(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
耐火被覆が施された複数の耐火被覆柱と、
耐火被覆が施され、前記複数の耐火被覆柱を互いに接合する複数の耐火被覆梁と、
引張力伝達部材を含むスラブから区画された床部と、
を備え、
平面視において、前記複数の耐火被覆柱のうち前記スラブの周囲に位置する前記耐火被覆柱を耐火被覆された外柱と規定し、前記複数の耐火被覆柱のうち前記耐火被覆された外柱以外を耐火被覆された内柱と規定したときに、
平面視において、前記床部は、前記耐火被覆された内柱の中心と前記耐火被覆された外柱の中心とを通り前記スラブの周囲に達する第１中心線、及び前記耐火被覆された内柱の中心同士を通る第２中心線の少なくとも一方により区画された前記スラブの一部分であり、
平面視において、前記床部は矩形状とは異なる多角形状に形成され、
平面視において、前記床部が備える隅部は全て、前記複数の耐火被覆柱に重なるように配置され、
前記複数の耐火被覆梁は、全体として環状に形成され、
前記床部の周囲は、前記複数の耐火被覆梁により下方から支持され、
前記床部の平面内で互いに交差する方向を第１交差方向、第２交差方向と規定したときに、前記引張力伝達部材は、前記床部の前記第１交差方向の端部間の引張力、及び、前記床部の前記第２交差方向の端部間の引張力をそれぞれ伝達する耐火構造物を設計する耐火構造物の設計方法であって、
構造計算を行うことにより、前記スラブ、前記スラブを下方から支持する複数の梁、及び前記複数の梁を支持する柱の配置を決定する構造決定工程と、
前記スラブから区画された前記床部の周囲を、前記梁に耐火被覆を施した前記耐火被覆梁により下方から支持させるように設定する耐火仕様決定工程と、
を行う耐火構造物の設計方法。
【請求項２】
前記耐火仕様決定工程において、平面視で所定の形状に区画された第１床片を前記床部とし、
前記床部の圧縮の主応力が、予め定められた応力閾値を超えるか否かを判定する判定工程を行い、
前記判定工程において、前記圧縮の主応力の最大値が、前記床部の周囲の一部である周囲部分で生じて、前記圧縮の主応力の最大値が予め定められた応力閾値を超えると判定されたときには、
前記床部が前記第１床片、及び、前記第１床片の前記周囲部分に連なる第２床片からなる形状に区画されると仮定し、前記床部が平面視で矩形状とは異なる多角形状であると仮定して、少なくとも前記耐火仕様決定工程を行い、さらに前記判定工程を行う請求項１に記載の耐火構造物の設計方法。
【請求項３】
前記耐火仕様決定工程において、前記床部は平面視で矩形状とは異なる多角形状であると仮定し、
前記床部の圧縮の主応力が、予め定められた応力閾値を超えるか否かを判定する判定工程を行う請求項１に記載の耐火構造物の設計方法。
【請求項４】
耐火被覆が施された複数の耐火被覆柱と、
耐火被覆が施され、前記複数の耐火被覆柱を互いに接合する複数の耐火被覆梁と、
引張力伝達部材を含むスラブから区画された床部と、
を備え、
平面視において、前記複数の耐火被覆柱のうち前記スラブの周囲に位置する前記耐火被覆柱を耐火被覆された外柱と規定し、前記複数の耐火被覆柱のうち前記耐火被覆された外柱以外を耐火被覆された内柱と規定したときに、
平面視において、前記床部は、前記耐火被覆された内柱の中心と前記耐火被覆された外柱の中心とを通り前記スラブの周囲に達する第１中心線、及び前記耐火被覆された内柱の中心同士を通る第２中心線の少なくとも一方により区画された前記スラブの一部分であり、
平面視において、前記床部は矩形状とは異なる多角形状に形成され、
平面視において、前記床部が備える隅部は全て、前記複数の耐火被覆柱に重なるように配置され、
前記複数の耐火被覆梁及び前記複数の耐火被覆柱の一部は、全体として環状に形成され、
前記床部の周囲は、前記複数の耐火被覆梁により下方から支持され、
前記床部の平面内で互いに交差する方向を第１交差方向、第２交差方向と規定したときに、前記引張力伝達部材は、前記床部の前記第１交差方向の端部間の引張力、及び、前記床部の前記第２交差方向の端部間の引張力をそれぞれ伝達する耐火構造物を設計する耐火構造物の設計方法であって、
構造計算を行うことにより、前記スラブ、前記スラブを下方から支持する複数の梁、及び前記複数の梁を支持する複数の柱の配置を決定する構造決定工程と、
前記スラブから区画された前記床部の周囲を、前記梁に耐火被覆を施した前記耐火被覆梁により下方から支持させるとともに、前記複数の柱に耐火被覆を施した前記複数の耐火被覆柱の一部及び前記複数の耐火被覆梁が全体として環状に形成されるように設定する耐火仕様決定工程と、
を行う耐火構造物の設計方法。
【請求項５】
請求項１から４のいずれか一項に記載の耐火構造物の設計方法により設計された耐火構造物。
【請求項６】
耐火被覆が施された複数の耐火被覆柱と、
耐火被覆が施され、前記複数の耐火被覆柱を互いに接合する複数の耐火被覆梁と、
引張力伝達部材を含むスラブから区画された床部と、
を備え、
平面視において、前記複数の耐火被覆柱のうち前記スラブの周囲に位置する前記耐火被覆柱を耐火被覆された外柱と規定し、前記複数の耐火被覆柱のうち前記耐火被覆された外柱以外を耐火被覆された内柱と規定したときに、
平面視において、前記床部は、前記耐火被覆された内柱の中心と前記耐火被覆された外柱の中心とを通り前記スラブの周囲に達する第１中心線、及び前記耐火被覆された内柱の中心同士を通る第２中心線の少なくとも一方により区画された前記スラブの一部分であり、
平面視において、前記床部は矩形状とは異なる多角形状に形成され、
平面視において、前記床部が備える隅部は全て、前記複数の耐火被覆柱に重なるように配置され、
前記複数の耐火被覆梁は、全体として環状に形成され、
前記床部の周囲は、前記複数の耐火被覆梁により下方から支持され、
前記床部の平面内で互いに交差する方向を第１交差方向、第２交差方向と規定したときに、前記引張力伝達部材は、前記床部の前記第１交差方向の端部間の引張力、及び、前記床部の前記第２交差方向の端部間の引張力をそれぞれ伝達する耐火構造物を施工する耐火構造物の施工方法であって、
前記スラブ、前記スラブを下方から支持する複数の梁、及び前記複数の梁を支持する柱を施工する柱梁施工工程と、
前記複数の梁の少なくとも一部に耐火被覆を施して前記複数の耐火被覆梁とすることで、前記床部の周囲を、前記複数の耐火被覆梁により下方から支持させる被覆施工工程と、
を行う耐火構造物の施工方法。
【請求項７】
耐火被覆が施された複数の耐火被覆柱と、
耐火被覆が施され、前記複数の耐火被覆柱を互いに接合する複数の耐火被覆梁と、
引張力伝達部材を含むスラブから区画された床部と、
を備え、
平面視において、前記複数の耐火被覆柱のうち前記スラブの周囲に位置する前記耐火被覆柱を耐火被覆された外柱と規定し、前記複数の耐火被覆柱のうち前記耐火被覆された外柱以外を耐火被覆された内柱と規定したときに、
平面視において、前記床部は、前記耐火被覆された内柱の中心と前記耐火被覆された外柱の中心とを通り前記スラブの周囲に達する第１中心線、及び前記耐火被覆された内柱の中心同士を通る第２中心線の少なくとも一方により区画された前記スラブの一部分であり、
平面視において、前記床部は矩形状とは異なる多角形状に形成され、
平面視において、前記床部が備える隅部は全て、前記複数の耐火被覆柱に重なるように配置され、
前記複数の耐火被覆梁及び前記複数の耐火被覆柱の一部は、全体として環状に形成され、
前記床部の周囲は、前記複数の耐火被覆梁により下方から支持され、
前記床部の平面内で互いに交差する方向を第１交差方向、第２交差方向と規定したときに、前記引張力伝達部材は、前記床部の前記第１交差方向の端部間の引張力、及び、前記床部の前記第２交差方向の端部間の引張力をそれぞれ伝達する耐火構造物を施工する耐火構造物の施工方法であって、
前記スラブ、前記スラブを下方から支持する複数の梁、及び前記複数の梁を支持する複数の柱を施工する柱梁施工工程と、
前記スラブから区画された前記床部の周囲を、前記梁に耐火被覆を施した前記耐火被覆梁により下方から支持させるとともに、前記複数の柱に耐火被覆を施した前記複数の耐火被覆柱の一部及び前記複数の耐火被覆梁を全体として環状に形成する被覆施工工程と、
を行う耐火構造物の施工方法。
【請求項８】
耐火被覆が施された複数の耐火被覆柱と、
耐火被覆が施され、前記複数の耐火被覆柱を互いに接合する複数の耐火被覆梁と、
引張力伝達部材を含むスラブから区画された床部と、
を備え、
平面視において、前記複数の耐火被覆柱のうち前記スラブの周囲に位置する前記耐火被覆柱を耐火被覆された外柱と規定し、前記複数の耐火被覆柱のうち前記耐火被覆された外柱以外を耐火被覆された内柱と規定したときに、
平面視において、前記床部は、前記耐火被覆された内柱の中心と前記耐火被覆された外柱の中心とを通り前記スラブの周囲に達する第１中心線、及び前記耐火被覆された内柱の中心同士を通る第２中心線の少なくとも一方により区画された前記スラブの一部分であり、
平面視において、前記床部は矩形状とは異なる多角形状に形成され、
平面視において、前記床部が備える隅部は全て、前記複数の耐火被覆柱に重なるように配置され、
前記複数の耐火被覆梁は、全体として環状に形成され、
前記床部の周囲は、前記複数の耐火被覆梁により下方から支持され、
前記床部の平面内で互いに交差する方向を第１交差方向、第２交差方向と規定したときに、
前記引張力伝達部材は、前記床部の前記第１交差方向の端部間の引張力、及び、前記床部の前記第２交差方向の端部間の引張力をそれぞれ伝達する耐火構造物。
【請求項９】
前記耐火被覆梁よりも前記耐火被覆が削減され、環状の前記複数の耐火被覆梁により囲まれた領域内に配置されて、端部が前記複数の耐火被覆梁に接合されて前記床部を下方から支持する減耐火被覆梁を備える請求項８に記載の耐火構造物。
【請求項１０】
前記床部における周囲以外の部分には、前記耐火被覆梁は接合されない請求項８又は９に記載の耐火構造物。
【請求項１１】
ＩＳＯ  ８３４−１１：２０１４に規定された加熱曲線に基づいて加熱されたときに、所望の加熱時間における前記床部の撓みの最大値が、（１）式で定められた閾値Ｋ（ｍ）未満である請求項８から１０のいずれか一項に記載の耐火構造物。
Ｋ＝（Ｌ＋ｌ）／３０  ・・（１）
ただし、Ｌは前記床部の前記平面に沿う第１スパンの長さ（ｍ）であり、ｌは前記床部の前記平面に沿うとともに前記第１スパンに交差する第２スパンの長さ（ｍ）である。
【請求項１２】
耐火被覆が施された複数の耐火被覆柱と、
