(57)【要約】【課題】コンクリート構造物を耐火被覆するための防爆耐火性被覆層の厚さを算出可能な算出方法を提供する。【解決手段】試験体２は、コンクリート構造体４と、このコンクリート構造体の表面を覆うように設けられ、仮設定された厚さを有する防爆耐火性被覆層３と、コンクリート構造体４内の所定の深さに配置される鉄筋等の鋼材５と、コンクリート構造体４内及び防爆耐火性被覆層３内に設けられる温度センサ６とから構成される。この試験体を所定の加熱条件に従って加熱するとともに、試験体内の温度を測定し、この測定結果に基づいて防爆耐火性被覆層の厚さを算出する。【選択図】図２
2008303646.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
コンクリート構造体の表面に設けられる防爆耐火性被覆層の厚さを算出するための防爆耐火性被覆厚さ算出方法において、
所定の厚さを有するコンクリート構造体と、該コンクリート構造体の表面を覆うように設けられ、仮設定された厚さを有する防爆耐火性被覆層と、前記コンクリート構造体内の所定の深さに配置される鉄筋等の鋼材と、前記コンクリート構造体内及び前記防爆耐火性被覆層の表面から所定の深さに設けられる温度センサとから構成される試験体を作製する試験体作製工程と、
前記試験体を所定の加熱条件に従って前記防爆耐火性被覆層側から加熱して、前記温度センサにより前記試験体内の温度の経時変化を測定する加熱試験工程と、
前記加熱試験工程における温度の測定結果に基づいて、前記試験体の深さと温度との関係を導く近似式導出工程と、
前記近似式導出工程で導き出した前記試験体の深さと温度との関係に基づいて、前記コンクリート構造体と前記防爆耐火性被覆層とが接する積層面の深さ位置の温度が前記コンクリート構造体の所定の耐熱許容温度以下であるか、及び前記鋼材の深さ位置の温度が前記鋼材の所定の耐熱許容温度以下であるかを判定する判定工程と、
前記判定工程での判定結果に基づいて前記防爆耐火性被覆層の厚さを算出する厚さ算出工程とを備えることを特徴とする防爆耐火性被覆厚さ算出方法。
【請求項２】
前記厚さ算出工程は、
前記判定工程で、前記積層面の深さ位置の温度が前記コンクリート構造体の所定の耐熱許容温度以下であり、かつ、前記鋼材の深さ位置の温度が前記鋼材の所定の耐熱許容温度以下である場合に、前記近似式導出工程で導出した前記試験体の深さと温度との関係に基づいて、前記コンクリート構造体の所定の耐熱許容温度に対応する前記コンクリート構造体の耐熱深さ、及び前記鋼材の所定の耐熱許容温度に対応する前記鋼材の耐熱深さをそれぞれ算出する第一の耐熱深さ算出工程と、
前記第一の耐熱深さ算出工程で算出した前記コンクリート構造体の耐熱深さと前記積層面の深さとの差分である第一の被覆差分値、及び前記第一の耐熱深さ算出工程で算出した前記鋼材の耐熱深さと前記試験体内に配置された前記鋼材の深さとの差分である第一の鋼材差分値をそれぞれ算出する第一の差分算出工程と、
前記第一の差分算出工程で算出した第一の被覆差分値、及び第一の鋼材差分値のいずれか小さい方の値を前記仮設定された前記防爆耐火性被覆層の厚さから減算して実際の防爆耐火性被覆層厚さを算出する減算工程とを備えることを特徴とする請求項１に記載の防爆耐火性被覆厚さ算出方法。
【請求項３】
前記減算工程の後に、
前記近似式導出工程で導き出した前記試験体の深さと温度との関係に基づいて、前記減算工程で算出した前記実際の防爆耐火性被覆厚さの位置に対応する前記試験体内の深さ位置の最高温度が前記コンクリート構造体の所定の耐熱許容温度以下であるか、及び前記減算工程で算出した前記実際の防爆耐火性被覆厚さを有する防爆耐火性被覆層を設けた場合に前記鋼材の配置される深さ位置に対応する前記試験体内の深さ位置の最高温度が前記鋼材の所定の耐熱許容温度以下であるかを判定し、
前記実際の防爆耐火性被覆厚さの位置に対応する前記試験体内の深さ位置の最高温度が前記コンクリート構造体の所定の耐熱許容温度以下で、かつ、前記実際の防爆耐火性被覆厚さを有する防爆耐火性被覆層を設けた場合に前記鋼材の配置される深さ位置に対応する前記試験体内の深さ位置の最高温度が前記鋼材の所定の耐熱許容温度以下である場合に、前記減算工程にて算出した前記実際の防爆耐火性被覆厚さを良好とする第一の再判定工程を、更に備えることを特徴とする請求項２に記載の防爆耐火性被覆厚さ算出方法。
【請求項４】
前記第一の再判定工程において、
前記実際の防爆耐火性被覆厚さの位置に対応する前記試験体内の深さ位置の最高温度、又は前記実際の防爆耐火性被覆厚さを有する防爆耐火性被覆層を設けた場合に前記鋼材の配置される深さ位置に対応する前記試験体内の深さ位置の最高温度の少なくとも一方が、それぞれの耐熱許容温度である前記コンクリート構造体の所定の耐熱許容温度、前記鋼材の所定の耐熱許容温度よりも大きい場合には、前記第一の耐熱深さ算出工程を再度実行することを特徴とする請求項３に記載の防爆耐火性被覆厚さ算出方法。
【請求項５】
前記厚さ算出工程は、
前記判定工程で、前記積層面の深さ位置の温度が前記コンクリート構造体の所定の耐熱許容温度よりも大きく、かつ、前記鋼材の深さ位置の温度が前記鋼材の所定の耐熱許容温度よりも大きい場合に、前記近似式導出工程で導出した前記試験体の深さと温度との関係に基づいて、前記コンクリート構造体の所定の耐熱許容温度に対応する前記コンクリート構造体の耐熱深さ、及び前記鋼材の所定の許容耐熱温度に対応する前記鋼材の耐熱厚さをそれぞれ算出する第二の耐熱深さ算出工程と、
前記第二の耐熱深さ算出工程で算出した前記コンクリート構造体の耐熱深さと前記積層面の深さとの差分である第二の被覆差分値、及び前記第二の耐熱深さ算出工程で算出した前記鋼材の耐熱深さと前記試験体内に配置された前記鋼材の深さとの差分である第二の鋼材差分値をそれぞれ算出する第二の差分算出工程と、
前記第二の差分算出工程で算出した前記第二の被覆差分値、及び前記第二の鋼材差分値のいずれか大きい方の値を前記仮設定された前記防爆耐火性被覆層の厚さに加算して実際の防爆耐火性被覆層厚さを算出する第一の加算工程とを備えることを特徴とする請求項１〜４のいずれかに記載の防爆耐火性被覆厚さ算出方法。
【請求項６】
前記第一の加算工程の後に、
前記近似式導出工程で導き出した前記試験体の深さと温度との関係に基づいて、前記第一の加算工程で算出した前記実際の防爆耐火性被覆厚さの位置に対応する前記試験体内の深さ位置の最高温度が前記コンクリート構造体の所定の耐熱許容温度以下であるか、及び前記第一の加算工程で算出した前記実際の防爆耐火性被覆厚さを有する防爆耐火性被覆層を設けた場合に前記鋼材の配置される深さ位置に対応する前記試験体内の深さ位置の最高温度が前記鋼材の所定の耐熱許容温度以下であるかを判定し、
前記実際の防爆耐火性被覆厚さの位置に対応する前記試験体内の深さ位置の最高温度が前記コンクリート構造体の所定の耐熱許容温度以下で、かつ、前記実際の防爆耐火性被覆厚さを有する防爆耐火性被覆層を設けた場合に前記鋼材の配置される深さ位置に対応する前記試験体内の深さ位置の最高温度が前記鋼材の所定の耐熱許容温度以下である場合に、
