基台部には複数個の転がりローラーを介装して、床梁２の水平方向の移動も許容するように構成された支持機構である。
【００２３】
床梁２の天面の中央部に近接する２か所には、所定の間隔を設けて、加力用治具２１が取付けられている。この加力用治具２１には、上方から油圧ジャッキ等の加力装置９５を介して、所定の鉛直荷重が載荷される。所定の鉛直荷重とは、床梁２の主たる断面に、床梁２の長期許容応力度に相当する応力度を生じさせる鉛直荷重であり、その総量は、後述する架構体、天井材３、床版４その他の部材の総重量を含めて算定される。そして、床梁２の長さ方向における中央部と、加力用治具２１の位置を含む複数か所、加熱時のたわみ量が計測されることとなる。
【００２４】
また、床梁２の両端部の天面には、この試験体１を加熱炉９０に据え付ける際にクレーン等で吊り上げるための吊掛プレート２２が溶接されている。
【００２５】
床梁２は、その下側および上側の一定の範囲を天井材３および床版４で被覆した状態で、加熱炉９０の上部開口に載架される。それらの天井材３や床版４を床梁２の周囲に保持するため、床梁２の両端近傍を除いた中間部を囲むようにして、鋼材からなる架構体５が、床梁２の材心を長軸とする平面視矩形の領域にわたるように組み付けられる。その領域の長辺および短辺の寸法は加熱炉９０の上部開口の大きさに対応しており、例示形態では４，２５０ｍｍ×１，９００ｍｍである。
【００２６】
架構体５は、床梁２の上方に配置されて床梁２の上に載架される吊りフレーム６と、吊りフレーム６に吊持されて前記床梁２の側方に配置される床組みフレーム７と、を具備する。
【００２７】
吊りフレーム６は、前述した平面視矩形の領域の両長辺に沿って床梁２と平行に配置され、互いに対向する一対の吊りレール６１と、吊りレール６１と交差するようにして吊りレール６１の両端部の下側に接合され、一対の吊りレール６１の両端部同士を連結する一対の端部連結ビーム６２と、吊りレール６１と交差するようにして吊りレール６１の中間部の下側に接合され、一対の吊りレール６１の中間部同士を連結する一対の中間部連結ビーム６３と、を組み合わせて構成される。
【００２８】
これら吊りレール６１、端部連結ビーム６２、中間部連結ビーム６３は、いずれも同程度の断面の溝形鋼を用いて形成され、互いに交差する箇所のフランジ同士を上下方向にボルト・ナット綴着して接合されている。ただし、中間部連結ビーム６３の両端部と吊りレール６１の中間部との接合箇所については、それぞれのフランジを挿通させるボルトに、十分な長さを有する寸切りボルトが用いられており、その長寸ボルト６４に螺装したナットを試験時には緩めることで、中間部連結ビーム６３と吊りレール６１とを一定の範囲内で接離させることができるようになっている。
【００２９】
端部連結ビーム６２の中央部は、ピンローラー支承６５を介して床梁２の上に載架されている。このピンローラー支承６５は、床梁２の両端部を支持する炉外のピンローラー支承９３と同様に、節点の回転と水平移動を許容するように構成された支持機構であり、炉外のピンローラー支承９３とは上下を反転させた形態で床梁２と端部連結ビーム６２との間に組み付けられている。なお、試験体１をクレーンで吊上げて加熱炉９０に据え付けるまでの準備段階では、端部連結ビーム６２と床梁２とが離れてしまわないように、互いを適宜の補助部材（図示略）等で連結しておいてもよい。
【００３０】
中間部連結ビーム６３の中央部は、平鋼からなる短冊状の連結帯板Ａ２３を介して床梁２の上面に接合されている。この連結帯板Ａ２３は、床梁２の材心に直交する姿勢で床梁２の上面に立ち上がるように溶接され、その上部が中間部連結ビーム６３のウェブにボルト・ナット綴着されている。この接合形態によれば、連結帯板Ａ２３が、その弱軸方向（平鋼の厚み方向）を床梁２の材心方向（曲げ方向）に向けて取り付けられるので、床梁２に曲げ変形が生じたとき、連結帯板Ａ２３も床梁２の変形に抵抗せず容易に変形することとなる。
【００３１】
床組みフレーム７は、床梁２と互いの天面の高さを揃えて吊りレール６１の直下に配置される一対の床支持レール７１を具備する。床支持レール７１は、床梁２と同程度のウェブ高さを有する溝形鋼を用いて形成されている。床支持レール７１の両端部は、平鋼からなる短冊状の連結帯板Ｂ７２を介して端部連結ビーム６２の両端部から吊持されている。この連結帯板Ｂ７２は、床支持レール７１の材心に直交する姿勢で床支持レール７１の端面に溶接されて上方に延出され、その上部が端部連結ビーム６２のウェブにボルト・ナット綴着されている。
【００３２】