耐火被覆が施され、前記複数の耐火被覆柱を互いに接合する複数の耐火被覆梁と、
引張力伝達部材を含むスラブから区画された床部と、
を備え、
平面視において、前記複数の耐火被覆柱のうち前記スラブの周囲に位置する前記耐火被覆柱を耐火被覆された外柱と規定し、前記複数の耐火被覆柱のうち前記耐火被覆された外柱以外を耐火被覆された内柱と規定したときに、
平面視において、前記床部は、前記耐火被覆された内柱の中心と前記耐火被覆された外柱の中心とを通り前記スラブの周囲に達する第１中心線、及び前記耐火被覆された内柱の中心同士を通る第２中心線の少なくとも一方により区画された前記スラブの一部分であり、
平面視において、前記床部は矩形状とは異なる多角形状に形成され、
平面視において、前記床部が備える隅部は全て、前記複数の耐火被覆柱に重なるように配置され、
前記複数の耐火被覆梁及び前記複数の耐火被覆柱の一部は、全体として環状に形成され、
前記床部の周囲は、前記複数の耐火被覆梁により下方から支持され、
前記床部の平面内で互いに交差する方向を第１交差方向、第２交差方向と規定したときに、
前記引張力伝達部材は、前記床部の前記第１交差方向の端部間の引張力、及び、前記床部の前記第２交差方向の端部間の引張力をそれぞれ伝達する耐火構造物。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、耐火構造物の設計方法、耐火構造物の施工方法、及び耐火構造物に関する。
本願は、２０１８年１１月２７日に、日本に出願された特願２０１８−２２１０４５号に基づき優先権を主張し、その内容をここに援用する。
【背景技術】
【０００２】
従来、鉄骨造の構造物が知られている（例えば、非特許文献１参照）。鉄骨造の構造物は、柱及び梁を互いに接合し、梁上で床（スラブ）を支持して構成される。床は、平面視で複数の隅部を有する矩形状に形成されている。柱は、床の複数の隅部のそれぞれを下方から支持している。
構造物では、火災時に床の撓みを抑える等の耐火性能を高めるために、鉄骨造の柱、梁に耐火被覆を施す場合がある。耐火被覆を施された柱は、耐火被覆柱となる。耐火被覆を施された梁は、耐火被覆梁となる。【０００３】
構造物で火災が発生すると、柱及び梁の温度は高くなる。しかしながら、耐火被覆柱及び耐火被覆梁は、それぞれの温度が高くなっても一定の剛性及び耐力を維持する。よって、耐火被覆柱及び耐火被覆梁は、火災時でも床を支持することができる。一方で、耐火被覆を施していない柱及び梁、耐火被覆柱及び耐火被覆梁よりも耐火被覆が削減された柱及び梁では、火災時には剛性及び耐力が無くなる（剛性及び耐力が維持できない）とみなされる。火災時には、これらの剛性及び耐力が小さくなるとみなされる場合がある。耐火被覆を施していない柱及び梁等を備える構造物では、耐火性能が低下する。
柱及び梁に耐火被覆を施すのには多大な労力を要するため、耐火被覆を省略することが望まれている。【０００４】
一般的に構造物は、柱、梁、及びスラブ等により構成される。スラブは、引張力伝達部材を含む。例えば、引張力伝達部材は鉄筋である。柱に耐火被覆を施して耐火被覆柱としたり、梁に耐火被覆を施して耐火被覆梁とすることで、構造物が耐火構造物となる。スラブは、柱及び梁により、平面視で複数の隅部を有する矩形状の床部に区画される。【０００５】
図３０に示すように、特許文献１に開示された耐火構造物３００を設計する耐火構造物の設計方法では、耐火被覆柱部材３０１と減耐火被覆柱部材３０２との間に、梁部材３０３が接合されるように設定されている。なお、図３０以下の図では耐火被覆が削減されることなく施された柱及び梁に、ハッチングを付して示している。
耐火被覆柱部材３０１は、耐火被覆が施された柱部材である。減耐火被覆柱部材３０２は、耐火被覆柱部材３０１よりも耐火被覆が削減された柱部材である。
耐火構造物３００の平面視において、複数の耐火被覆柱部材３０１及び複数の減耐火被覆柱部材３０２が、幅方向Ｅ１及び奥行方向Ｅ２にそれぞれ互いに間隔を空けて並べて配置されている。複数の耐火被覆柱部材３０１及び複数の減耐火被覆柱部材３０２は、全体として格子状（grid）に配置されている。この際に、減耐火被覆柱部材３０２に対して幅方向Ｅ１及び奥行方向Ｅ２にそれぞれ隣り合う柱部材が耐火被覆柱部材３０１となるように配置されている。梁部材３０３は、格子状に配置された複数の耐火被覆柱部材３０１及び複数の減耐火被覆柱部材３０２同士を接合している。【０００６】
複数の梁部材３０３には、合成スラブ３０４が架設されている。図示はしないが、合成スラブ３０４は、コンクリートと、デッキプレートと、スラブ筋（引張力伝達部材）と、を有している。デッキプレートは、打込み鋲接合又はボルト接合等により梁部材３０３の上面に固定されている。
以上のように構成された耐火構造物３００において、耐火被覆柱部材３０１では、外気温が常温の通常時だけでなく火災時においても剛性及び耐力が維持できる。一方で、減耐火被覆柱部材３０２では、通常時において剛性及び耐力が維持できるが、火災時においては剛性及び耐力が維持できない。火災時において、減耐火被覆柱部材３０２の剛性及び耐力が無くなるとみなされる。【０００７】
火災時における耐火構造物３００は、図３１及び図３２に示すように変形する。なお、図３１では合成スラブ３０４を示していない。図３２では、変形後の減耐火被覆柱部材３０２及び合成スラブ３０４を二点鎖線で示している。
図３１において、隣り合う耐火被覆柱部材３０１を結ぶ中心線Ｍ１上に配置された合成スラブ３０４を、以下では線上スラブ３０４ａと言う。耐火被覆柱部材３０１、減耐火被覆柱部材３０２、梁部材３０３、及び合成スラブ３０４は、通常時だけでなく火災時においても重力の影響を受ける。【０００８】
火災時において耐火被覆柱部材３０１の剛性及び耐力は維持できるため、図３１及び図３２に示すように火災時においても線上スラブ３０４ａの上下方向Ｅ３の位置が保持される。これに対して、減耐火被覆柱部材３０２は火災時において剛性及び耐力が無くなるため、図３２中に二点鎖線で示すように下方に向かって移動する（折れ曲がる）。
線上スラブ３０４ａ以外は上下方向Ｅ３の位置が保持されないため、合成スラブ３０４の各部分は、線上スラブ３０４ａから離間するに従い、合成スラブ３０４に作用する重力により下方に向かって移動する。このため、火災時において、合成スラブ３０４は、線上スラブ３０４ａを中心として上方に向かって凸となるように湾曲する。
湾曲した合成スラブ３０４では、コンクリートが圧縮力を受け、スラブ筋が引張り力を受けることで、合成スラブ３０４が曲げモーメントＢ１に耐える。合成スラブ３０４は、合成スラブ３０４に作用する重力に曲げモーメントＢ１により抵抗する。【０００９】
以上のように、耐火構造物３００では、減耐火被覆柱部材３０２は耐火被覆柱部材３０１よりも耐火被覆が削減されている。しかし、耐火構造物３００では、耐火構造物３００の骨組みのロバストネス（Robustness、冗長性、余裕度）が生じる。このロバストネスにより、減耐火被覆柱部材３０２の耐火被覆が削減されていても、火災時において耐火被覆柱部材３０１により合成スラブ３０４が支持される。【００１０】
特許文献２に開示された防爆耐火性被膜厚さ算出方法では、コンクリート構造体と、コンクリート構造体の表面に設けられた防爆耐火性被覆層と、を備える試験体を作製する。そして、試験体を加熱して温度の経時変化を測定し、試験体の深さと温度との関係を導く。その関係に基づいて、コンクリート構造体の温度が耐熱許容温度以下であるか否かを判定する。さらに、その結果に基づいて防爆耐火性被覆層の厚さを算出する。【００１１】
図３３に示すように、特許文献３に開示されたスラブ構造３１１は、建物３１０に用いられている。スラブ構造３１１は、大梁３１２と、鉄骨小梁３１３と、スラブ３１４と、を備えている。大梁３１２は、耐火性能を有し、柱３１５間に架け渡されている。鉄骨小梁３１３の全体又は一部は、耐火被覆処理されない。鉄骨小梁３１３は、大梁３１２に接合されている。スラブ３１４は、鉄筋コンクリート製である。スラブ３１４は、大梁３１２と鉄骨小梁３１３とに支持される。【００１２】
ここで、複数の柱３１５のうち、スラブ３１４の周囲に位置する柱３１５を外柱３１５Ａと規定する。複数の柱３１５のうち外柱３１５Ａ以外を、内柱３１５Ｂと規定する。平面視において、内柱３１５Ｂの中心（例えば重心）と外柱３１５Ａの中心とを通り、スラブ３１４の周囲に達する第１基準線Ｃ１を規定する。内柱３１５Ｂの中心同士を通る第２基準線Ｃ２を規定する。
このとき平面視において、スラブ３１４は、第１基準線Ｃ１及び第２基準線Ｃ２の少なくとも一方により、床部３１４Ａ，３１４Ｂ等に区画される。床部３１４Ａ，３１４Ｂ等は、平面視において矩形状である。床部３１４Ａ，３１４Ｂ等は、隅部が柱３１５により欠けた形状になることのない、設計上の区画（設計区画）である。
平面視において、床部３１４Ａ，３１４Ｂ等が備える隅部は全て、複数の柱３１５に重なるように配置される。【００１３】
以下、本明細書では、スラブから区画される床部の平面視における形状は、柱の中心を通る線、及びスラブの周囲によりスラブから区画された床部の形状のことを意味する。【００１４】
特許文献４に開示された耐火構造は、複数の柱部材と、複数の大梁と、小梁と、床スラブと、を備えている。
各大梁は、柱部材に架設されている。複数の大梁は、小梁に対して略直交させて設けられる一対の直交大梁と、小梁に対して略平行に設けられる一対の平行大梁とを有している。直交大梁及び平行大梁の何れか一方の大梁（以下、第１大梁と言う）に、耐火被覆が施される。直交大梁及び平行大梁の何れか他方となる大梁並びに小梁の耐火被覆は、第１大梁に施された耐火被覆よりも削減される。小梁は、複数の大梁で取り囲んだ内側に設けられる。床スラブは、大梁及び小梁の上方に設けられる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１５】
【特許文献１】日本国特開２０１７−０３１５９２号公報
【特許文献２】日本国特開２００８−３０３６４６号公報
【特許文献３】日本国特開２０１７−１９０５８６号公報
【特許文献４】日本国特開２０１８−００３５５６号公報
【非特許文献】
【００１６】
【非特許文献１】Olivier Vassart, Bin Zhao “MEMBRANE ACTION OF COMPOSITE STRUCTURES IN CASE OF FIRE”, 2013 No.132, ECCS, Technical Committee 3 Fire Safety.