前記第一の加算工程にて算出した前記実際の防爆耐火性被覆厚さを良好とする第二の再判定工程を、更に備えることを特徴とする請求項５に記載の防爆耐火性被覆厚さ算出方法。
【請求項７】
前記第二の再判定工程において、
前記実際の防爆耐火性被覆厚さの位置に対応する前記試験体内の深さ位置の最高温度、又は前記実際の防爆耐火性被覆厚さを有する防爆耐火性被覆層を設けた場合に前記鋼材の配置される深さ位置に対応する前記試験体内の深さ位置の最高温度の少なくとも一方が、それぞれの耐熱許容温度である前記コンクリート構造体の所定の耐熱許容温度、前記鋼材の所定の耐熱許容温度よりも大きい場合には、前記第二の耐熱深さ算出工程を再度実行することを特徴とする請求項６に記載の防爆耐火性被覆厚さ算出方法。
【請求項８】
前記厚さ算出工程は、
前記判定工程で、前記積層面の深さ位置の温度、又は前記鋼材の深さ位置の温度のいずれか一方が、それぞれの耐熱許容温度である前記コンクリート構造体の所定の耐熱許容温度、前記鋼材の所定の耐熱許容温度よりも大きい場合に、前記近似式導出工程で導き出した前記試験体の深さと温度との関係に基づいて、前記所定の耐熱許容温度よりも大きい前記いずれか一方の前記所定の許容耐熱温度に対応する耐熱深さを算出する第三の耐熱深さ算出工程と、
前記第三の耐熱深さ算出工程で算出した前記一方の耐熱深さと前記一方の深さとの差分である深さ差分値を算出する第三の差分算出工程と、
前記第三の差分算出工程で算出した前記深さ差分値を前記仮設定された前記防爆耐火性被覆層の厚さに加算して実際の防爆耐火性被覆層厚さを算出する第二の加算工程とを備えることを特徴とする請求項１〜７のいずれかに記載の防爆耐火性被覆厚さ算出方法。
【請求項９】
前記第二の加算工程の後に、
前記近似式導出工程で導き出した前記試験体の深さと温度との関係に基づいて、前記第二の加算工程で算出した前記実際の防爆耐火性被覆厚さの位置に対応する前記試験体内の深さ位置の最高温度が前記コンクリート構造体の所定の耐熱許容温度以下であるか、及び前記第二の加算工程で算出した前記実際の防爆耐火性被覆厚さを有する防爆耐火性被覆層を設けた場合に前記鋼材の配置される深さ位置に対応する前記試験体内の深さ位置の最高温度が前記鋼材の所定の耐熱許容温度以下であるかを判定し、
前記実際の防爆耐火性被覆厚さの位置に対応する前記試験体内の深さ位置の最高温度が前記コンクリート構造体の所定の耐熱許容温度以下で、かつ、前記実際の防爆耐火性被覆厚さを有する防爆耐火性被覆層を設けた場合に前記鋼材の配置される深さ位置に対応する前記試験体内の深さ位置の最高温度が前記鋼材の所定の耐熱許容温度以下である場合に、
前記第二の加算工程にて算出した前記実際の防爆耐火性被覆厚さを良好とする第三の再判定工程を、更に備えることを特徴とする請求項８に記載の防爆耐火性被覆厚さ算出方法。
【請求項１０】
前記第三の再判定工程において、
前記実際の防爆耐火性被覆厚さの位置に対応する前記試験体内の深さ位置の最高温度、又は前記実際の防爆耐火性被覆厚さを有する防爆耐火性被覆層を設けた場合に前記鋼材の配置される深さ位置に対応する前記試験体内の深さ位置の最高温度の少なくとも一方が、それぞれの耐熱許容温度である前記コンクリート構造体の所定の耐熱許容温度、前記鋼材の所定の耐熱許容温度よりも大きい場合には、前記第三の耐熱深さ算出工程を再度実行することを特徴とする請求項９のいずれかに記載の防爆耐火性被覆厚さ算出方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、コンクリート構造物を耐火被覆するための防爆耐火性被覆層の厚さ算出方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
コンクリート構造体が火災等で加熱されて高温になると、このコンクリート構造体の表層部が剥離して落下する爆裂現象が発生する。そのため、コンクリート構造体の表面に耐火被覆材料からなる耐火層を設けて、コンクリート構造体を高熱から保護する方法が用いられている。
【０００３】
かかる耐火層の施工方法として、従来より、例えば、水硬性セメントにバーミキュライト、ロックウール等の無機材を混合したものを吹き付け機でコンクリート構造体の表面に吹き付けて耐火構造を形成する方法が知られている。
【０００４】
また、例えば、特許文献１には、建築、構築物等の表面に、不燃性の金属薄板材間に軽量骨材を細密充填した合成樹脂発泡体を挟んだ耐火パネルを取り付けて耐火構造を形成する方法が開示されている。
【０００５】
そして、水硬性セメントに無機材を混合して形成された耐火構造や特許文献１に記載された耐火パネルによる耐火構造の耐火層の厚さは、構築予定のコンクリート構造体の設計条件に似ている既存のコンクリート構造体に施工された耐火層の厚さを参考にして経験的に決定している。
【特許文献１】特開平５−２２０８８１号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、上述した耐火層の厚さの決定方法では、既存のコンクリート構造体の耐火層の厚さを参考にしているので、実際に構築予定のコンクリート構造体を熱から守るために必要な厚さを満たしているのか確認ができないという問題点があった。また、コンクリーと構造体を確実に熱から守るために安全率を大きくして耐火層を厚くすると、オーバースペックになってしまう可能性があるという問題点あった。つまり、この耐火層の適正な厚さを決定するための算出方法は存在しなかったのである。
【０００７】
そこで、本発明は、上記のような従来の問題に鑑みなされたものであって、コンクリート構造物を耐火被覆するための防爆耐火性被覆層の厚さを算出可能な算出方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
前記目的を達成するため、本発明の防爆耐火性被覆厚さ算出方法は、コンクリート構造体の表面に設けられる防爆耐火性被覆層の厚さを算出するための防爆耐火性被覆厚さ算出方法において、所定の厚さを有するコンクリート構造体と、該コンクリート構造体の表面を覆うように設けられ、仮設定された厚さを有する防爆耐火性被覆層と、前記コンクリート構造体内の所定の深さに配置される鉄筋等の鋼材と、前記コンクリート構造体内及び前記防爆耐火性被覆層の表面から所定の深さに設けられる温度センサとから構成される試験体を作製する試験体作製工程と、前記試験体を所定の加熱条件に従って前記防爆耐火性被覆層側から加熱して、前記温度センサにより前記試験体内の温度の経時変化を測定する加熱試験工程と、前記加熱試験工程における温度の測定結果に基づいて、前記試験体の深さと温度との関係を導く近似式導出工程と、前記近似式導出工程で導き出した前記試験体の深さと温度との関係に基づいて、前記コンクリート構造体と前記防爆耐火性被覆層とが接する積層面の深さ位置の温度が前記コンクリート構造体の所定の耐熱許容温度以下であるか、及び前記鋼材の深さ位置の温度が前記鋼材の所定の耐熱許容温度以下であるかを判定する判定工程と、前記判定工程での判定結果に基づいて前記防爆耐火性被覆層の厚さを算出する厚さ算出工程とを備えることを特徴とする（第１の発明）。