床支持レール７１は、その長さ方向における中央部で分割されており、該分割箇所の近傍が、床梁２と、吊りフレーム６の中間部連結ビーム６３とに対して連結されている。床梁２に対しては、床梁２に直交するように配置された梁つなぎ７３を介して連結されている。梁つなぎ７３にはリップ付き溝形鋼が用いられており、そのウェブの両端部に添設された連結プレート７４が、床梁２および床支持レール７１の側面にそれぞれ添設されたスチフナ２４、７５にそれぞれボルト・ナット綴着されている。また、中間部連結ビーム６３に対しては、平鋼からなる短冊状の連結帯板Ｃ７６が、床支持レール７１の材心に直交する姿勢で床支持レール７１の上面に立ち上がるように溶接されており、その上部が中間部連結ビーム６３のウェブにボルト・ナット綴着されている。
【００３３】
床梁２と両床支持レール７１との間には、複数枚の床版４が載架されている。例示形態に係る床版４はＡＬＣ（発泡軽量コンクリート）パネルである。床版４は、長矩形の平面形状を有し、その長辺を床梁２の材心に直交させ、隣接箇所には若干の隙間を開けて配置される。床版４の両端部は、例えば床梁２および床支持レール７１の上フランジを挟着し得る床版取付金具４１等を介して、床梁２および床支持レール７１に取り付けられる。
【００３４】
床支持レール７１の下側には、床梁２の下方に天井を構成するための外周下地となる天井支持枠材７７が、前述した平面視矩形の領域を囲むように接合されている。天井支持枠材７７は、例えば不等辺山形鋼を用いて形成されており、その広幅片を下向きにして、狭幅片が床支持レール７１の下面に溶接されている。天井支持枠材７７を構成する長短四辺のうち、床支持レール７１の下側に沿って取り付けられる長辺の中央部は、床支持レール７１と同様に、長さ方向における中央部で分割されている。
【００３５】
天井支持枠材７７によって四辺を囲まれた領域の内側には、天井支持枠材７７の広幅片の内側面に添設した天井ランナー３１、梁つなぎ７３に係着した野縁受け吊り金具３２、野縁受け吊り金具３２に取り付けられて梁つなぎ７３と平行に吊持される野縁受け３３、等を介して、数本の野縁３４が組み付けられる。また、それらの野縁３４と交差するようにして、野縁３４の上面に野縁防振部材３５が取り付けられてもよい。これらの天井ランナー３１、野縁受け３３、野縁３４、野縁防振部材３５には、床梁２の変形に伴って容易に変形しうる薄肉の軽量形鋼材が用いられる。
【００３６】
そして、野縁３４の上に、例えば無機質繊維系断熱マット等からなる断熱材３６（あるいは吸音材）が、天井支持枠材７７によって囲まれた矩形領域の全面にわたって敷設される。また、野縁３４の下側には、防湿シート３７等を挟んで、強化石膏ボード等からなる天井材３が前記矩形領域の全面にわたって張設される。
【００３７】
このように構成された試験体１によれば、吊りフレーム６と床組みフレーム７とによって構成される架構体５の重量は、吊りフレーム６の端部連結ビーム６２および中間部連結ビーム６３と床梁２との各接合箇所を介して床梁２に載荷される。また、床梁２と床組みフレーム７との間に載架される床版４の重量は、その略半分が直接、床梁２に載荷され、その他の略半分が架構体５を介して間接的に床梁２に載荷される。床組みフレーム７の下方に組み付けられる野縁受け３３や野縁３４等の天井下地材、断熱材３６等を含めた天井全体の重量も、架構体５を介して間接的に床梁２に載荷される。よって、床梁２を囲む架構体５と、その架構体５によって保持される床版４および天井の全重量を合わせた鉛直荷重を全て床梁２に載荷した状態で、架構体５の外方まで延び出した床梁２の両端近傍部分を耐火被覆がない状態で炉外の支点間に架け渡すことにより、単独梁と同様の方法で載荷加熱条件下での曲げ試験を行うことができる。
【００３８】
床梁２および架構体５の載荷加熱時における変形前後の状態を、図９と図１０に対比して示す。各図において（ａ）は床梁２、（ｂ）は架構体５の長辺部分をそれぞれ示している。
【００３９】
床梁２自体は、その両端近傍が節点の回転および水平移動を許容するピンローラー支承９３によって支持された状態で、その中間部に、中間部連結ビーム６３を接合する２か所の連結帯板Ａ２３と、２か所の加力用治具２１とを介して所定の荷重が載荷されることにより、下向きの曲げ変形を生じる。このとき、吊りフレーム６の端部に配置された端部連結ビーム６２はピンローラー支承６５を介して床梁２の上に載荷されているので、吊りフレーム６の端部は床梁２の曲げ変形を拘束しない。
【００４０】
一方、架構体５の外側の長辺に沿う部分では、中間部連結ビーム６３の両端部と吊りレール６１とを連結する長寸ボルト６４のナットが緩められて、中間部連結ビーム６３と吊りレール６１とが接離可能に連結される。これにより、中間部連結ビーム６３は床梁２の曲げ変形に追従して下方に変位し得る状態に保持されるので、吊りフレーム６の吊りレール６１は床梁２に載荷される荷重を負担しなくなる。
【００４１】