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１７】
特許文献１及び２に開示された耐火構造物の設計方法では、スラブから区画される床部の形状は、明記されていない。非特許文献１、特許文献３及び４に開示された耐火構造物の設計方法では、平面視における床部の形状はそれぞれ矩形状である。
耐火構造物の構成が多様化する中で、床部の形状が矩形状とは異なる多角形状であっても、床部が一定の耐火性能を維持できることが望まれている。なお、ここで言う床部の耐火性能とは、火災時に床部の撓みを抑えることや、床部の曲げ耐力よりも外力が大きくなることを抑えることを意味する。【００１８】
本発明は、このような問題点に鑑みてなされたものであって、床部の形状を矩形状とは異なる多角形状にしつつ、一定の耐火性能を維持することができる耐火構造物の設計方法、耐火構造物の施工方法、及び耐火構造物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】
【００１９】
前記課題を解決するために、この発明は以下の手段を提案している。
（１）本発明の第一の態様は、耐火被覆が施された複数の耐火被覆柱と、耐火被覆が施され、前記複数の耐火被覆柱を互いに接合する複数の耐火被覆梁と、引張力伝達部材を含むスラブから区画された床部と、を備え、平面視において、前記複数の耐火被覆柱のうち前記スラブの周囲に位置する前記耐火被覆柱を耐火被覆された外柱と規定し、前記複数の耐火被覆柱のうち前記耐火被覆された外柱以外を耐火被覆された内柱と規定したときに、平面視において、前記床部は、前記耐火被覆された内柱の中心と前記耐火被覆された外柱の中心とを通り前記スラブの周囲に達する第１中心線、及び前記耐火被覆された内柱の中心同士を通る第２中心線の少なくとも一方により区画された前記スラブの一部分であり、平面視において、前記床部は矩形状とは異なる多角形状に形成され、平面視において、前記床部が備える隅部は全て、前記複数の耐火被覆柱に重なるように配置され、前記複数の耐火被覆梁は、全体として環状に形成され、前記床部の周囲は、前記複数の耐火被覆梁により下方から支持され、前記床部の平面内で互いに交差する方向を第１交差方向、第２交差方向と規定したときに、前記引張力伝達部材は、前記床部の前記第１交差方向の端部間の引張力、及び、前記床部の前記第２交差方向の端部間の引張力をそれぞれ伝達する耐火構造物を設計する耐火構造物の設計方法であって、構造計算を行うことにより、前記スラブ、前記スラブを下方から支持する複数の梁、及び前記複数の梁を支持する柱の配置を決定する構造決定工程と、前記スラブから区画された前記床部の周囲を、前記梁に耐火被覆を施した前記耐火被覆梁により下方から支持させるように設定する耐火仕様決定工程と、を行う耐火構造物の設計方法である。【００２０】
（２）前記（１）に記載の耐火構造物の設計方法では、前記耐火仕様決定工程において、平面視で所定の形状に区画された第１床片を前記床部とし、前記床部の圧縮の主応力が、予め定められた応力閾値を超えるか否かを判定する判定工程を行い、前記判定工程において、前記圧縮の主応力の最大値が、前記床部の周囲の一部である周囲部分で生じて、前記圧縮の主応力の最大値が予め定められた応力閾値を超えると判定されたときには、前記床部が前記第１床片、及び、前記第１床片の前記周囲部分に連なる第２床片からなる形状に区画されると仮定し、前記床部が平面視で矩形状とは異なる多角形状であると仮定して、少なくとも前記耐火仕様決定工程を行い、さらに前記判定工程を行ってもよい。
（３）前記（１）に記載の耐火構造物の設計方法では、前記耐火仕様決定工程において、前記床部は平面視で矩形状とは異なる多角形状であると仮定し、前記床部の圧縮の主応力が、予め定められた応力閾値を超えるか否かを判定する判定工程を行ってもよい。【００２１】
（４）本発明の第二の態様は、耐火被覆が施された複数の耐火被覆柱と、耐火被覆が施され、前記複数の耐火被覆柱を互いに接合する複数の耐火被覆梁と、引張力伝達部材を含むスラブから区画された床部と、を備え、平面視において、前記複数の耐火被覆柱のうち前記スラブの周囲に位置する前記耐火被覆柱を耐火被覆された外柱と規定し、前記複数の耐火被覆柱のうち前記耐火被覆された外柱以外を耐火被覆された内柱と規定したときに、平面視において、前記床部は、前記耐火被覆された内柱の中心と前記耐火被覆された外柱の中心とを通り前記スラブの周囲に達する第１中心線、及び前記耐火被覆された内柱の中心同士を通る第２中心線の少なくとも一方により区画された前記スラブの一部分であり、平面視において、前記床部は矩形状とは異なる多角形状に形成され、平面視において、前記床部が備える隅部は全て、前記複数の耐火被覆柱に重なるように配置され、前記複数の耐火被覆梁及び前記複数の耐火被覆柱の一部は、全体として環状に形成され、前記床部の周囲は、前記複数の耐火被覆梁により下方から支持され、前記床部の平面内で互いに交差する方向を第１交差方向、第２交差方向と規定したときに、前記引張力伝達部材は、前記床部の前記第１交差方向の端部間の引張力、及び、前記床部の前記第２交差方向の端部間の引張力をそれぞれ伝達する耐火構造物を設計する耐火構造物の設計方法であって、構造計算を行うことにより、前記スラブ、前記スラブを下方から支持する複数の梁、及び前記複数の梁を支持する複数の柱の配置を決定する構造決定工程と、前記スラブから区画された前記床部の周囲を、前記梁に耐火被覆を施した前記耐火被覆梁により下方から支持させるとともに、前記複数の柱に耐火被覆を施した前記複数の耐火被覆柱の一部及び前記複数の耐火被覆梁が全体として環状に形成されるように設定する耐火仕様決定工程と、を行う耐火構造物の設計方法である。【００２２】
（５）本発明の第三の態様は、前記（１）から（４）のいずれかに記載の耐火構造物の設計方法により設計された耐火構造物である。【００２３】
（６）本発明の第四の態様は、耐火被覆が施された複数の耐火被覆柱と、耐火被覆が施され、前記複数の耐火被覆柱を互いに接合する複数の耐火被覆梁と、引張力伝達部材を含むスラブから区画された床部と、を備え、平面視において、前記複数の耐火被覆柱のうち前記スラブの周囲に位置する前記耐火被覆柱を耐火被覆された外柱と規定し、前記複数の耐火被覆柱のうち前記耐火被覆された外柱以外を耐火被覆された内柱と規定したときに、平面視において、前記床部は、前記耐火被覆された内柱の中心と前記耐火被覆された外柱の中心とを通り前記スラブの周囲に達する第１中心線、及び前記耐火被覆された内柱の中心同士を通る第２中心線の少なくとも一方により区画された前記スラブの一部分であり、平面視において、前記床部は矩形状とは異なる多角形状に形成され、平面視において、前記床部が備える隅部は全て、前記複数の耐火被覆柱に重なるように配置され、前記複数の耐火被覆梁は、全体として環状に形成され、前記床部の周囲は、前記複数の耐火被覆梁により下方から支持され、前記床部の平面内で互いに交差する方向を第１交差方向、第２交差方向と規定したときに、前記引張力伝達部材は、前記床部の前記第１交差方向の端部間の引張力、及び、前記床部の前記第２交差方向の端部間の引張力をそれぞれ伝達する耐火構造物を施工する耐火構造物の施工方法であって、前記スラブ、前記スラブを下方から支持する複数の梁、及び前記複数の梁を支持する柱を施工する柱梁施工工程と、前記複数の梁の少なくとも一部に耐火被覆を施して前記複数の耐火被覆梁とすることで、前記床部の周囲を、前記複数の耐火被覆梁により下方から支持させる被覆施工工程と、を行う耐火構造物の施工方法である。【００２４】
（７）本発明の第五の態様は、耐火被覆が施された複数の耐火被覆柱と、耐火被覆が施され、前記複数の耐火被覆柱を互いに接合する複数の耐火被覆梁と、引張力伝達部材を含むスラブから区画された床部と、を備え、平面視において、前記複数の耐火被覆柱のうち前記スラブの周囲に位置する前記耐火被覆柱を耐火被覆された外柱と規定し、前記複数の耐火被覆柱のうち前記耐火被覆された外柱以外を耐火被覆された内柱と規定したときに、平面視において、前記床部は、前記耐火被覆された内柱の中心と前記耐火被覆された外柱の中心とを通り前記スラブの周囲に達する第１中心線、及び前記耐火被覆された内柱の中心同士を通る第２中心線の少なくとも一方により区画された前記スラブの一部分であり、平面視において、前記床部は矩形状とは異なる多角形状に形成され、平面視において、前記床部が備える隅部は全て、前記複数の耐火被覆柱に重なるように配置され、前記複数の耐火被覆梁及び前記複数の耐火被覆柱の一部は、全体として環状に形成され、前記床部の周囲は、前記複数の耐火被覆梁により下方から支持され、前記床部の平面内で互いに交差する方向を第１交差方向、第２交差方向と規定したときに、前記引張力伝達部材は、前記床部の前記第１交差方向の端部間の引張力、及び、前記床部の前記第２交差方向の端部間の引張力をそれぞれ伝達する耐火構造物を施工する耐火構造物の施工方法であって、前記スラブ、前記スラブを下方から支持する複数の梁、及び前記複数の梁を支持する複数の柱を施工する柱梁施工工程と、前記スラブから区画された前記床部の周囲を、前記梁に耐火被覆を施した前記耐火被覆梁により下方から支持させるとともに、前記複数の柱に耐火被覆を施した前記複数の耐火被覆柱の一部及び前記複数の耐火被覆梁を全体として環状に形成する被覆施工工程と、を行う耐火構造物の施工方法である。【００２５】
（８）本発明の第六の態様は、耐火被覆が施された複数の耐火被覆柱と、耐火被覆が施され、前記複数の耐火被覆柱を互いに接合する複数の耐火被覆梁と、引張力伝達部材を含むスラブから区画された床部と、を備え、平面視において、前記複数の耐火被覆柱のうち前記スラブの周囲に位置する前記耐火被覆柱を耐火被覆された外柱と規定し、前記複数の耐火被覆柱のうち前記耐火被覆された外柱以外を耐火被覆された内柱と規定したときに、平面視において、前記床部は、前記耐火被覆された内柱の中心と前記耐火被覆された外柱の中心とを通り前記スラブの周囲に達する第１中心線、及び前記耐火被覆された内柱の中心同士を通る第２中心線の少なくとも一方により区画された前記スラブの一部分であり、平面視において、前記床部は矩形状とは異なる多角形状に形成され、平面視において、前記床部が備える隅部は全て、前記複数の耐火被覆柱に重なるように配置され、前記複数の耐火被覆梁は、全体として環状に形成され、前記床部の周囲は、前記複数の耐火被覆梁により下方から支持され、前記床部の平面内で互いに交差する方向を第１交差方向、第２交差方向と規定したときに、前記引張力伝達部材は、前記床部の前記第１交差方向の端部間の引張力、及び、前記床部の前記第２交差方向の端部間の引張力をそれぞれ伝達する耐火構造物である。【００２６】
（９）前記（８）に記載の耐火構造物では、前記耐火被覆梁よりも前記耐火被覆が削減され、環状の前記複数の耐火被覆梁により囲まれた領域内に配置されて、端部が前記複数の耐火被覆梁に接合されて前記床部を下方から支持する減耐火被覆梁を備えてもよい。