【０００９】
本発明による防爆耐火性被覆厚さ算出方法によれば、試験体を用いて加熱試験を行い、この結果に基づいて防爆耐火性被覆層の厚さを算出するので、経済的な防爆耐火性被覆層の厚さを算出することが可能となる。  
また、コンクリート構造体内に配置される鋼材の深さ位置は、鋼材の耐熱許容温度以下となるように算出されるので、火災等が生じても鋼材の耐力がなくなることが無い。
【００１０】
第２の発明は、第１の発明において、前記厚さ算出工程は、前記判定工程で、前記積層面の深さ位置の温度が前記コンクリート構造体の所定の耐熱許容温度以下であり、かつ、前記鋼材の深さ位置の温度が前記鋼材の所定の耐熱許容温度以下である場合に、前記近似式導出工程で導出した前記試験体の深さと温度との関係に基づいて、前記コンクリート構造体の所定の耐熱許容温度に対応する前記コンクリート構造体の耐熱深さ、及び前記鋼材の所定の耐熱許容温度に対応する前記鋼材の耐熱深さをそれぞれ算出する第一の耐熱深さ算出工程と、前記第一の耐熱深さ算出工程で算出した前記コンクリート構造体の耐熱深さと前記積層面の深さとの差分である第一の被覆差分値、及び前記第一の耐熱深さ算出工程で算出した前記鋼材の耐熱深さと前記試験体内に配置された前記鋼材の深さとの差分である第一の鋼材差分値をそれぞれ算出する第一の差分算出工程と、前記第一の差分算出工程で算出した第一の被覆差分値、及び第一の鋼材差分値のいずれか小さい方の値を前記仮設定された前記防爆耐火性被覆層の厚さから減算して実際の防爆耐火性被覆層厚さを算出する減算工程とを備えることを特徴とする。
【００１１】
本発明による防爆耐火性被覆厚さ算出方法によれば、試験体を用いて加熱試験を行い、この結果に基づいて防爆耐火性被覆層の厚さを算出するので、経済的な防爆耐火性被覆層の厚さを算出することが可能となる。  
また、コンクリート構造体内に配置される鋼材の深さ位置は、鋼材の耐熱許容温度以下となるように算出されるので、火災等が生じても鋼材の耐力がなくなることが無い。
【００１２】
第３の発明は、第２の発明において、前記減算工程の後に、前記近似式導出工程で導き出した前記試験体の深さと温度との関係に基づいて、前記減算工程で算出した前記実際の防爆耐火性被覆厚さの位置に対応する前記試験体内の深さ位置の最高温度が前記コンクリート構造体の所定の耐熱許容温度以下であるか、及び前記減算工程で算出した前記実際の防爆耐火性被覆厚さを有する防爆耐火性被覆層を設けた場合に前記鋼材の配置される深さ位置に対応する前記試験体内の深さ位置の最高温度が前記鋼材の所定の耐熱許容温度以下であるかを判定し、前記実際の防爆耐火性被覆厚さの位置に対応する前記試験体内の深さ位置の最高温度が前記コンクリート構造体の所定の耐熱許容温度以下で、かつ、前記実際の防爆耐火性被覆厚さを有する防爆耐火性被覆層を設けた場合に前記鋼材の配置される深さ位置に対応する前記試験体内の深さ位置の最高温度が前記鋼材の所定の耐熱許容温度以下である場合に、前記減算工程にて算出した前記実際の防爆耐火性被覆厚さを良好とする第一の再判定工程を、更に備えることを特徴とする。
【００１３】
本発明による防爆耐火性被覆厚さ算出方法によれば、算出された防爆耐火性被覆層の厚さ及び鋼材の配置される深さを、加熱試験による温度履歴の結果に基づいて検証するので安全性が向上する。
【００１４】
第４の発明は、第３の発明において、前記第一の再判定工程で、前記実際の防爆耐火性被覆厚さの位置に対応する前記試験体内の深さ位置の最高温度、又は前記実際の防爆耐火性被覆厚さを有する防爆耐火性被覆層を設けた場合に前記鋼材の配置される深さ位置に対応する前記試験体内の深さ位置の最高温度の少なくとも一方が、それぞれの耐熱許容温度である前記コンクリート構造体の所定の耐熱許容温度、前記鋼材の所定の耐熱許容温度よりも大きい場合には、前記第一の耐熱深さ算出工程を再度実行することを特徴とする。
【００１５】
本発明による防爆耐火性被覆厚さ算出方法によれば、算出結果に基づいた防爆耐火性被覆層とコンクリート構造体とが接する面の位置の最高温度がコンクリート構造体の所定の耐熱許容温度よりも大きかったり、算出結果に基づいて鋼材の配置される深さ位置の最高温度が鋼材の所定の耐熱許容温度よりも大きい場合は、厚さの算出をやり直すので、安全な防爆耐火性被覆層の厚さを算出することが可能となる。
【００１６】
第５の発明は、第１〜４のいずれかの発明において、前記厚さ算出工程は、前記判定工程で、前記積層面の深さ位置の温度が前記コンクリート構造体の所定の耐熱許容温度よりも大きく、かつ、前記鋼材の深さ位置の温度が前記鋼材の所定の耐熱許容温度よりも大きい場合に、前記近似式導出工程で導出した前記試験体の深さと温度との関係に基づいて、前記コンクリート構造体の所定の耐熱許容温度に対応する前記コンクリート構造体の耐熱深さ、及び前記鋼材の所定の許容耐熱温度に対応する前記鋼材の耐熱厚さをそれぞれ算出する第二の耐熱深さ算出工程と、前記第二の耐熱深さ算出工程で算出した前記コンクリート構造体の耐熱深さと前記積層面の深さとの差分である第二の被覆差分値、及び前記第二の耐熱深さ算出工程で算出した前記鋼材の耐熱深さと前記試験体内に配置された前記鋼材の深さとの差分である第二の鋼材差分値をそれぞれ算出する第二の差分算出工程と、前記第二の差分算出工程で算出した前記第二の被覆差分値、及び前記第二の鋼材差分値のいずれか大きい方の値を前記仮設定された前記防爆耐火性被覆層の厚さに加算して実際の防爆耐火性被覆層厚さを算出する第一の加算工程とを備えることを特徴とする。
【００１７】
本発明による防爆耐火性被覆厚さ算出方法によれば、試験体を用いて加熱試験を行い、この結果に基づいて防爆耐火性被覆層の厚さを算出するので、経済的な防爆耐火性被覆層の厚さを算出することが可能となる。  
また、コンクリート構造体内に配置される鋼材の深さ位置は、鋼材の耐熱許容温度以下となるように算出されるので、火災等が生じても鋼材の耐力がなくなることが無い。
【００１８】
第６の発明は、第５の発明において、前記第一の加算工程の後に、前記近似式導出工程で導き出した前記試験体の深さと温度との関係に基づいて、前記第一の加算工程で算出した前記実際の防爆耐火性被覆厚さの位置に対応する前記試験体内の深さ位置の最高温度が前記コンクリート構造体の所定の耐熱許容温度以下であるか、及び前記第一の加算工程で算出した前記実際の防爆耐火性被覆厚さを有する防爆耐火性被覆層を設けた場合に前記鋼材の配置される深さ位置に対応する前記試験体内の深さ位置の最高温度が前記鋼材の所定の耐熱許容温度以下であるかを判定し、前記実際の防爆耐火性被覆厚さの位置に対応する前記試験体内の深さ位置の最高温度が前記コンクリート構造体の所定の耐熱許容温度以下で、かつ、前記実際の防爆耐火性被覆厚さを有する防爆耐火性被覆層を設けた場合に前記鋼材の配置される深さ位置に対応する前記試験体内の深さ位置の最高温度が前記鋼材の所定の耐熱許容温度以下である場合に、前記第一の加算工程にて算出した前記実際の防爆耐火性被覆厚さを良好とする第二の再判定工程を、更に備えることを特徴とする。