また、中間部連結ビーム６３の両端部は、連結帯板Ｂ７２を介して床組みフレーム７を構成する床支持レール７１に接合されているが、床支持レール７１は中央部で分割されているため、中間部連結ビーム６３の下方変位に伴って床支持レール７１が側面視Ｖ字形に屈曲する。このとき、中間部連結ビーム６３の中央部を床梁２に接合する連結帯板Ａ２３、中間部連結ビーム６３の両端部を床支持レール７１に接合する連結帯板Ｃ７６、および床支持レール７１の両端部を吊りフレーム６に接合する連結帯板Ｂ７２はいずれも、床梁２の曲げ変形や床支持レール７１の屈曲に抵抗しないように、各帯板の弱軸方向を架構体５の長辺方向（床梁２の材心方向）に向けて取り付けられている。したがって、これらの連結帯板Ａ２３,Ｂ７２,Ｃ７６には、床梁２の曲げ変形に抵抗するような応力が生じない。
【００４２】
また、床支持レール７１が屈曲する際には、床支持レール７１と床梁２とを連結する梁つなぎ７３も一緒に下方に変位する。このとき、梁つなぎ７３の両端部に添設された連結プレート７４に若干の捻り変形が生じるが、その剛性は床梁２の曲げ剛性に比べて遥かに小さいので、これらの連結プレート７４が床梁２の曲げ変形に対して負担する荷重も微少である。
【００４３】
さらに、床梁２と床支持レール７１との間に載架される床版４も、その長辺を床梁２の材心に直交させ、かつ、互いに若干の隙間を開けるように配置されるので、床梁２の曲げ変形に抵抗するような応力を生じない。天井を構成する下地部材や断熱材３６、天井材３等も、床梁２の曲げ変形に抵抗するほどの剛性を有さないので、それらの荷重負担も無視できる。
【００４４】
これらの構成により、床梁２を囲む架構体５や床版４、天井等には床梁２の曲げ変形に抵抗する応力が発生せず、床梁２には載荷荷重に応じた単純曲げによるたわみが生じて、メンブレン耐火方式を採用した床梁構造体としての耐火性能を適切に測定、評価することが可能になる。
【００４５】
なお、試験時に床梁２や架構体５が大きく変形し過ぎて損壊したり、その一部が脱落したりすると、試験体１を安全に炉外へ撤去できなくなるおそれがある。そこで、床組みフレーム７の変形（床支持レール７１の屈曲）が一定の限度を超えると、吊りフレーム６に荷重がかかるように、中間部連結ビーム６３の両端部と吊りレール６１とを連結する長寸ボルト６４のナット螺装位置をあらかじめ調整しておくことで、この長寸ボルト６４を床組みフレーム７の過大な変形に対するストッパーとして作用させることができる。
【００４６】
本発明の技術的範囲は、例示した実施の形態によって限定的に解釈されるべきものではなく、特許請求の範囲の記載に基づいて概念的に解釈されるべきものである。本発明の実施に際しては、例示の形態と実質的に同様の作用効果が得られる範囲において、構成部材の形状や配置、構成部材同士の接合形態等を多少、改変して実施することはもちろん可能である。
【００４７】
また、本発明は、鉄骨梁を天井材３や床版４で包囲した、いわゆる鉄骨メンブレン耐火工法に係る床梁構造体の性能評価を主たる目的として想起されたものであるが、例えば、耐火塗料等を用いて個別に耐火被覆を施した鉄骨梁に耐火性を有する天井材、床版を組み合わせた複合的な床梁構造体や、耐火性を有する木造梁あるいは木材と鉄骨材との複合梁に天井材・床版を組み合わせた木造系のメンブレン耐火工法に係る床梁構造体等の耐火性能試験にも適用することができる。
【符号の説明】
【００４８】
１  試験体
２  床梁
２１  加力用治具
２２  吊掛プレート
２３  連結帯板Ａ
２４  スチフナ
３  天井材
３１  天井ランナー
３２  野縁受け吊り金具
３３  野縁受け
３４  野縁
３５  野縁防振部材
３６  断熱材
３７  防湿シート
４  床版
４１  床版取付金具
５  架構体
６  吊りフレーム
６１吊りレール
６２  端部連結ビーム
６３  中間部連結ビーム
６４  長寸ボルト
６５  ピンローラー支承
７  床組みフレーム
７１  床支持レール
７２  連結帯板Ｂ
７３  梁つなぎ
７４  連結プレート
７５  スチフナ
７６  連結帯板Ｃ
７７  天井支持枠材
９０  加熱炉
９１  鉄骨梁（試験体）
９２  バーナー
９３  ピンローラー支承
９４  反力フレーム
９５  加力装置
【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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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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