（１０）前記（８）又は（９）に記載の耐火構造物では、前記床部における周囲以外の部分には、前記耐火被覆梁は接合されなくてもよい。
（１１）前記（８）から（１０）のいずれかに記載の耐火構造物では、ＩＳＯ  ８３４−１１：２０１４に規定された加熱曲線に基づいて加熱されたときに、所望の加熱時間における前記床部の撓みの最大値が、（１）式で定められた閾値Ｋ（ｍ）未満であってもよい。
Ｋ＝（Ｌ＋ｌ）／３０  ・・（１）
ただし、Ｌは前記床部の前記平面に沿う第１スパンの長さ（ｍ）であり、ｌは前記床部の前記平面に沿うとともに前記第１スパンに交差する第２スパンの長さ（ｍ）である。【００２７】
（１２）本発明の第七の態様は、耐火被覆が施された複数の耐火被覆柱と、耐火被覆が施され、前記複数の耐火被覆柱を互いに接合する複数の耐火被覆梁と、引張力伝達部材を含むスラブから区画された床部と、を備え、平面視において、前記複数の耐火被覆柱のうち前記スラブの周囲に位置する前記耐火被覆柱を耐火被覆された外柱と規定し、前記複数の耐火被覆柱のうち前記耐火被覆された外柱以外を耐火被覆された内柱と規定したときに、平面視において、前記床部は、前記耐火被覆された内柱の中心と前記耐火被覆された外柱の中心とを通り前記スラブの周囲に達する第１中心線、及び前記耐火被覆された内柱の中心同士を通る第２中心線の少なくとも一方により区画された前記スラブの一部分であり、平面視において、前記床部は矩形状とは異なる多角形状に形成され、平面視において、前記床部が備える隅部は全て、前記複数の耐火被覆柱に重なるように配置され、前記複数の耐火被覆梁及び前記複数の耐火被覆柱の一部は、全体として環状に形成され、前記床部の周囲は、前記複数の耐火被覆梁により下方から支持され、前記床部の平面内で互いに交差する方向を第１交差方向、第２交差方向と規定したときに、前記引張力伝達部材は、前記床部の前記第１交差方向の端部間の引張力、及び、前記床部の前記第２交差方向の端部間の引張力をそれぞれ伝達する耐火構造物である。【００２８】
前記（１）に記載の構成によれば、構造決定工程及び耐火仕様決定工程を行うことで、床部の周囲は、火災時でも一定の剛性及び耐力を維持できる環状に形成された複数の耐火被覆梁により下方から支持させるように設定される。この際に、第１中心線及び第２中心線の少なくとも一方により、床部は平面視において矩形状とは異なる多角形状に形成されるように設定される。平面視において床部の隅部は全て複数の耐火被覆柱に重なるように設定されることで、全ての隅部は複数の耐火被覆柱により支持される。床部に含まれている引張力伝達部材は、床部の第１交差方向の端部間の引張力、及び、床部の第２交差方向の端部間の引張力をそれぞれ伝達する。
火災時には、床部に作用する重力等により、床部の平面視における中央部が下方に向かって凸となるように撓む。しかし、いわゆるメンブレン効果により、床部の周囲が耐火被覆梁により支持される。そして、床部が撓むことにより伸びた引張力伝達部材が第１交差方向及び第２交差方向にそれぞれ引張力を伝達することにより、床部の中央部が支持される。従って、床部の形状が矩形状とは異なる形状であっても、耐火構造物を一定の耐火性能に維持するように設定することができる。【００２９】
前記（６）に記載の構成によれば、柱梁施工工程及び被覆施工工程を行うことで、床部の周囲を、火災時でも一定の剛性及び耐力を維持できる環状に形成された複数の耐火被覆梁により下方から支持させる。この際に、第１中心線及び第２中心線の少なくとも一方により、床部は平面視において矩形状とは異なる多角形状に形成される。平面視において床部の隅部は全て複数の耐火被覆柱に重なることで、全ての隅部は複数の耐火被覆柱により支持される。床部に含まれている引張力伝達部材は、床部の第１交差方向の端部間の引張力、及び、床部の第２交差方向の端部間の引張力をそれぞれ伝達する。
火災時には、床部に作用する重力等により、床部の平面視における中央部が下方に向かって凸となるように撓む。しかし、メンブレン効果により、床部の周囲が耐火被覆梁により支持される。そして、床部が撓むことにより伸びた引張力伝達部材が第１交差方向及び第２交差方向にそれぞれ引張力を伝達することにより、床部の中央部が支持される。従って、床部の形状が矩形状とは異なる形状であっても、耐火構造物を一定の耐火性能に維持することができる。【００３０】
前記（８）に記載の構成によれば、床部の周囲は、火災時でも一定の剛性及び耐力を維持できる環状に形成された複数の耐火被覆梁により下方から支持される。第１中心線及び第２中心線の少なくとも一方により、床部は平面視において矩形状とは異なる多角形状に形成される。平面視において床部の隅部は全て複数の耐火被覆柱に重なることで、全ての隅部は複数の耐火被覆柱により支持される。床部に含まれている引張力伝達部材は、床部の第１交差方向の端部間の引張力、及び、床部の第２交差方向の端部間の引張力をそれぞれ伝達する。
火災時には、床部に作用する重力等により、床部の平面視における中央部が下方に向かって凸となるように撓む。しかし、メンブレン効果により、床部の周囲が耐火被覆梁により支持される。そして、床部が撓むことにより伸びた引張力伝達部材が第１交差方向及び第２交差方向にそれぞれ引張力を伝達することにより、床部の中央部が支持される。従って、床部の形状が矩形状とは異なる形状であっても、耐火構造物を一定の耐火性能に維持することができる。【００３１】
前記（４）に記載の構成によれば、構造決定工程及び耐火仕様決定工程を行うことで、床部の周囲は、火災時でも一定の剛性及び耐力を維持でき、全体として環状に形成された複数の耐火被覆梁及び複数の耐火被覆柱の一部により下方から支持させるように設定される。この際に、第１中心線及び第２中心線の少なくとも一方により、床部は平面視において矩形状とは異なる多角形状に形成されるように設定される。平面視において床部の隅部は全て複数の耐火被覆柱に重なるように設定されることで、全ての隅部は複数の耐火被覆柱により支持される。床部に含まれている引張力伝達部材は、床部の第１交差方向の端部間の引張力、及び、床部の第２交差方向の端部間の引張力をそれぞれ伝達する。
火災時には、床部に作用する重力等により、床部の平面視における中央部が下方に向かって凸となるように撓む。しかし、いわゆるメンブレン効果により、床部の周囲が耐火被覆梁により支持される。そして、床部が撓むことにより伸びた引張力伝達部材が第１交差方向及び第２交差方向にそれぞれ引張力を伝達することにより、床部の中央部が支持される。従って、床部の形状が矩形状とは異なる形状であっても、耐火構造物を一定の耐火性能に維持するように設定することができる。【００３２】
前記（７）に記載の構成によれば、柱梁施工工程及び被覆施工工程を行うことで、床部の周囲を、火災時でも一定の剛性及び耐力を維持でき、全体として環状に形成された複数の耐火被覆梁及び複数の耐火被覆柱の一部により下方から支持させる。この際に、第１中心線及び第２中心線の少なくとも一方により、床部は平面視において矩形状とは異なる多角形状に形成される。平面視において床部の隅部は全て複数の耐火被覆柱に重なることで、全ての隅部は複数の耐火被覆柱により支持される。床部に含まれている引張力伝達部材は、床部の第１交差方向の端部間の引張力、及び、床部の第２交差方向の端部間の引張力をそれぞれ伝達する。
火災時には、床部に作用する重力等により、床部の平面視における中央部が下方に向かって凸となるように撓む。しかし、メンブレン効果により、床部の周囲が耐火被覆梁により支持される。そして、床部が撓むことにより伸びた引張力伝達部材が第１交差方向及び第２交差方向にそれぞれ引張力を伝達することにより、床部の中央部が支持される。従って、床部の形状が矩形状とは異なる形状であっても、耐火構造物を一定の耐火性能に維持することができる。【００３３】
前記（１２）に記載の構成によれば、床部の周囲は、火災時でも一定の剛性及び耐力を維持でき、全体として環状に形成された複数の耐火被覆梁及び複数の耐火被覆柱の一部により下方から支持される。第１中心線及び第２中心線の少なくとも一方により、床部は平面視において矩形状とは異なる多角形状に形成される。平面視において床部の隅部は全て複数の耐火被覆柱に重なることで、全ての隅部は複数の耐火被覆柱により支持される。床部に含まれている引張力伝達部材は、床部の第１交差方向の端部間の引張力、及び、床部の第２交差方向の端部間の引張力をそれぞれ伝達する。
火災時には、床部に作用する重力等により、床部の平面視における中央部が下方に向かって凸となるように撓む。しかし、メンブレン効果により、床部の周囲が耐火被覆梁により支持される。そして、床部が撓むことにより伸びた引張力伝達部材が第１交差方向及び第２交差方向にそれぞれ引張力を伝達することにより、床部の中央部が支持される。従って、床部の形状が矩形状とは異なる形状であっても、耐火構造物を一定の耐火性能に維持することができる。【００３４】
前記（２）に記載の構成によれば、一般的に、床部が、第１床片に加えて、周囲部分に連なる第２床片を備えると、周囲部分で生じた圧縮の主応力の最大値が緩和されやすくなる。床部が第１床片及び第２床片を備えるとして判定工程を行うことで、判定工程において床部の撓みの最大値が応力閾値以下であると判定されやすくすることができる。
前記（３）に記載の構成によれば、例えば判定工程において、床部の圧縮の主応力が応力閾値を超えない場合がある。このような場合に、床部の圧縮の主応力が応力閾値を超えない耐火構造物の構成を、短時間で設定することができる。【００３５】
前記（５）に記載の構成によれば、本発明の耐火構造物の設計方法により耐火構造物を設計することができる。本発明の耐火構造物の設計方法は、床部の形状を矩形状とは異なる多角形状にしつつ、一定の耐火性能を維持することができる方法である。【００３６】
前記（９）に記載の構成によれば、火災が発生していない通常時において、床部が撓むのを抑えることができる。
前記（１０）に記載の構成によれば、床部における周囲以外の部分に接合された耐火被覆梁により火災時に床部が拘束されるのが抑えられる。これにより、床部に生じる圧縮による面内応力を小さくすることができる。
前記（１１）に記載の構成によれば、床部のメンブレン効果が効果的に発揮される。従って、床部が下方に向かって撓み難くすることができる。
【発明の効果】
【００３７】
本発明の耐火構造物の設計方法、耐火構造物の施工方法、及び耐火構造物によれば、床部の形状を矩形状とは異なる多角形状にしつつ、一定の耐火性能を維持することができる。
【図面の簡単な説明】
【００３８】
【図１】本発明の第１実施形態の耐火構造物が用いられる建築物の一部を破断した平面図である。
【図２】図１中の切断線Ａ１−Ａ１の断面図である。
【図３】同耐火構造物の第１鉄筋の第１変形例を示す平面図である。
【図４】同耐火構造物の第１鉄筋の第２変形例を示す平面図である。
【図５】同耐火構造物の第１鉄筋の第３変形例を示す平面図である。
【図６】同耐火構造物の第１鉄筋の第４変形例を示す平面図である。
【図７】図１中の切断線Ａ２−Ａ２の断面図である。