【００１９】
本発明による防爆耐火性被覆厚さ算出方法によれば、算出された防爆耐火性被覆層の厚さ及び鋼材の配置される深さを、加熱試験による温度履歴の結果に基づいて検証するので安全性が向上する。
【００２０】
第７の発明は、第６の発明において、前記第二の再判定工程で、前記実際の防爆耐火性被覆厚さの位置に対応する前記試験体内の深さ位置の最高温度、又は前記実際の防爆耐火性被覆厚さを有する防爆耐火性被覆層を設けた場合に前記鋼材の配置される深さ位置に対応する前記試験体内の深さ位置の最高温度の少なくとも一方が、それぞれの耐熱許容温度である前記コンクリート構造体の所定の耐熱許容温度、前記鋼材の所定の耐熱許容温度よりも大きい場合には、前記第二の耐熱深さ算出工程を再度実行することを特徴とする。
【００２１】
本発明による防爆耐火性被覆厚さ算出方法によれば、算出結果に基づいた防爆耐火性被覆層とコンクリート構造体とが接する面の位置の最高温度がコンクリート構造体の所定の耐熱許容温度よりも大きかったり、算出結果に基づいて鋼材の配置される深さ位置の最高温度が鋼材の所定の耐熱許容温度よりも大きい場合は、厚さの算出をやり直すので、安全な防爆耐火性被覆層の厚さを算出することが可能となる。
【００２２】
第８の発明は、第１〜７のいずれかの発明において、前記厚さ算出工程は、前記判定工程で、前記積層面の深さ位置の温度、又は前記鋼材の深さ位置の温度のいずれか一方が、それぞれの耐熱許容温度である前記コンクリート構造体の所定の耐熱許容温度、前記鋼材の所定の耐熱許容温度よりも大きい場合に、前記近似式導出工程で導き出した前記試験体の深さと温度との関係に基づいて、前記所定の耐熱許容温度よりも大きい前記いずれか一方の前記所定の許容耐熱温度に対応する耐熱深さを算出する第三の耐熱深さ算出工程と、前記第三の耐熱深さ算出工程で算出した前記一方の耐熱深さと前記一方の深さとの差分である深さ差分値を算出する第三の差分算出工程と、前記第三の差分算出工程で算出した前記深さ差分値を前記仮設定された前記防爆耐火性被覆層の厚さに加算して実際の防爆耐火性被覆層厚さを算出する第二の加算工程とを備えることを特徴とする。
【００２３】
本発明による防爆耐火性被覆厚さ算出方法によれば、試験体を用いて加熱試験を行い、この結果に基づいて防爆耐火性被覆層の厚さを算出するので、経済的な防爆耐火性被覆層の厚さを算出することが可能となる。  
また、コンクリート構造体内に配置される鋼材の深さ位置は、鋼材の耐熱許容温度以下となるように算出されるので、火災等が生じても鋼材の耐力がなくなることが無い。
【００２４】
第９の発明は、第８の発明において、前記第二の加算工程の後に、前記近似式導出工程で導き出した前記試験体の深さと温度との関係に基づいて、前記第二の加算工程で算出した前記実際の防爆耐火性被覆厚さの位置に対応する前記試験体内の深さ位置の最高温度が前記コンクリート構造体の所定の耐熱許容温度以下であるか、及び前記第二の加算工程で算出した前記実際の防爆耐火性被覆厚さを有する防爆耐火性被覆層を設けた場合に前記鋼材の配置される深さ位置に対応する前記試験体内の深さ位置の最高温度が前記鋼材の所定の耐熱許容温度以下であるかを判定し、前記実際の防爆耐火性被覆厚さの位置に対応する前記試験体内の深さ位置の最高温度が前記コンクリート構造体の所定の耐熱許容温度以下で、かつ、前記実際の防爆耐火性被覆厚さを有する防爆耐火性被覆層を設けた場合に前記鋼材の配置される深さ位置に対応する前記試験体内の深さ位置の最高温度が前記鋼材の所定の耐熱許容温度以下である場合に、前記第二の加算工程にて算出した前記実際の防爆耐火性被覆厚さを良好とする第三の再判定工程を、更に備えることを特徴とする。
【００２５】
本発明による防爆耐火性被覆厚さ算出方法によれば、算出された防爆耐火性被覆層の厚さ及び鋼材の配置される深さを、加熱試験による温度履歴の結果に基づいて検証するので安全性が向上する。
【００２６】
第１０の発明は、第９の発明において、前記第三の再判定工程において、前記実際の防爆耐火性被覆厚さの位置に対応する前記試験体内の深さ位置の最高温度、又は前記実際の防爆耐火性被覆厚さを有する防爆耐火性被覆層を設けた場合に前記鋼材の配置される深さ位置に対応する前記試験体内の深さ位置の最高温度の少なくとも一方が、それぞれの耐熱許容温度である前記コンクリート構造体の所定の耐熱許容温度、前記鋼材の所定の耐熱許容温度よりも大きい場合には、前記第三の耐熱深さ算出工程を再度実行することを特徴とする。
【００２７】
本発明による防爆耐火性被覆厚さ算出方法によれば、算出結果に基づいた防爆耐火性被覆層とコンクリート構造体とが接する面の位置の最高温度がコンクリート構造体の所定の耐熱許容温度よりも大きかったり、算出結果に基づいて鋼材の配置される深さ位置の最高温度が鋼材の所定の耐熱許容温度よりも大きい場合は、厚さの算出をやり直すので、安全な防爆耐火性被覆層の厚さを算出することが可能となる。
【発明の効果】
【００２８】
本発明の防爆耐火性被覆厚さの算出方法により、経済的に優れた防爆耐火性被覆の厚さを算出することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２９】
以下、本発明に係る防爆耐火性被覆層の厚さの算出方法の好ましい実施形態について図面を用いて詳細に説明する。本実施形態においては、防爆耐火性被覆層の厚さを決定するために、防爆耐火性被覆層とコンクリート構造体とを備えた試験体を製作し、この試験体を所定の加熱条件に従って加熱するとともに、試験体内の温度を測定し、この測定結果に基づいて防爆耐火性被覆層の厚さを算出する方法について説明する。
【００３０】
図１は、本発明の実施形態に係る試験体２の断面図である。図１に示すように、試験体２は、コンクリート構造体４と、このコンクリート構造体の表面を覆うように設けられ、仮設定された厚さを有する防爆耐火性被覆層３と、コンクリート構造体４内の所定の深さに配置される鉄筋等の鋼材５と、コンクリート構造体４内及び防爆耐火性被覆層３内の所定の深さに設けられる熱電対等の温度センサ６とから構成される。なお、防爆耐火性被覆層３の表面が後述する加熱試験における加熱面３ａとなる。
【００３１】
図２は、本実施形態に係る防爆耐火性被覆層の算出方法１を示すフロー図である。また、図３は、本実施形態に係る試験体２の加熱条件の一例を示す図である。
【００３２】
まず、図２のステップＳ１の加熱条件設定工程において、図３に示すように、試験体２を加熱する際の加熱条件を設定する。  
ステップＳ１では、試験体２の加熱方法、コンクリート構造体４を構成するコンクリートの耐熱許容温度Ｔｃ、鋼材５の許容温度Ｔｓを設定する。  
加熱方法は、トンネル火災を想定して、加熱開始後５分間で１２００℃まで昇温するＲＡＢＴ曲線に準ずることとした。  
また、コンクリートの耐熱許容温度Ｔｃ、鋼材５の許容温度Ｔｓをそれぞれ、例えば、３５０℃、３００℃とした。