【図８】本発明の第１実施形態の耐火構造物の設計方法を示すフローチャートである。
【図９】同耐火構造物の設計方法における構造決定工程を説明する斜視図である。
【図１０】同耐火構造物の設計方法における耐火仕様決定工程を説明する斜視図である。
【図１１】同耐火構造物の設計方法における構造決定工程を説明する斜視図である。
【図１２】同耐火構造物の設計方法における耐火仕様決定工程を説明する斜視図である。
【図１３】同耐火構造物に通常時に作用する外力を説明する、同耐火構造物の分解斜視図である。
【図１４】同耐火構造物に火災時に作用する外力を説明する、同耐火構造物の分解斜視図である。
【図１５】本発明の第１実施形態の耐火構造物の施工方法を示すフローチャートである。
【図１６】実施例の耐火構造物の解析モデルを模式的に示す斜視図である。
【図１７】実施例の耐火構造物における第２床部の解析モデルの縦断面図である。
【図１８】比較例の耐火構造物の解析モデルを模式的に示す斜視図である。
【図１９】比較例の耐火構造物の解析モデルを模式的に示す斜視図である。
【図２０】実施例及び比較例の耐火構造物における、加熱時間に対する床部の撓みのシミュレーション結果を示す図である。
【図２１】平面視で床部が矩形状以外の四角形状である場合の、閾値を説明する図である。
【図２２】実施例の耐火構造物における第２床部の面内に生じる圧縮の主応力分布を示す図である。
【図２３】実施例の耐火構造物における第２床部の面内に生じる引張の主応力分布を示す図である。
【図２４】比較例の耐火構造物における第１床部の面内に生じる圧縮の主応力分布を示す図である。
【図２５】比較例の耐火構造物における第１床部の面内に生じる引張の主応力分布を示す図である。
【図２６】比較例の耐火構造物における第３床部の面内に生じる圧縮の主応力分布を示す図である。
【図２７】比較例の耐火構造物における第３床部の面内に生じる引張の主応力分布を示す図である。
【図２８】実施例及び比較例の耐火構造物における床部の対応する位置での、加熱時間に対する面内に生じる圧縮の主応力の変化を示す図である。
【図２９】本発明の第２実施形態の耐火構造物が用いられる建築物の一部を透過させた斜視図である。
【図３０】従来の耐火構造物の斜視図である。
【図３１】火災時における同耐火構造物の要部を模式的に示す平面図である。
【図３２】図３１中の切断線Ａ１１−Ａ１１の断面図である。
【図３３】従来の建物の斜視図である。
【発明を実施するための形態】
【００３９】
（第１実施形態）
以下、本発明に係る耐火構造物の第１実施形態が用いられる建築物を、図１から図２８を参照しながら説明する。
図１及び図２に示すように、この建築物１は、複数の耐火被覆柱１１と、複数の耐火被覆梁１６と、複数の減耐火被覆梁２６と、床（スラブ）３１と、を備えている。なお、図１以下では、耐火被覆柱１１及び耐火被覆梁１６に、ハッチングを付して示している。
【００４０】
耐火被覆柱１１には、耐火被覆が施された鋼柱（Ｈ形鋼、十字鉄骨、角形鋼管、円形鋼管等）が用いられている。なお、耐火被覆柱１１に、ＲＣ（Reinforced Concrete）、ＳＲＣ（Steel Reinforced Concrete construction）、ＣＦＴ（Concrete Filled steel Tube）が用いられてもよい。この場合の耐火被覆については、耐火被覆梁１６で併せて説明する。
図１に示すように、各耐火被覆柱１１は、上下方向Ｚに沿って延びている。複数の耐火被覆柱１１は、上下方向Ｚに直交し互いに直交（交差）する第１交差方向Ｘ及び第２交差方向Ｙにそれぞれ互いに間隔を開けて並べて配置されている。
ここで、平面視において、複数の耐火被覆柱１１のうち、床３１の周囲に位置する耐火被覆柱１１を耐火被覆された外柱１１Ａとも言う（規定する）。複数の耐火被覆柱１１のうち、耐火被覆された外柱１１Ａ以外を耐火被覆された内柱１１Ｂとも言う。耐火被覆された内柱１１Ｂは、平面視において床３１の中央部に位置する耐火被覆柱１１である。
【００４１】
複数の耐火被覆された外柱１１Ａの一部（以下、耐火被覆された外柱１１Ａ１とも言う）は、第１交差方向Ｘに並べた位置から第２交差方向Ｙに位置をずらして配置されている。
【００４２】
図２に示すように、耐火被覆梁１６は、耐火被覆１７が施されたＨ形鋼１８である。耐火被覆１７には、ロックウール、グラスウール等の断熱材が用いられる。耐火被覆１７は、Ｈ形鋼１８の外面に、吹き付け・塗装工法・成型板工法・巻き付け工法等の各種工法により形成されている。
図１及び図２に示すように、耐火被覆梁１６は、直線状に形成され、水平面に沿うように配置されている。耐火被覆梁１６の両端部は、他の耐火被覆梁１６及び耐火被覆柱１１にそれぞれ接合されている。耐火被覆梁１６は、複数の耐火被覆柱１１を互いに接合している。
図１に示すように、複数の耐火被覆梁１６のうちの一部である耐火被覆梁１６Ａは、第１交差方向Ｘに沿って延びている。複数の耐火被覆梁１６のうちの他の一部である耐火被覆梁１６Ｂは、第２交差方向Ｙに沿って延びている。複数の耐火被覆梁１６のうちの残部である耐火被覆梁１６Ｃは、端部が耐火被覆梁１６Ａ，１６Ｂにそれぞれ接合され、第１交差方向Ｘ及び第２交差方向Ｙに対してそれぞれ傾斜している。
【００４３】
例えば、耐火被覆梁１６Ｃ、耐火被覆梁１６Ａ、及び２本の耐火被覆梁１６Ｂという複数の耐火被覆梁１６により、耐火被覆梁集合体１６Ｄが構成される。耐火被覆梁集合体１６Ｄは、全体として、平面視で台形の枠である環状（ring、角環状）に形成されている。
複数の耐火被覆梁１６は、複数の耐火被覆柱１１により下方から支持されている。
なお、耐火被覆梁１６に、ＲＣ、ＳＲＣが用いられてもよい。
【００４４】
減耐火被覆梁２６は、耐火被覆梁１６よりも耐火被覆が削減された梁である。減耐火被覆梁２６は、耐火被覆が施されないＨ形鋼でもよい。減耐火被覆梁２６は、耐火被覆梁１６よりも耐火被覆が削減されてはいるが、幾分かの耐火被覆が施されたＨ形鋼でもよい。
例えば、耐火被覆梁１６におけるロックウール等の耐火被覆の厚さを、「吹付けロックウール被覆耐火構造  施工品質管理指針（ロックウール工業会  吹付け部会）」に準拠して設定する。耐火被覆梁１６に１時間耐火が要求される場合には、耐火被覆の厚さを２５ｍｍとする。同様に、耐火被覆梁１６に２時間耐火が要求される場合には耐火被覆の厚さを４５ｍｍ、３時間耐火が要求される場合には６５ｍｍとする。この場合に、減耐火被覆梁２６における耐火被覆の厚さを、それぞれの耐火性能に応じた耐火被覆梁１６における耐火被覆の厚さの１／１０〜１／２程度とする。
減耐火被覆梁２６は、耐火被覆梁集合体１６Ｄにより囲まれた領域Ｒ１内等に配置されている。
減耐火被覆梁２６の両端は、複数の耐火被覆梁１６に接合されている。
【００４５】
図１及び図２に示すように、床３１はいわゆる合成スラブであり、複数の耐火被覆梁１６及び複数の減耐火被覆梁２６により下方から支持されている。図２に示すように、床３１は、デッキプレート（引張力伝達部材）３２と、コンクリート３３と、鉄筋（引張力伝達部材）３４と、を備えている。なお、床３１は、デッキプレート３２及びコンクリート３３を備えなくてもよい。床３１は、鉄筋３４及びコンクリート３３を備えなくてもよい。床３１が備える引張力伝達部材は、デッキプレート３２、鉄筋３４に限定されない。
例えば、デッキプレート３２は、鋼板を曲げ加工して形成されている。デッキプレート３２は、複数の耐火被覆梁１６及び複数の減耐火被覆梁２６上に配置されている。
コンクリート３３は、上下方向Ｚが厚さ方向となる板状に形成されている。コンクリート３３には、デッキプレート３２の形状に対応して下方に向かって突出した凸部３３ａが形成されている。例えば、凸部３３ａは、下方に向かうに従い漸次、第１交差方向Ｘの幅が狭くなる。
【００４６】
鉄筋３４は、コンクリート３３内に埋設されている。鉄筋３４は、複数の第１鉄筋３５と、複数の第２鉄筋３６と、を備えている。なお、図２中には、第１鉄筋３５を１本のみ示している。
各第１鉄筋３５は、第１交差方向Ｘに沿って延びている。各第１鉄筋３５は、コンクリート３３（床３１）の第１交差方向Ｘの端部間の引張力を伝達する。すなわち、各第１鉄筋３５は、コンクリート３３の第１交差方向Ｘの第１端部と、コンクリート３３の第１交差方向Ｘの第１端部とは反対の第２端部と、の間にわたって延びている。そして、各第１鉄筋３５は、コンクリート３３の第１端部と第２端部との間に作用する引張力を、コンクリート３３の第１端部と第２端部との間にわたって伝達する。複数の第１鉄筋３５は、第２交差方向Ｙに互いに間隔を開けて配置されている。
同様に、各第２鉄筋３６は、第２交差方向Ｙに沿って延びている。各第２鉄筋３６は、コンクリート３３の第２交差方向Ｙの端部間の引張力を伝達する。複数の第２鉄筋３６は、第１交差方向Ｘに互いに間隔を開けて配置されている。
【００４７】
なお、鉄筋３５，３６が延びる方向と、複数の耐火被覆柱１１が互いに間隔を開けて並べて配置されている方向とが異なっていてもよい。
以下では、第１鉄筋３５及び第２鉄筋３６の構成の詳細について、第１鉄筋３５を例にとって説明する。
【００４８】
第１鉄筋３５は、コンクリート３３の第１交差方向Ｘの端部間の引張力を伝達できるものであれば、特に限定されない。第１鉄筋３５は、コンクリート３３の第１交差方向Ｘの第１端部と第２端部との間にわたって１本の鉄筋で形成されてもよいが、以下のように構成されてもよい。第１鉄筋３５には、丸鋼、異形棒鋼、溶接金鋼等が用いられる。
図３に示す第１変形例のように、第１鉄筋３５Ａが、鉄筋片３７ａ，３７ｂと、鉄筋片３７ａ，３７ｂの端部同士を連結する連結鉄筋３７ｃと、を備えてもよい。鉄筋片３７ａ，３７ｂ及び連結鉄筋３７ｃは、第１鉄筋３５と同様の材料で形成されている。
鉄筋片３７ａの端部と連結鉄筋３７ｃの第１端部とは、溶接により形成された溶接部３８により接合されている。鉄筋片３７ｂの端部と連結鉄筋３７ｃの第１端部とは反対の第２端部とは、溶接部３８により接合されている。
【００４９】
図４に示す第２変形例のように、第１鉄筋３５Ｂが、鉄筋片３７ａと、鉄筋片３７ｂと、を備えてもよい。鉄筋片３７ａの端部と鉄筋片３７ｂの端部とは、溶接部３８により接合されている。
図５に示す第３変形例のように、第１鉄筋３５Ｃが、鉄筋片３７ａ，３７ｂと、番線（針金）３９と、を備えてもよい。鉄筋片３７ａと鉄筋片３７ｂとは、予め定められた必要長さ重ねられた状態で、番線３９により結び付けられている。鉄筋片３７ａと鉄筋片３７とは、付着（bonding）により、互いに接合されている。
図６に示す第４変形例のように、第１鉄筋３５Ｄが、鉄筋片３７ａ，３７ｂと、機械式継手４０と、を備えてもよい。機械式継手４０は、カップリング等である。機械式継手４０は、鉄筋片３７ａ，３７ｂの端部をそれぞれ挟み付けることにより、鉄筋片３７ａと鉄筋片３７ｂとを接合している。
第２鉄筋３６は、第１鉄筋３５と同様に構成されている。
【００５０】
図７に示すように、第１鉄筋３５の第１交差方向Ｘの端部には、下方に向かって折曲げられた折曲げ部３５ａが形成されていてもよい。折曲げ部３５ａは、複数の第２鉄筋３６のうち、第１交差方向Ｘの最も外側に配置された第２鉄筋３６の外側から、下方に向かって延びている。
なお、鉄筋３４が備える第１鉄筋３５の数は特に限定されず、１つでもよい。鉄筋３４が備える第２鉄筋３６の数は特に限定されず、１つでもよい。
第１交差方向Ｘ及び第２交差方向Ｙは、床３１の上面である平面３１ａ内で互いに交差する方向である。
【００５１】
図７に示すように、床３１は、複数の耐火被覆梁１６及び複数の減耐火被覆梁２６の上面に設けられたスタッド４６等により、複数の耐火被覆梁１６及び複数の減耐火被覆梁２６に固定されている。
【００５２】
ここで図７を用いて、コンクリート３３及び第１鉄筋３５の第１交差方向Ｘの端部と、耐火被覆梁１６と、の位置関係について説明する。耐火被覆梁１６のＨ形鋼１８は、上フランジ１８ａ及び下フランジ１８ｂが、ウェブ１８ｃを介して互いに接合されて構成されている。
ここで、Ｈ形鋼１８の上フランジ１８ａにおける、平面視において床３１の中央部側の端縁を、端縁１８ａ１と言う。上フランジ１８ａにおける端縁１８Ａａ１とは反対側の端縁を、端縁１８ａ２と言う。ウェブ１８ｃの第１交差方向Ｘの中心を、板中心１８ｃ１と言う。
例えば、コンクリート３３の第１交差方向Ｘの端は、端縁１８ａ２に一致している。
第１交差方向Ｘにおいて、第１鉄筋３５の第１交差方向Ｘの端は、平面視における床３１の中央部側から端縁１８ａ１に達している。第１鉄筋３５のこの端部は、第１交差方向Ｘにおいて板中心１８ｃ１に達していることがより好ましい。
【００５３】
第２鉄筋３６の第２交差方向Ｙの端部についても同様である。
床３１の第１鉄筋３５及び第２鉄筋３６と耐火被覆梁１６との位置関係は、床３１から区画される後述する床部３１Ａ，３１Ｂに含まれる第１鉄筋３５及び第２鉄筋３６と耐火被覆梁１６との位置関係と同様である。
【００５４】
ここで、図１を用いて、第１中心線Ｃ６及び第２中心線Ｃ７を規定する。第１中心線Ｃ６は、平面視において耐火被覆された内柱１１Ｂの中心と耐火被覆された外柱１１Ａの中心とを通り床３１の周囲に達する線（線分）である。ここで言う柱の中心とは、例えば平面視における柱の重心等である。第１中心線Ｃ６の第１端は、耐火被覆された内柱１１Ｂの中心に位置する。第１中心線Ｃ６における第１端とは反対の第２端は、床３１の周囲に位置する。第１中心線Ｃ６は、耐火被覆された外柱１１Ａの中心を通る。
第２中心線Ｃ７は、平面視において耐火被覆された内柱１１Ｂの中心同士を通る線（線分）である。第２中心線Ｃ７の第１端は、一対の耐火被覆された内柱１１Ｂのうちの一方の中心に位置する。第２中心線Ｃ７における第１端とは反対の第２端は、一対の耐火被覆された内柱１１Ｂのうちの他方の中心に位置する。
【００５５】
本実施形態では、床３１は、第１中心線Ｃ６及び第２中心線Ｃ７の少なくとも一方、及び床３１の周囲により複数の床部３１Ａ，３１Ｂに区画されている。床部３１Ａ，３１Ｂは、床３１から区画された、床３１の一部である。なお、床３１は、第１中心線Ｃ６及び第２中心線Ｃ７の少なくとも一方により区画されている、としてもよい。
具体的には、床３１は、２本の第１中心線Ｃ６及び１本の第２中心線Ｃ７により、第１床部３１Ａに区画されている。床３１は、２本の第１中心線Ｃ６により第２床部（床部）３１Ｂに区画されている。床部３１Ａ，３１Ｂは、中心線Ｃ６，Ｃ７の少なくとも一方により区画された床３１の一部分である。
ここで、第１床部３１Ａの周囲に配置される２本の耐火被覆梁１６Ａ、及び２本の耐火被覆梁１６Ｂを、耐火被覆梁集合体１６Ｅと呼ぶ。耐火被覆梁集合体１６Ｅは、全体として、平面視で環状に形成されている。
【００５６】
第１床部３１Ａは、耐火被覆梁集合体１６Ｅに対応して平面視において矩形状に区画されている。第１床部３１Ａの周囲は、全周にわたって耐火被覆梁集合体１６Ｅにより下方から支持されている。平面視において、第１床部３１Ａの隅部は全て、複数の耐火被覆柱１１に重なるように配置されている。ここで言う隅部が複数の耐火被覆柱１１に重なるとは、隅部の少なくとも一部が、複数の耐火被覆柱のうちの少なくとも１つの占める領域内に配置されていることを意味する。
第１床部３１Ａの隅部は全て、複数の耐火被覆柱１１のいずれかにより下方から支持されている。
第１床部３１Ａ、４本の耐火被覆柱１１、耐火被覆梁集合体１６Ｅ、及び複数の減耐火被覆梁２６のうち第１床部３１Ａを支持する減耐火被覆梁２６Ａにより、第１耐火構造物５１Ａが構成される。
【００５７】
一方で、第２床部３１Ｂは、耐火被覆梁集合体１６Ｄに対応して、平面視において矩形状とは異なる多角形状に形成されている。より具体的には、多角形状は台形状である。第２床部３１Ｂに含まれる鉄筋３４は、第２床部３１Ｂの第１交差方向Ｘの端部間の引張力、及び、第２床部３１Ｂの第２交差方向Ｙの端部間の引張力をそれぞれ伝達する。
第２床部３１Ｂ、４本の耐火被覆柱１１、耐火被覆梁集合体１６Ｄ、及び複数の減耐火被覆梁２６のうち第２床部３１Ｂを支持する減耐火被覆梁２６Ｂにより、第２耐火構造物（耐火構造物）５１Ｂが構成される。なお、図２では、第１耐火構造物５１Ａと第２耐火構造物５１Ｂとの境界を、実線で示している。
【００５８】
第２床部３１Ｂの周囲は、全周にわたって耐火被覆梁集合体１６Ｄにより下方から支持されている。平面視において、第２床部３１Ｂが備える隅部は全て、複数の耐火被覆柱１１に重なるように配置されている。すなわち、第２床部３１Ｂの隅部は全て、複数の耐火被覆柱１１のいずれかにより下方から支持されている。
この例では、第２耐火構造物５１Ｂは３本の減耐火被覆梁２６Ｂを備えている。
第２耐火構造物５１Ｂを構成する４本の耐火被覆柱１１の内側には、他の耐火被覆柱１１は配置されていない。第２床部３１Ｂにおける周囲以外の部分には、耐火被覆梁１６は接合されない。第２床部３１Ｂの周囲に全周にわたって結合された耐火被覆梁１６Ａ，１６Ｂ，１６Ｃの内部に配置された梁は、全て減耐火被覆梁２６である。減耐火被覆梁２６は、第２床部３１Ｂを下方から支持している。
【００５９】
ここで、ＩＳＯ  ８３４−１１：２０１４（以下、ＩＳＯ  ８３４と略して言う）に規定された加熱曲線を、以下では単に加熱曲線とも言う。第２耐火構造物５１Ｂは、加熱曲線に基づいて加熱されたときに、所望の加熱時間における第２床部３１Ｂの撓みの最大値が、（６）式で定められた閾値Ｋ（ｍ）未満であるように構成されていることが好ましい。
Ｋ＝（Ｌ＋ｌ）／３０  ・・（６）
ただし、Ｌは、第２床部３１Ｂの第１交差方向Ｘ（第１スパン）の長さ（ｍ）である。ｌは、第２床部３１Ｂの第２交差方向Ｙ（第２スパン）の長さ（ｍ）である。Ｌ及びｌは、第２床部３１Ｂの平面３１ａに沿う方向の長さである。
この閾値Ｋは、前述の非特許文献１に記載された床の撓み制限値である。
なお、第１スパンは、第１交差方向Ｘの長さに限定されず、第２床部３１Ｂの平面３１ａ内での方向（平面３１ａに沿う方向）の長さであればよい。第２スパンは、第２交差方向Ｙの長さに限定されず、第２床部３１Ｂの平面３１ａ内での方向であって、第１スパンに直交（交差）する方向の長さであればよい。
【００６０】
第２床部が平面視で矩形状ではない場合には、Ｌは第２床部の平面に沿う第１スパンの長さであり、ｌは床部の平面に沿うとともに第１スパンに交差する第２スパンの長さである。このとき、（６）式により得られる閾値Ｋがより小さくなるように、第１、第２スパンの向きを設定することが好ましい。すなわち、第２床部３１Ｂの撓みの最大値は、第１、第２スパンの向きがいずれの場合でも、（６）式により得られる閾値Ｋ未満であることが好ましい。閾値Ｋをこのように設定することにより、第２床部の損傷を安全側に評価することができる。
なお、閾値はこれに限定されない。
【００６１】
次に、以上のように構成された第２耐火構造物５１Ｂを設計する耐火構造物の設計方法（以下、設計方法とも略して言う）について説明する。図８は、本実施形態の設計方法Ｓを示すフローチャートである。本実施形態の設計方法Ｓでは、前記建築物１のうち第２耐火構造物５１Ｂを設計する設計方法について説明する。この設計方法Ｓは、例えば新規に施工する第２耐火構造物５１Ｂ、及び既存の第２耐火構造物５１Ｂに対して好ましく用いられる。
まず、図８に示すステップＳ１において、予め応力閾値を定める。例えば、応力閾値は第２耐火構造物５１Ｂに用いられる材料の設計基準等に基づいて定められる。
ステップＳ１が終了すると、ステップＳ３に移行する。
【００６２】
次に、構造決定工程（ステップＳ３）において、公知の構造計算を行うことにより、図９に示すように、構造物５２における、床３１、複数の梁５６、及び複数の柱５７の配置を決定する。なお、図９等では床３１を二点鎖線で示している。
梁５６は、耐火被覆梁１６及び減耐火被覆梁２６から耐火被覆を取外した梁である。複数の梁５６は、床３１を下方から支持する。柱５７は、耐火被覆柱１１から耐火被覆を取外した柱である。複数の柱５７は、複数の梁５６を支持する。
この例では、構造物５２は、第２耐火構造物５１Ｂに対して柱５７（耐火被覆柱１１）を１本多く備えている（以下、柱５７Ａとも言う）。柱５７Ａは、構造物５２が既に備える複数の柱５７のうちの３本の柱５７とともに、平面視で所定の矩形状の各隅部に重なるように配置されている。柱５７Ａは、複数の減耐火被覆梁２６となる梁５６の端の近傍に配置されている。
構造決定工程Ｓ３では、例えば、床３１の自重及び床３１に作用する荷重から、複数の梁５６及び複数の柱５７の仕様、及び配置を決定する。
構造決定工程Ｓ３が終了すると、ステップＳ５に移行する。
【００６３】
次に、耐火仕様決定工程（ステップＳ５）において、床３１から第２床部３１Ｂ１を区画した際に、以下のように設定されるようにする。図１０に示すように、床３１から区画された第２床部３１Ｂ１の周囲を、梁５６に耐火被覆を施した複数の耐火被覆梁１６により下方から支持させるように設定する。床３１の区画は、第１中心線Ｃ６を用いて行われる。複数の耐火被覆梁１６は、全体として環状に形成されている。第２床部３１Ｂ１が備える隅部は全て、複数の耐火被覆柱１１に重なって配置されるように設定する。
この例では、まず、耐火仕様決定工程Ｓ５において、平面視で矩形状（所定の形状）に区画された第１床片３１Ｃを第２床部３１Ｂ１とする。この際に、火災時に第２床部３１Ｂ１によるメンブレン効果が発揮されるように、複数の梁５６の少なくとも一部に耐火被覆を施して第２耐火構造物５１Ｂ１を設計する。ここで言うメンブレン効果とは、火災時において、荷重が作用する床部を、耐火被覆梁及び引張力伝達部材により、床部の中央部が下方に向かって凸となるように撓んだ形状に保持する効果のことを意味する。
この例では、第２床部３１Ｂ１の周囲が、全体として環状に形成された複数の耐火被覆梁１６により下方から支持されるように設定する。第２床部３１Ｂ１が備える隅部は全て、複数の耐火被覆柱１１に重なって配置されるように設定する。梁５６の長手方向の一部に耐火被覆を施すことで、梁５６から耐火被覆梁１６Ｂ及び梁片５６Ａが形成される。