【００３３】
なお、本実施形態においては、加熱方法、コンクリートの耐熱許容温度Ｔｃ、鋼材５の許容温度Ｔｓをそれぞれ、ＲＡＢＴ曲線、３５０℃、３００℃としたが、これに限定されるものではなく、設計条件等に応じて変更してもよい。
【００３４】
次に、図２のステップＳ２の構造体条件の仮設定工程において、図４に示すように、試験体２の構造体条件を仮設定する。具体的には、防爆耐火性被覆層３の厚さＨｃ、加熱面３ａから鋼材５までの深さＨｓを仮設定する。  
本実施形態では、防爆耐火性被覆層３の厚さＨｃを１００ｍｍ、加熱面から鋼材５までの深さＨｓを１２５ｍｍ（防爆耐火性被覆層３とコンクリート構造体４とが接する積層面３ｂから鋼材５までの深さＤｓは２５ｍｍ）と仮設定したが、これに限定されるものではなく、設計条件等に応じて変更してもよい。  
次に、図２のステップＳ３の試験体作製工程において、図１に示すような試験体２を作製する。  
防爆耐火性被覆層３は、セメントと砂と水と耐火用繊維とその他必要な添加材等を設計により決定された割合で配合して形成される。コンクリート構造体４は、セメントと骨材と水とその他必要な添加材等を設計により決定された割合で配合して形成される。ただし、使用する材料や配合は限定されるものではなく、設計条件等に応じて変更してもよい。  
温度センサ６は、加熱する際の加熱面３ａとなる防爆耐火性被覆層３の表面から０、２０、４０、７０、１００、１２５ｍｍの深さ位置に設置する。ただし、この深さ位置に限定されるものではなく、後述する試験体２の深さと最高温度との関係を示す近似式を導き出すことができるように配置位置、配置数等を設計により決定する。
【００３５】
次に、本実施形態に係る図２のステップＳ４の加熱試験工程において、試験体２の加熱面３ａをＲＡＢＴ曲線に準じて加熱する加熱試験を行い、温度センサ６により試験体２内の各深さ位置における温度の経時変化を測定する。測定後、各温度センサ６の温度履歴の中で最も高い最高温度をそれぞれ抽出する。
【００３６】
図５は、本実施形態に係る試験体２の深さと最高温度との関係を示す表である。図５に示すように、加熱面３ａからの深さが深くなるほど試験体２内の最高温度は低くなっている。
【００３７】
次に、ステップＳ５の近似式導出工程において、ステップ４の加熱試験工程での測定結果に基づいて、試験体２の深さと最高温度との関係を示す近似式を導き出すとともに、図示する。
【００３８】
図６は、本実施形態に係る試験体２の深さと最高温度との関係を示す図である。図６に示すように、試験体２の深さと最高温度との関係を一般的な近似方法を用いて算出する。本実施形態では次の（１）式の形で近似式を求める。  
Ｙ  ＝ｅ（Ｘ−ａ）/ｂ    ・・・（１）式
ここで、Ｙ：加熱面３ａからの深さ（ｍｍ）、Ｘ：最高温度（℃）、ａ、ｂ：定数である。  
図６の例では、ａ＝１３５７．７、ｂ＝−２３５．８となった。
【００３９】
次に、ステップＳ６の判定工程において、防爆耐火性被覆層３に接するコンクリート構造体４の表面、つまり上記積層面３ｂ（本実施形態においては、試験体２の深さ１００ｍｍの位置（＝防爆耐火性被覆層３の厚さＨｃ））の最高温度Ｔｃｍとコンクリート構造体４の耐熱許容温度Ｔｃとを比較し、また、鋼材５の配置されている深さＨｓの位置の最高温度Ｔｓｍと鋼材５の耐熱許容温度Ｔｓとを比較する。この比較の結果、次の（２）式、かつ、（３）式の条件を満たす場合には、ステップＳ１１の第一の耐熱深さ算出工程を実施する（この条件以外の場合については後述する。）。  
Ｔｃｍ  ≦  Ｔｃ    ・・・（２）式
Ｔｓｍ  ≦  Ｔｓ    ・・・（３）式
ここで、Ｔｃｍ：積層面３ｂ（＝加熱面３ａからの深さ１００ｍｍ）の位置の最高温度（℃）、Ｔｃ：コンクリートの耐熱許容温度（℃）、Ｔｓｍ：深さＨｓ（＝加熱面３ａからの深さ１２５ｍｍ）の位置の最高温度（℃）、Ｔｓ：鋼材の耐熱許容温度（℃）である。
【００４０】
以下に、上記比較を行った結果を示す。  
本実施形態では、積層面３ｂの位置の最高温度は、図５の加熱面からの深さ１００ｍｍに対応する最高温度の２５１℃なので、次の（２）’式となる。  
Ｔｃｍ  ＝  ２５１  ・・・（２）’式
また、深さＨｓの位置の最高温度は、図５の加熱面からの深さ１２５ｍｍに対応する最高温度の１９２℃なので、次の（３）’式となる。  
Ｔｓｍ  ＝  １９２  ・・・（３）’式
【００４１】
なお、本実施形態においては、積層面３ｂの位置の最高温度、及び深さＨｓの位置の最高温度は、図５を参照して導き出したが、（１）式にそれぞれの深さの値を代入して最高温度を算出してもよい。例えば、ステップＳ５の近似式導出工程で導き出した（１）式に積層面３ｂの深さ１００ｍｍを代入すると（１）’式となる。  
Ｔｃｍ  ＝ｅ（１００−ａ）/ｂ 
＝２５１    ・・・（１）’式
また、（１）式に鋼材の深さ１２５ｍｍを代入すると（１）”式となる。  
Ｔｓｍ  ＝ｅ（１２５−ａ）/ｂ 
＝１９２    ・・・（１）”式
そして、（２）’式、及び（３）’式の値（すなわち（１）’式、及び（１）”式の値）をそれぞれ（２）式、及び（３）式に代入すると（２）”式及び（３）”式となる。  
Ｔｃｍ  ＝２５１  ≦  Ｔｃ＝３５０  ・・・（２）”式
Ｔｓｍ  ＝１９２  ≦  Ｔｓ＝３００  ・・・（３）”式
【００４２】
（２）”式及び（３）”式より、上記（２）、（３）式が満たされるので、次に、ステップＳ１１の第一の耐熱深さ算出工程において、コンクリート構造体４の耐熱許容温度Ｔｃ、及び鋼材５の耐熱許容温度Ｔｓの値をそれぞれ（１）式に代入し、コンクリート構造体４の耐熱許容温度Ｔｃに対応する耐熱深さＹ４、及び鋼材５の耐熱許容温度Ｔｓに対応する耐熱深さＹ５をそれぞれ算出すると次の（４）式、及び（５）式となる。  
Ｙ４  ＝ｅ（Ｔｃ−ａ）/ｂ 
＝ｅ（３５０−ａ）/ｂ 
＝７２                      ・・・（４）式
Ｙ５  ＝ｅ（Ｔｓ−ａ）/ｂ 
＝ｅ（３００−ａ）/ｂ 
＝８９                      ・・・（５）式
ここで、Ｙ４：コンクリート構造体４の耐熱許容温度Ｔｃに対応する耐熱深さ（ｍｍ）、Ｙ５：鋼材５の耐熱許容温度Ｔｓに対応する耐熱深さ（ｍｍ）である。
【００４３】
次に、ステップＳ１２の第一の差分算出工程において、ステップＳ１１の第一の耐熱深さ算出工程の（４）式により算出された耐熱深さＹ４と積層面３ｂの深さとの差分である第一の被覆差分値δｃ１が次の（６）式により算出される。  
δｃ１  ＝Ｈｃ−Ｙ４  より
＝１００−７２  
＝２８                      ・・・（６）式
ここで、δｃ１：第一の被覆差分値（ｍｍ）である。
【００４４】
また、ステップＳ１１の第一の耐熱深さ算出工程の（５）式より算出された耐熱深さＹ５と鋼材５までの深さＨｓとの差分である第一の鋼材差分値δｓ１が次の（７）式により算出される。  
δｓ１  ＝Ｈｓ−Ｙ５  より
＝１２５−８９  
＝３６                      ・・・（７）式