耐火仕様決定工程Ｓ５が終了すると、ステップＳ７に移行する。
【００６４】
次に、判定工程（ステップＳ７）において、第２床部３１Ｂ１の圧縮の主応力が応力閾値を超えるか否かを判定する。第２床部３１Ｂ１の圧縮の主応力が応力閾値を超えるか否かは、公知のシミュレーションを行うこと等により判定することができる。判定工程Ｓ７において、第２床部３１Ｂ１の圧縮の主応力が応力閾値を超える（ＹＥＳ）と判定したときには、構造決定工程Ｓ３に移行する。一方で、第２床部３１Ｂ１の圧縮の主応力が応力閾値を超えない（応力閾値以下である）（ＮＯ）と判定したときには、設計方法Ｓの全工程が終了する。このとき、第２耐火構造物５１Ｂ１が前述の仕様に設計される。
この例では、第２床部３１Ｂ１の周囲の一部である周囲部分３１Ｃ１で、圧縮の主応力の最大値が生じたとする。そして、この圧縮の主応力の最大値が応力閾値を超えると判定されたとする。この場合、判定工程Ｓ７の後で、構造決定工程Ｓ３に移行する
【００６５】
判定工程Ｓ７から移行した構造決定工程Ｓ３では、図１１に示すように、構造物５２Ａにおける、床３１、複数の梁５６、及び複数の柱５７の配置を決定する。構造物５２Ａは、前記構造物５２に対して柱５７Ａを備えていない。
次に、耐火仕様決定工程Ｓ５において、図１２に示すように、第２床部３１Ｂが第１床片３１Ｃ及び第２床片３１Ｄからなる形状に区画されると仮定する。第２床片３１Ｄは、第１床片３１Ｃの周囲部分３１Ｃ１に連なる。平面視において、第２床片３１Ｄは三角形状である。平面視において、第２床部３１Ｂは、台形状である。
耐火仕様決定工程Ｓ５では、床３１から区画された第２床部３１Ｂの周囲を、梁５６に耐火被覆を施した複数の耐火被覆梁１６により下方から支持させるように設定する。複数の耐火被覆梁１６は、全体として環状に形成されている。第２床部３１Ｂが備える隅部は全て、複数の耐火被覆柱１１に重なって配置されるように設定する。
【００６６】
次に、判定工程Ｓ７において、第２床部３１Ｂの圧縮の主応力が応力閾値を超えるか否かを判定する。一般的に、床部が周囲部分に連なる第２床片を備えるとすると、周囲部分で生じた圧縮の主応力の最大値が緩和されやすくなる。この例では、判定工程Ｓ７において、第２床部３１Ｂの圧縮の主応力が応力閾値を超えない（ＮＯ）と判定され、設計方法Ｓの全工程が終了する。第２耐火構造物５１Ｂは、設計方法Ｓにより設計された耐火構造物である。
【００６７】
なお、本実施形態の設計方法Ｓでは、判定工程Ｓ７においてＹＥＳと判定したときに、耐火仕様決定工程Ｓ５に移行してもよい。
また、本実施形態の設計方法では、耐火仕様決定工程において、第２床部は平面視で矩形状とは異なる多角形状であると仮定してもよい。この場合であっても、判定工程において床部の圧縮の主応力が応力閾値を超えない（ＮＯ）と判定されれば、設計方法の全工程が終了する。
【００６８】
ここで、メンブレン効果により火災の前後で第２床部３１Ｂ等が撓む様子を模式的に説明する。
図１３に、火災が発生していない通常時における第２耐火構造物５１Ｂの分解斜視図を示す。なお図１３及び後述する図１４では、第２耐火構造物５１Ｂを簡略化して示している。具体的には、図１３及び図１４では、第２耐火構造物５１Ｂの減耐火被覆梁２６を１つだけ示している。
図１３に示す通常時には、第２床部３１Ｂ、減耐火被覆梁２６等に作用する重力、静荷重等により、第２床部３１Ｂ、減耐火被覆梁２６等に下向きの外力Ｆ１が作用する。
一方で火災時において、図１４に示すように、第２床部３１Ｂの平面視における中央部が下方に向かって凸となるように撓む。しかし、いわゆるメンブレン効果により、第２床部３１Ｂの周囲が、全体として環状に形成された複数の耐火被覆梁１６により支持される。第２床部３１Ｂが撓むことにより伸びた第１鉄筋３５が、第１交差方向Ｘの引張力Ｆ２を伝達する。第２床部３１Ｂが撓むことにより伸びた第２鉄筋３６が、第２交差方向Ｙの引張力Ｆ３を伝達する。すなわち、第２床部３１Ｂは、第２床部３１Ｂに作用する重力等に引張力Ｆ２，Ｆ３により抵抗する。
従って、第２床部３１Ｂの中央部が、複数の耐火被覆梁１６及び鉄筋３５，３６により第１交差方向Ｘ及び第２交差方向Ｙにそれぞれ支持される。
【００６９】
この際、第２床部３１Ｂには、引張領域Ｒ５及び圧縮領域Ｒ６がそれぞれ形成される。なお、図１４中に圧縮領域Ｒ６をハッチングを付して示している。引張領域Ｒ５では、第２床部３１Ｂが撓んだ平面３１ａに沿って引張られる。圧縮領域Ｒ６では、第２床部３１Ｂが撓んだ平面３１ａに沿って圧縮される。
引張領域Ｒ５は、第２床部３１Ｂの平面視における中央部に形成される。圧縮領域Ｒ６は、引張領域Ｒ５の周辺に形成される。
【００７０】
火災時に第２耐火構造物５１Ｂに生じるメンブレン効果は、鉄筋３４により引張力Ｆ２，Ｆ３に抵抗する効果である。一方で、特許文献１において火災時に耐火構造物に生じるロバストネスは、コンクリート及びスラブ筋により曲げモーメントＢ１に抵抗する効果である。
このように、本実施形態の第２耐火構造物５１Ｂと特許文献１の耐火構造物とでは、火災時に生じる効果が異なる。
【００７１】
次に、第２耐火構造物５１Ｂを施工する耐火構造物の施工方法（製造方法。以下、施工方法とも略して言う）について説明する。図１５は、本実施形態の施工方法Ｓ２０を示すフローチャートである。前記設計方法Ｓの各工程は設定するだけで実際には施工しないのに対し、施工方法Ｓ２０の各工程では実際に施工する点が異なる。この施工方法Ｓ２０は、例えば新規に施工する第２耐火構造物５１Ｂに対して好ましく用いられる。
この施工方法Ｓ２０では、柱梁施工工程Ｓ２１と、被覆施工工程Ｓ２３と、を行う。
柱梁施工工程Ｓ２１では、床３１、複数の梁５６、及び複数の柱５７を施工する。
被覆施工工程Ｓ２３では、複数の梁５６の少なくとも一部に耐火被覆を施して複数の耐火被覆梁１６とすることで、第２床部３１Ｂの周囲を、複数の耐火被覆梁１６により下方から支持させる。
以上で、施工方法Ｓ２０の全工程が終了し、第２耐火構造物５１Ｂが施工される。
【００７２】
非特許文献１に開示された耐火構造物の設計方法では、平面視において床部は矩形状であるとして設計している。このため、非特許文献１を見た当業者は、矩形状であるに対して、メンブレン効果を発揮させようとする。
【００７３】
これに対して、本実施形態の設計方法Ｓによれば、構造決定工程Ｓ３及び耐火仕様決定工程Ｓ５を行うことで、第２床部３１Ｂの周囲は、火災時でも一定の剛性及び耐力を維持できる環状に形成された複数の耐火被覆梁１６により下方から支持させるように設定される。この際に、２本の第１中心線Ｃ６により、第２床部３１Ｂは平面視において台形状に形成されるように設定される。平面視において第２床部３１Ｂの隅部は全て複数の耐火被覆柱１１に重なるように設定されることで、全ての隅部は複数の耐火被覆柱１１により支持される。第２床部３１Ｂに含まれている鉄筋３４は、第２床部３１Ｂの第１交差方向Ｘの端部間の引張力Ｆ２、及び、第２床部３１Ｂの第２交差方向Ｙの端部間の引張力Ｆ３をそれぞれ伝達する。
火災時には、第２床部３１Ｂに作用する重力等により、第２床部３１Ｂの平面視における中央部が下方に向かって凸となるように撓む。しかし、メンブレン効果により、第２床部３１Ｂの周囲が耐火被覆梁１６により支持される。そして、第２床部３１Ｂが撓むことにより伸びた鉄筋３４が第１交差方向Ｘ及び第２交差方向Ｙにそれぞれ引張力Ｆ２，Ｆ３を伝達することにより、第２床部３１Ｂの中央部が支持される。従って、第２床部３１Ｂの形状が台形状であっても、第２耐火構造物５１Ｂを一定の耐火性能に維持するように設定することができる。
【００７４】
また、本実施形態の施工方法Ｓ２０によれば、柱梁施工工程Ｓ２１及び被覆施工工程Ｓ２３を行うことで、第２床部３１Ｂの周囲を、火災時でも一定の剛性及び耐力を維持できる環状に形成された複数の耐火被覆梁１６により下方から支持させる。この際に、２本の第１中心線Ｃ６により、第２床部３１Ｂは平面視において台形状に形成される。平面視において第２床部３１Ｂの隅部は全て複数の耐火被覆柱１１に重なることで、全ての隅部は複数の耐火被覆柱１１により支持される。第２床部３１Ｂに含まれている鉄筋３４は、第２床部３１Ｂの第１交差方向Ｘの端部間の引張力Ｆ２、及び、第２床部３１Ｂの第２交差方向Ｙの端部間の引張力Ｆ３をそれぞれ伝達する。
火災時には、第２床部３１Ｂに作用する重力等により、第２床部３１Ｂの平面視における中央部が下方に向かって凸となるように撓む。しかし、メンブレン効果により、第２床部３１Ｂの周囲が耐火被覆梁１６により支持される。そして、第２床部３１Ｂが撓むことにより伸びた鉄筋３４が第１交差方向Ｘ及び第２交差方向Ｙにそれぞれ引張力Ｆ２，Ｆ３を伝達することにより、第２床部３１Ｂの中央部が支持される。従って、第２床部３１Ｂの形状が台形状であっても、第２耐火構造物５１Ｂを一定の耐火性能に維持することができる。
【００７５】
また、本実施形態の第２耐火構造物５１Ｂによれば、第２床部３１Ｂの周囲は、火災時でも一定の剛性及び耐力を維持できる環状に形成された複数の耐火被覆梁１６により下方から支持される。２本の第１中心線Ｃ６により、第２床部３１Ｂは平面視において台形状に形成される。平面視において第２床部３１Ｂの隅部は全て複数の耐火被覆柱１１に重なることで、全ての隅部は複数の耐火被覆柱１１により支持される。第２床部３１Ｂに含まれている鉄筋３４は、第２床部３１Ｂの第１交差方向Ｘの端部間の引張力Ｆ２、及び、第２床部３１Ｂの第２交差方向Ｙの端部間の引張力Ｆ３をそれぞれ伝達する。
火災時には、第２床部３１Ｂに作用する重力等により、第２床部３１Ｂの平面視における中央部が下方に向かって凸となるように撓む。しかし、メンブレン効果により、第２床部３１Ｂの周囲が耐火被覆梁１６により支持される。そして、第２床部３１Ｂが撓むことにより伸びた鉄筋３４が第１交差方向Ｘ及び第２交差方向Ｙにそれぞれ引張力Ｆ２，Ｆ３を伝達することにより、第２床部３１Ｂの中央部が支持される。従って、第２床部３１Ｂの形状が台形状であっても、第２耐火構造物５１Ｂを一定の耐火性能に維持することができる。
【００７６】
第２耐火構造物５１Ｂは、減耐火被覆梁２６を備えている。このため、火災が発生していない通常時において、第２床部３１Ｂが撓むのを抑えることができる。
第２床部３１Ｂにおける周囲以外の部分には、耐火被覆梁１６は接合されない。従って、第２床部３１Ｂにおける周囲以外の部分に接合された耐火被覆梁１６により火災時に第２床部３１Ｂが拘束されるのが抑えられる。これにより、第２床部３１Ｂに生じる圧縮による面内応力を小さくすることができる。
第２床部３１Ｂの撓みの最大値が、閾値Ｋを超えない。これにより、第２床部３１Ｂのメンブレン効果が効果的に発揮される。従って、第２床部３１Ｂが下方に向かって撓み難くすることができる。
【００７７】
第１床片３１Ｃを第２床部３１Ｂ１として判定工程Ｓ７を行う。判定工程Ｓ７において、圧縮の主応力の最大値が周囲部分３１Ｃ１で生じて、圧縮の主応力の最大値が応力閾値を超えると判定されたときには、第２床部３１Ｂが第１床片３１Ｃ及び第２床片３１Ｄからなる形状に区画されると仮定する。そして、構造決定工程Ｓ３から判定工程Ｓ７を行う。