ここで、δｓ１：第一の鋼材差分値（ｍｍ）である。
【００４５】
次に、ステップＳ１３の減算工程において、ステップＳ１２の第一の差分算出工程の（６）式より算出された第一の被覆差分値δｃ１と（７）式より算出された第一の鋼材差分値δｓ１とを比較して、いずれか小さい方の値を選択する。  
本実施形態では、δｃ１＝２８、δｓ１＝３６であるから、第一の被覆差分値δｃ１を選択した。  
防爆耐火性被覆層の施工誤差等を考慮し、選択した第一の被覆差分値δｃ１から安全値Ｓ（ｍｍ）を減算した安全率含有被覆差分値Ｙ９（ｍｍ）を次の（８）式により算出する。  
Ｙ９  ＝δｃ１−Ｓ    ・・・（８）式
（８）式に、第一の被覆差分値δｃ１である２８（ｍｍ）、及び設計等により決定した安全値Ｓである１０（ｍｍ）を代入することにより、Ｙ９は次の（９）式で算出される。  
Ｙ９  ＝２８−１０
＝１８          ・・・（９）式
なお、本実施形態においては、安全値Ｓを１０ｍｍとしたが、これに限定されるものではなく、設計条件等により適宜決定される。
【００４６】
（８）式より算出された安全率含有差分値Ｙ９をステップＳ２の構造体条件の仮設工程で仮設定された防爆耐火性被覆層３の厚さＨｃから減算して、実際に構築する防爆耐火性被覆層３の厚さＹ１０（ｍｍ）が次の（１０）式により算出される。  
Ｙ１０  ＝Ｈｃ−Ｙ９
＝８２        ・・・（１０）式
また、実際に鋼材５を配置する加熱面３ａからの深さＹ１１（ｍｍ）が次の（１１）式により算出される。  
Ｙ１１  ＝Ｙ１０＋Ｄｓ  より
＝８２＋２５
＝１０７      ・・・（１１）式
（１０）式、及び（１１）式より、実際に構築する防爆耐火性被覆層３の厚さＹ１０、鋼材５を配置する加熱面３ａからの深さＹ１１をそれぞれ８２ｍｍ、１０７ｍｍと決定する。
【００４７】
次に、ステップＳ１４の第一の再判定工程において、（１０）式より算出した実際の防爆耐火性被覆層３の厚さＹ１０（本実施形態では、８２ｍｍ）、及び（１１）式より算出した実際の鋼材５を配置する加熱面３ａからの深さＹ１１（本実施形態では、１０７ｍｍ）をそれぞれ（１）式に代入して、実際の防爆耐火性被覆層３の厚さＹ１０の値に対応する試験体２の深さ位置の最高温度Ｘ１０（ｍｍ）、及び実際の鋼材５を配置する加熱面３ａからの深さＹ１１の値に対応する試験体２の深さ位置の最高温度Ｘ１１を算出する。
【００４８】
そして、実際の防爆耐火性被覆層３の厚さＹ１０の値に対応する試験体２の深さ位置の最高温度Ｘ１０とコンクリート構造体４の耐熱許容温度Ｔｃとを比較し、また、実際の鋼材５を配置する加熱面３ａからの深さＹ１１の値に対応する試験体２の深さ位置の最高温度Ｘ１１と鋼材５の耐熱許容温度Ｔｓとを比較する。
【００４９】
上述した比較を行って次の（１２）式、かつ、（１３）式を満たす場合に、（１０）式より算出した実際の防爆耐火性被覆層３の厚さＹ１０の値、及び（１１）式より算出した実際の鋼材５を配置する加熱面３ａからの深さＹ１１の値は、共に良好な値であると判定して設計値として使用する。  
Ｘ１０  ≦  Ｔｃ        ・・・（１２）式
Ｘ１１  ≦  Ｔｓ        ・・・（１３）式
【００５０】
まず、（１２）式における実際の防爆耐火性被覆層３の厚さＹ１０の値に対応する試験体２の深さ位置の最高温度Ｘ１０とコンクリート構造体４の耐熱許容温度Ｔｃとを比較する。  
ステップＳ１３の減算工程で算出した実際の防爆耐火性被覆層３の厚さＹ１０の値８２ｍｍを（１）式に代入すると次の（１４）式となる。  
８２  ＝ｅ（Ｘ１０−ａ）/ｂ      ・・・（１４）式
（１４）式よりＸ１０は３１８．６℃と算出される。こうして算出された試験体２の深さ位置の最高温度Ｘ１０はコンクリート構造体４の耐熱許容温度Ｔｃ（本実施形態では、３５０℃）より小さいから、（１２）式の条件を満たしている。したがって、実際の防爆耐火性被覆層３の厚さＹ１０の値は、ステップＳ２の構造体条件の仮設定工程で仮設定した構造条件を満たしている。
【００５１】
次に、（１３）式における実際の鋼材５を配置する加熱面３ａからの深さＹ１１の値に対応する試験体２の深さ位置の最高温度Ｘ１１（℃）と鋼材５の耐熱許容温度Ｔｓとを比較する。  
ステップＳ１３の減算工程で算出した実際の鋼材５を配置する加熱面３ａからの深さＹ１１の値を（１）式に代入すると次の（１５）式となる。  
１０７  ＝ｅ（Ｘ１１−ａ）/ｂ    ・・・（１５）式
（１５）式よりＸ１１は２５６℃と算出される。こうして算出された試験体２の深さ位置の最高温度Ｘ１１は鋼材５の耐熱許容温度Ｔｓ（本実施形態では、３００℃）より小さいから、（１３）式の条件を満たしている。したがって、実際の鋼材５を配置する加熱面３ａからの深さＹ１１の値は、構造体条件の仮設定工程Ｓ２で仮設定した構造条件を満たしている。
【００５２】
ステップＳ１３の減算工程で算出した実際の防爆耐火性被覆層３の厚さＹ１０、及び実際の鋼材５を配置する加熱面３ａからの深さＹ１１の値は（１２）式、及び（１３）式を満たしているので、（１０）式、及び（１１）式より算出した実際の防爆耐火性被覆層３の厚さＹ１０の値、及び算出した実際の鋼材５を配置する加熱面３ａからの深さＹ１１の値は、共に良好な値であると判定して設計値として使用する。
【００５３】
また、第一の再判定工程にて、実際の防爆耐火性被覆層３の厚さＹ１０の値に対応する試験体２の深さ位置の最高温度Ｘ１０とコンクリート構造体４の耐熱許容温度Ｔｃとを比較し、また、実際の鋼材５を配置する加熱面３ａからの深さＹ１１の値に対応する試験体２の深さ位置の最高温度Ｘ１１と鋼材５の耐熱許容温度Ｔｓとを比較し、少なくとも一方が（１２）”式、又は（１３）”式を満たさない場合には、ステップＳ１１の第一の耐熱深さ算出工程を再度実行する。
【００５４】
次に、ステップＳ６の判定工程にて、積層面３ｂの位置の最高温度Ｔｃｍ’とコンクリート構造体４の耐熱許容温度Ｔｃと、及び鋼材５の配置されている深さＨｓの位置の最高温度Ｔｓｍ’と鋼材５の耐熱許容温度Ｔｓとの値をそれぞれ比較する。ここで、最高温度Ｔｃｍ’、最高温度Ｔｓｍ’は、上述したそれぞれの最高温度Ｔｃｍ、最高温度Ｔｓｍと同じ温度を示すものであるが、上記で例示した最高温度Ｔｃｍの２５１℃、最高温度Ｔｓｍの１９２℃との混同を防止するため、異なる符号を用いて示す。
【００５５】
この比較において、次の（１６）式、及び（１７）式の条件を共に満たす場合には、ステップＳ２１の第二の耐熱深さ算出工程を実施する（この条件、及び上述した（２）〜（３）式を満たさない場合以外の場合については、後述する。）。  
Ｔｃｍ’  ＞  Ｔｃ        ・・・（１６）式
Ｔｓｍ’  ＞  Ｔｓ        ・・・（１７）式
【００５６】
ステップＳ２１の第二の耐熱深さ算出工程において、コンクリート構造体４の耐熱許容温度Ｔｃ、及び鋼材５の耐熱許容温度Ｔｓの値をそれぞれ（１）式に代入し、コンクリート構造体４の耐熱許容温度Ｔｃに対応する耐熱深さＹ４’（ｍｍ）、鋼材５の耐熱許容温度Ｔｓに対応する耐熱深さＹ５’（ｍｍ）はそれぞれ次の（１８）式、及び（１９）式により算出される。  
Ｙ４’  ＝ｅ（Ｔｃ−ａ）/ｂ 
＝ｅ（３５０−ａ’）/ｂ’    ・・・（１８）式
Ｙ５’  ＝ｅ（Ｔｓ−ａ）/ｂ 
＝ｅ（３００−ａ’）/ｂ’    ・・・（１９）式
ここで、本実施形態では、ａ＝ａ’、ｂ＝ｂ’とする。
【００５７】
次に、ステップＳ２２の第二の差分算出工程において、ステップＳ２１の第二の耐熱深さ算出工程の（１８）式より算出された耐熱深さＹ４’と積層面３ｂの深さとの差分である第二の被覆差分値δｃ２（ｍｍ）は、次の（２０）式により算出される。  
δｃ２  ＝Ｙ４’−Ｈｃ    ・・・（２０）式
また、ステップＳ２１の第二の耐熱深さ算出工程の（１９）式より算出された耐熱深さＹ５’と鋼材５までの深さＨｓとの差分である第二の鋼材差分値δｓ２（ｍｍ）は、次の（２１）式により算出される。  
δｓ２  ＝Ｙ５’−Ｈｓ    ・・・（２１）式
【００５８】
次に、ステップＳ２３の第一の加算工程において、ステップＳ２２の第二の差分算出工程の（２０）式より算出された第二の被覆差分値δｃ２と（２１）式より算出された第二の鋼材差分値δｓ２とを比較して、いずれか大きい方の差分値δ２（ｍｍ）を選択する。  
防爆耐火性被覆層の施工誤差等を考慮し、選択した差分値δ２に安全値Ｓ（ｍｍ）を加算した安全率含有被覆差分値Ｙ９’（ｍｍ）を次の（２２）式により算出する。  
Ｙ９’  ＝δ２＋Ｓ      ・・・（２２）式
その安全率含有被覆差分値Ｙ９’をステップＳ２の構造体条件の仮設定工程で仮設定された防爆耐火性被覆層３の厚さＨｃに加算して、実際に構築する防爆耐火性被覆層３の厚さＹ１０’（ｍｍ）は次の（２３）式により算出される。  
Ｙ１０’  ＝Ｈｃ＋Ｙ９’  ・・・（２３）式
また、実際に鋼材５を配置する加熱面３ａからの深さＹ１１’（ｍｍ）を算出すると次の（２４）式となる。  
Ｙ１１’  ＝Ｙ１０’＋Ｄｓ  ・・・（２４）式
（２３）式、及び（２４）式より、実際に構築する防爆耐火性被覆層３の厚さをＹ１０’、鋼材５を配置する加熱面３ａからの深さをＹ１１’と決定する。
【００５９】
次に、ステップＳ２４の第二の再判定工程において、（２３）式より算出した実際の防爆耐火性被覆層３の厚さＹ１０’の値、及び（２４）式より算出した実際の鋼材５を配置する加熱面３ａからの深さＹ１１’の値をそれぞれ（１）式に代入して、実際の防爆耐火性被覆層３の厚さＹ１０’の値に対応する試験体２の深さ位置の最高温度Ｘ１０’（℃）、及び実際の鋼材５を配置する加熱面３ａからの深さＹ１１’の値に対応する試験体２の深さ位置の最高温度Ｘ１１’（℃）を算出する。
【００６０】
そして、実際の防爆耐火性被覆層３の厚さＹ１０’の値に対応する試験体２の深さ位置の最高温度Ｘ１０’とコンクリート構造体４の耐熱許容温度Ｔｃと、及び実際の鋼材５を配置する加熱面３ａからの深さＹ１１’の値に対応する試験体２の深さ位置の最高温度Ｘ１１’と鋼材５の耐熱許容温度Ｔｓとを比較する。
【００６１】
まず、実際の防爆耐火性被覆層３の厚さＹ１０’の値に対応する試験体２の深さ位置の最高温度Ｘ１０’とコンクリート構造体４の耐熱許容温度Ｔｃとを比較する。  
ステップＳ２３の第一の加算工程で算出した実際の防爆耐火性被覆層３の厚さＹ１０’の値を（１）式に代入すると次の（２５）式となる。  
Ｙ１０’  ＝ｅ（Ｘ１０’−ａ’）/ｂ’    ・・・（２５）式
（２５）式を変形すると次の（２６）式になる。  
Ｘ１０’  ＝ａ’＋ｂ’・ｌｎＹ１０’  ・・・（２６）式
次に、実際の鋼材５を配置する加熱面３ａからの深さＹ１１’の値に対応する試験体２の深さ位置の最高温度Ｘ１１’と鋼材５の耐熱許容温度Ｔｓとを比較する。
【００６２】
ステップＳ２３の第一の加算工程で算出した実際の鋼材５を配置する加熱面３ａからの深さＹ１１’の値を（１）式に代入すると次の（２７）式となる。  
Ｙ１１’＝ｅ（Ｘ１１’−ａ’）/ｂ’      ・・・（２７）式
（２７）式を変形すると次の（２８）式になる。  
Ｘ１１’  ＝ａ’＋ｂ’・ｌｎＹ１１’  ・・・（２８）式
【００６３】
（２６）式より算出された試験体２の深さ位置の最高温度Ｘ１０’とコンクリート構造体４の耐熱許容温度Ｔｃとを比較し、また、（２８）式より算出された実際の鋼材５を配置する加熱面３ａからの深さＹ１１’の値に対応する試験体２の深さ位置の最高温度Ｘ１１’と鋼材５の耐熱許容温度Ｔｓとを比較して、次の（２９）式、及び（３０）式を共に満たす場合には、（２３）式より算出した実際の防爆耐火性被覆層３の厚さＹ１０’の値、及び（２４）式より算出した実際の鋼材５を配置する加熱面３ａからの深さＹ１１’の値は、共に良好な値であると判定して設計値として使用する。  
Ｘ１０’  ≦  Ｔｃ          ・・・（２９）式
Ｘ１１’  ≦  Ｔｓ          ・・・（３０）式
【００６４】
また、第二の再判定工程にて、実際の防爆耐火性被覆層３の厚さＹ１０’の値に対応する試験体２の深さ位置の最高温度Ｘ１０’とコンクリート構造体４の耐熱許容温度Ｔｃとを比較するとともに、実際の防爆耐火性被覆層３の厚さＹ１０’を有する防爆耐火性被覆層３を設けた場合に、実際の鋼材５の配置される深さＹ１１’の値に対応する試験体２の深さ位置の最高温度Ｘ１１’と鋼材５の耐熱許容温度Ｔｓとを比較し、（２９）式又は（３０）式の少なくとも一方を満たさない場合には、ステップＳ２１の第二の耐熱深さ算出工程を再度実行する。
【００６５】
更に、ステップＳ６の判定工程にて、上述したように、積層面３ｂの最高温度Ｔｃｍ”とコンクリート構造体４の耐熱許容温度Ｔｃとを比較し、また、鋼材５の配置されている深さＨｓの位置の最高温度Ｔｓｍ”と鋼材５の耐熱許容温度Ｔｓとの値を比較する。ここで、最高温度Ｔｃｍ”、最高温度Ｔｓｍ”は、上述したそれぞれの最高温度Ｔｃｍ、最高温度Ｔｓｍと同じ温度を示すものであるが、上記で例示した最高温度Ｔｃｍの２５１℃、最高温度Ｔｓｍの１９２℃との混同を防止するため、前述した最高温度Ｔｃｍ’、最高温度Ｔｓｍ’と同様に異なる符号を用いて示す。
【００６６】
この比較において、（２）式、又は（３）式のいずれか一方を満たさない場合、つまり、積層面３ｂの最高温度Ｔｃｍ”又は鋼材５の配置されている深さＨｓの位置の最高温度Ｔｓｍ”のいずれか一方が、それぞれの耐熱許容温度であるコンクリート構造体４の耐熱許容温度Ｔｃ又は鋼材５の耐熱許容温度Ｔｓよりも大きい場合には、ステップＳ３１の第三の耐熱深さ算出工程を実施する。以下、耐熱許容温度を超えたいずれか一方の最高温度を耐熱必要温度Ｘ４”（℃）とする。
【００６７】
例えば、（２）式のように、積層面３ｂの最高温度Ｔｃｍ”がコンクリート構造体４の耐熱許容温度Ｔｃよりも大きい場合には、ステップＳ３１の第三の耐熱深さ算出工程において、耐熱必要温度Ｘ４”（＝最高温度Ｔｃｍ”）の値を（１）式に代入し、該耐熱必要温度Ｘ４”に対応する耐熱深さＹ４”（ｍｍ）は次の（３１）式により算出される。  
Ｙ４”＝ｅ（Ｘ４”−ａ）/ｂ
＝ｅ（Ｘ４”−ａ”）/ｂ”        ・・・（３１）式
ここで、本実施形態では、ａ＝ａ”、ｂ＝ｂ”とする。
【００６８】
また、例えば、（３）式のように、鋼材５の配置されている深さＨｓの位置の最高温度Ｔｓｍ”が鋼材５の耐熱許容温度Ｔｓよりも大きい場合には、ステップＳ３１の第三の耐熱深さ算出工程において、耐熱必要温度Ｘ４”（＝最高温度Ｔｓｍ”）の値を（１）式に代入し、該耐熱必要温度Ｘ４”に対応する耐熱深さＹ４”を算出すると、上記と同様に（３１）式となる。
【００６９】
次に、ステップＳ３２の第三の差分算出工程において、ステップＳ３１の第三の耐熱深さ算出工程の（３１）式より算出された耐熱深さＹ４”と耐熱許容温度を超えたいずれか一方の部材の深さＨ（＝積層面３ｂの深さＨｃ又は加熱面３ａから鋼材５までの深さＨｓ）（ｍｍ）との差分である被覆差分値δ３（ｍｍ）は次の（３２）式により算出される。  
δ３  ＝Ｙ４”−Ｈ          ・・・（３２）式
防爆耐火性被覆層の施工誤差等を考慮し、（３２）式で算出した被覆差分値δ３に安全値Ｓ（ｍｍ）を加算した安全率含有被覆差分値Ｙ９”（ｍｍ）を次の（３３）式により算出する。  
Ｙ９”  ＝δ３＋Ｓ        ・・・（３３）式
【００７０】
次に、ステップＳ３３の第二の加算工程において、ステップＳ３２の第三の差分算出工程の（３３）式より算出された安全率含有被覆差分値Ｙ９”をステップＳ２で仮設定された防爆耐火性被覆層３の厚さＨｃに加算して、実際に構築する防爆耐火性被覆層３の厚さＹ１０”（ｍｍ）は次の（３４）式により算出される。  
Ｙ１０”  ＝Ｈｃ＋Ｙ９”  ・・・（３４）式
また、実際に鋼材５を配置する加熱面３ａからの深さＹ１１”（ｍｍ）は次の（３５）式により算出される。  
Ｙ１１”  ＝Ｙ１０”＋Ｄｓ  ・・・（３５）式
（３４）式、及び（３５）式より、実際に構築する防爆耐火性被覆層３の厚さをＹ１０”、鋼材５を配置する加熱面３ａからの深さをＹ１１”と決定する。
【００７１】
次に、ステップＳ３４の第三の再判定工程において、（３４）式より算出した実際の防爆耐火性被覆層３の厚さＹ１０”の値、及び（３５）式より算出した実際の鋼材５を配置する加熱面３ａからの深さＹ１１”の値をそれぞれ（１）式に代入して、実際の防爆耐火性被覆層３の厚さＹ１０”の値に対応する試験体２の深さ位置の最高温度Ｘ１０”、及び実際の鋼材５を配置する加熱面３ａからの深さＹ１１”の値に対応する試験体２の深さ位置の最高温度Ｘ１１”を算出する。
【００７２】
そして、実際の防爆耐火性被覆層３の厚さＹ１０”の値に対応する試験体２の深さ位置の最高温度Ｘ１０”とコンクリート構造体４の耐熱許容温度Ｔｃとを比較し、また、実際の鋼材５を配置する加熱面３ａからの深さＹ１１”の値に対応する試験体２の深さ位置の最高温度Ｘ１１”と鋼材５の耐熱許容温度Ｔｓとを比較する。
【００７３】
まず、実際の防爆耐火性被覆層３の厚さＹ１０”の値に対応する試験体２の深さ位置の最高温度Ｘ１０”（℃）とコンクリート構造体４の耐熱許容温度Ｔｃとを比較する。  
ステップＳ３３の第二の加算工程で算出した実際の防爆耐火性被覆層３の厚さＹ１０”の値を（１）式に代入すると次の（３６）式となる。  
Ｙ１０”  ＝ｅ（Ｘ１０”−ａ”）/ｂ”  ・・・（３６）式
（３６）式を変形すると次の（３７）式になる。  
Ｘ１０”  ＝ａ”＋ｂ”・ｌｎＹ１０”  ・・・（３７）式
【００７４】
次に、実際の鋼材５を配置する加熱面３ａからの深さＹ１１”の値に対応する試験体２の深さ位置の最高温度Ｘ１１”（℃）と鋼材５の耐熱許容温度Ｔｓとを比較する。  
ステップＳ３３の第二の加算工程で算出した実際の鋼材５を配置する加熱面３ａからの深さＹ１１”の値を（１）式に代入すると次の（３８）式となる。  
Ｙ１１”＝ｅ（Ｘ１１”−ａ”）/ｂ”  ・・・（３８）式
（３８）式を変形すると次の（３９）式になる。  
Ｘ１１”＝ａ”＋ｂ”・ｌｎＹ１１”  ・・・（３９）式
【００７５】
（３７）式より算出された試験体２の深さ位置の最高温度Ｘ１０”とコンクリート構造体４の耐熱許容温度Ｔｃとを比較し、また、（３９）式より算出された実際の鋼材５を配置する加熱面３ａからの深さＹ１１”の値に対応する試験体２の深さ位置の最高温度Ｘ１１”と鋼材５の耐熱許容温度Ｔｓとを比較して、次の（４０）式、及び（４１）式を共に満たす場合には、（３４）式より算出した実際の防爆耐火性被覆層３の厚さＹ１０”の値、及び（３５）式より算出した実際の鋼材５を配置する加熱面３ａからの深さＹ１１”の値は、共に良好な値であると判定して設計値として使用する。  
Ｘ１０”  ≦  Ｔｃ        ・・・（４０）式
Ｘ１１”  ≦  Ｔｓ        ・・・（４１）式
【００７６】
そして、ステップＳ３４の第三の再判定工程にて、実際の防爆耐火性被覆層３の厚さＹ１０”の値に対応する試験体２の深さ位置の最高温度Ｘ１０”とコンクリート構造体４の耐熱許容温度Ｔｃと、及び実際の防爆耐火性被覆層３の厚さＹ１０”を有する防爆耐火性被覆層３を設けた場合に、実際の鋼材５の配置される深さＹ１１”の値に対応する試験体２の深さ位置の最高温度Ｘ１１”と鋼材５の耐熱許容温度Ｔｓとを比較し、（４０）式又は（４１）式の少なくとも一方を満たさない場合には、ステップＳ３１の第三の耐熱深さ算出工程を再度実行する。
【００７７】
以上説明した本実施形態における防爆耐火性被覆層３の厚さ算出方法によれば、試験体２により加熱試験を行い、この結果に基づいて防爆耐火性被覆層３の厚さを算出するので、経済的な防爆耐火性被覆層３の厚さを算出することが可能となる。
【００７８】
また、コンクリート構造体４内に配置される鋼材５の深さ位置は、鋼材５の耐熱許容温度Ｔｓ以下となるように算出されるので、火災等が生じても鋼材５の耐力がなくなることが無い。
【００７９】
そして、算出された防爆耐火性被覆層３の厚さ及び鋼材５の配置される深さを、加熱試験による温度履歴の結果に基づいて検証するので安全性が向上する。
【図面の簡単な説明】
【００８０】
【図１】本発明の実施形態に係る試験体の断面図である。
【図２】本実施形態に係る防爆耐火性被覆層の算出方法を示すフロー図である。
【図３】本実施形態における試験体の加熱条件を示す図である。
【図４】本実施形態に係る試験体の構造条件を示す図である。
【図５】本実施形態に係る試験体の深さと最高温度との関係を示す表である。
【図６】本実施形態に係る試験体の深さと最高温度との関係を示す図である。
【符号の説明】
【００８１】
１  防爆耐火性被覆厚さ算出方法
２  試験体
３  防爆耐火性被覆層
３ａ  加熱面
３ｂ  積層面
４  コンクリート構造体
５  鋼材
６  温度センサ
【図１】
2008303646.tif 000003
【図２】
2008303646.tif 000004
【図３】
2008303646.tif 000005
【図４】
2008303646.tif 000006
【図５】
2008303646.tif 000007
【図６】
2008303646.tif 000008