一般的に、床部が、第１床片に加えて、周囲部分に連なる第２床片を備えると、周囲部分で生じた圧縮の主応力の最大値が緩和されやすくなる。第２床部３１Ｂが第１床片３１Ｃ及び第２床片３１Ｄを備えるとして判定工程Ｓ７を行うことで、判定工程Ｓ７において第２床部３１Ｂの撓みの最大値が応力閾値以下であると判定されやすくすることができる。
【００７８】
耐火仕様決定工程において第２床部は平面視で台形状であると仮定し、判定工程を行う。例えば判定工程において、第２床部の圧縮の主応力が応力閾値を超えない場合がある。このような場合に、第２床部の圧縮の主応力が応力閾値を超えない耐火構造物の構成を、短時間で設定することができる。
第２耐火構造物５１Ｂは、設計方法Ｓにより設計された耐火構造物である。これにより、本実施形態の設計方法Ｓにより第２耐火構造物５１Ｂを設計することができる。設計方法Ｓは、第２床部の形状を矩形状とは異なる多角形状にしつつ、一定の耐火性能を維持することができる方法である。
【００７９】
（シミュレーション結果）
ここで、実施例及び比較例の耐火構造物の耐火性能をシミュレーションにより評価した結果について説明する。
図１６に、実施例の耐火構造物５１Ｂにおける解析モデルの斜視図を模式的に示す。なお、図１６では第２床部３１Ｂを示していない。耐火構造物５１Ｂは、前述の第２耐火構造物５１Ｂに相当する。
耐火被覆梁１６Ａ，１６Ｂ，１６Ｃは、一般構造用圧延鋼材であるＳＳ４００材で形成され、断面形状が３５０×１７５×７×１１ｍｍのＨ形鋼であるとした。
３本の減耐火被覆梁２６Ｂのうち最も耐火被覆梁１６Ｃ側に配置された減耐火被覆梁２６Ｂ１は、ＳＳ４００材で形成され、断面形状が３５０×１７５×７×１１ｍｍのＨ形鋼であるとした。３本の減耐火被覆梁２６Ｂのうち減耐火被覆梁２６Ｂ１以外の減耐火被覆梁２６Ｂ２は、ＳＳ４００材で形成され、断面形状が３００×１５０×６．５×９ｍｍのＨ形鋼であるとした。
【００８０】
一対の耐火被覆梁１６Ｂにおける第１交差方向Ｘのピッチを、９ｍとした。３本の減耐火被覆梁２６Ｂにおける第２交差方向Ｙのピッチを、３ｍとした。耐火被覆梁１６Ａと、この耐火被覆梁１６Ａに対して第２交差方向Ｙに隣り合う減耐火被覆梁２６Ｂ２と、の第２交差方向Ｙのピッチを、３ｍとした。一対の耐火被覆梁１６Ｂのうち長さが長い方の耐火被覆梁１６Ｂと耐火被覆梁１６Ｃとの接合部と、減耐火被覆梁２６Ｂ１と、の第２交差方向Ｙのピッチを、３ｍとした。
耐火被覆梁１６Ａと耐火被覆梁１６Ｂとの接合部は、第１交差方向Ｘ、第２交差方向Ｙ、及び上下方向Ｚの位置は保持されるとした。この接合部は、第１交差方向Ｘ、第２交差方向Ｙ、及び上下方向Ｚに平行な軸線周りにはそれぞれ回転可能であるとした。耐火被覆梁１６Ｃと耐火被覆梁１６Ｂとの接合部についても、同様の拘束条件であるとした。
【００８１】
図１７に、実施例の耐火構造物５１Ｂにおける第２床部３１Ｂの解析モデルの縦断面図を示す。
コンクリート３３において、凸部３３ａの下端の第１交差方向Ｘの長さを、１２５ｍｍとした。凸部３３ａの下端は、凸部３３ａの上端に比べて、第１交差方向Ｘにそれぞれ２５ｍｍずつ凸部３３ａの中心に近づく位置に配置されているとした。コンクリート３３は、凸部３３ａよりも第１交差方向Ｘの両側に、それぞれ６２．５ｍｍずつ延びているとした。
凸部３３ａの上下方向Ｚの長さを、５０ｍｍとした。鉄筋３４の上端からコンクリート３３の上面までの距離（鉄筋３４に対するコンクリート３３のかぶり厚さ）を、３０ｍｍとした。第２床部３１Ｂの厚さを、１３０ｍｍとした。
なお、第２床部３１Ｂは、デッキプレート３２を備えていない。すなわち、第２床部３１Ｂの解析モデルでは、デッキプレート３２を設定していない。
【００８２】
このように構成されたコンクリート３３が、第１交差方向Ｘに３００ｍｍのピッチで複数並べられているとした。コンクリート３３は、凸部３３ａが第２交差方向Ｙに沿って延びるように配置されているとした。
コンクリート３３は、普通コンクリート（ＮＣ）であり、含水率が１０％であるとした。コンクリート３３の設計基準強度Ｆｃは、２４Ｎ／ｍｍ２（ニュートン・パー・平方ミリメートル）であるとした。
鉄筋３４は、ＪＩＳ  Ｇ  ３１１２：２０１０、鉄筋コンクリート用棒鋼の規定における異形棒鋼（ＳＤ２９５Ａ）で、外径が６ｍｍであるとした。鉄筋３４において、複数の第２鉄筋３６は、第１交差方向Ｘに１５０ｍｍピッチで配置されているとした。複数の第１鉄筋３５は、第２交差方向Ｙに１５０ｍｍピッチで配置されているとした。
【００８３】
これに対して、図１８に、比較例の耐火構造物５１Ａにおける解析モデルの斜視図を模式的に示す。なお、図１８では第１床部は示していない。耐火構造物５１Ａは、前述の第１耐火構造物５１Ａにおいて、２本の減耐火被覆梁２６Ａを備えた構成に相当する。
耐火構造物５１Ａの耐火被覆梁１６Ａ，１６Ｂは、耐火構造物４１Ｂの耐火被覆梁１６Ａ，１６Ｂ，１６Ｃと同一の構成であるとした。すなわち、耐火被覆梁１６Ａ，１６Ｂは、ＳＳ４００材で形成され、断面形状が３５０×１７５×７×１１ｍｍのＨ形鋼であるとした。耐火構造物５１Ａの減耐火被覆梁２６Ａは、耐火構造物５１Ｂの減耐火被覆梁２６Ｂ２と同一の構成であるとした。
一対の耐火被覆梁１６Ｂにおける第１交差方向Ｘのピッチを、９ｍとした。２本の減耐火被覆梁２６Ａにおける第２交差方向Ｙのピッチを、３ｍとした。耐火被覆梁１６Ａと、この耐火被覆梁１６Ａに対して第２交差方向Ｙに隣り合う減耐火被覆梁２６Ａと、の第２交差方向Ｙのピッチを、３ｍとした。
耐火被覆梁１６Ａと耐火被覆梁１６Ｂとの接合部は、第１交差方向Ｘ、第２交差方向Ｙ、及び上下方向Ｚの位置は保持されるとした。この接合部は、第１交差方向Ｘ、第２交差方向Ｙ、及び上下方向Ｚに平行な軸線周りにはそれぞれ回転可能であるとした。
第１床部の縦断面の形状は、第２床部３１Ｂの縦断面の形状と同一であるとした。
【００８４】
図１９に、比較例の耐火構造物５１Ｃにおける解析モデルの斜視図を模式的に示す。なお、図１９では、耐火被覆梁１６Ａ，１６Ｂ，１６Ｃ等により支持された第３床部は示していない。
耐火構造物５１Ｃは、実施例の耐火構造物５１Ｂにおいて、減耐火被覆梁２６Ｂ１に耐火被覆を施して耐火被覆梁１６Ｇとしたものである。
第３床部は、実施例の耐火構造物５１Ｂの第２床部３１Ｂと同一の構成である。
第３床部のうち、耐火被覆梁１６Ａ，１６Ｂ，１６Ｇにより全周にわたって周囲が支持された床部は、平面視で矩形状である。
【００８５】
実施例の耐火構造物５１Ｂ及び比較例の耐火構造物５１Ａ，５１Ｃを、ＩＳＯ  ８３４に規定された加熱曲線に基づいて加熱されたときの、加熱時間に対する床部の撓み、床部の面内応力等をシミュレーションにより求めた。
シミュレーションでは、上記の拘束条件で支持された耐火構造物が加熱されることにより、耐火構造物の温度が上昇する。温度に応じて、耐火構造物が伸びて耐火構造物内で応力が作用し、耐火構造物の剛性及び耐力が変化する。火災時には、耐火被覆柱１１、耐火被覆梁１６、及び鉄筋３４は所定の剛性及び耐力を生じるが、減耐火被覆梁２６の剛性及び耐力は無くなると考える。
【００８６】
床部の撓みのシミュレーション結果を、図２０に示す。図２０において、横軸は加熱時間（分、加熱を開始してからの経過時間）を表す。縦軸は、耐火構造物５１Ｂ，５１Ａ，５１Ｃの床部の略中央における撓み（ｍｍ）を表す。
図１６に、第２床部３１Ｂの略中央の位置Ｐ１を示す。同様に、図１８に第１床部の略中央の位置Ｐ２を示し、図１９に第３床部の略中央の位置Ｐ３を示す。
【００８７】
図２０において、実線及び○印による線Ｌ１は、実施例の耐火構造物５１Ｂにおける第２床部３１Ｂの位置Ｐ１での撓みを表す。点線及び△印による線Ｌ２は、比較例の耐火構造物５１Ａにおける第１床部の位置Ｐ２での撓みを表す。一点鎖線及び□印による線Ｌ３は、比較例の耐火構造物５１Ｃにおける第３床部の位置Ｐ３での撓みを表す。
なお、例えば、第２床部３１Ｂの位置Ｐ１での撓みが充分に大きくなって第２床部３１Ｂが崩壊したときには、第２床部３１Ｂの位置Ｐ１での撓みは、図２０中に二点鎖線による線Ｌ４で示す程度に、加熱時間に対して撓みが急激に大きくなることが分かっている。
このシミュレーション結果によれば、加熱時間が大きくなるのに従い漸次、第２床部３１Ｂ、第１床部、及び第３床部の略中央における撓みがそれぞれ大きくなることが分かった。０分から３０分までの所定の加熱時間に対して、第１床部の位置Ｐ２での撓みよりも、第３床部の位置Ｐ３での撓みが大きくなることが分かった。第３床部の位置Ｐ３での撓みよりも、第２床部３１Ｂの位置Ｐ１での撓みが大きくなることが分かった。
【００８８】
ここで、非特許文献１に記載された床の撓み制限値について説明する。床の撓み制限値である閾値Ｋ（ｍ）は、前記（６）式のように規定される。
【００８９】
なお、図２１に示すように、平面視で床部６６が矩形状以外の四角形状である場合には、発明者らは、閾値Ｋは例えば以下のように求められると考える。
すなわち、床部６６には、対向する辺が２対（一対の辺６６ａ，６６ｂ、及び一対の辺６６ｃ，６６ｄ）ある。辺６６ａの中点と辺６６ｂの中点とを結ぶ線の長さを、第１スパンの長さＬとする。辺６６ｃの中点と辺６６ｄの中点とを結ぶ線の長さを、第２スパンの長さｌとする。これらの長さＬ，ｌを用いて、（６）式から閾値Ｋを求める。
【００９０】
なお、床部６６が矩形状以外の四角形状である場合のこの閾値Ｋの求め方を、床部が矩形状である場合に用いて閾値Ｋの値を求める。この場合の閾値Ｋの値は、非特許文献１で（６）式により示される床部が矩形状である場合の閾値Ｋの値に一致する。すなわち、発明者らが提案する閾値Ｋの求め方は、非特許文献１で（６）式により示される閾値Ｋの求め方を、床部が矩形状以外の四角形状である場合にも拡張させている。
発明者らは、非特許文献１の（６）式を拡張させた閾値Ｋの値の求め方として、前記閾値Ｋの値の求め方を提案する。
【００９１】
図１６に示すように実施例の耐火構造物５１Ｂの長さが規定されていて、第２床部３１Ｂは平面視で矩形状以外の四角形状である。第２床部３１Ｂに対する長さＬ，ｌは、（８）式及び（９）式より、１０．５ｍ、９．１２ｍとなる。
（１２＋９）／２＝１０．５  ・・（８）
√（９２＋１．５２）＝９．１２  ・・（９）
このため、耐火構造物５１Ｂの閾値Ｋは、（１０）式より、０．６５４ｍ、すなわち６５４ｍｍになる。
Ｋ＝（１０．５＋９．１２）／３０＝０．６５４  ・・（１０）
６５４ｍｍに対応する線を、図２０中に実線による線Ｌ６として示す。すなわち、実施例の耐火構造物５１Ｂを表す線Ｌ１の値が、少なくとも線Ｌ６の値になるまでは、第２床部３１Ｂは崩壊することなく保持されると判断される。
【００９２】
図１９に示すように比較例の耐火構造物５１Ｃの長さが規定されているため、第３床部のうち、耐火被覆梁１６Ａ，１６Ｂ，１６Ｇにより全周にわたって周囲が支持された床部は、平面視で１辺が９ｍの正方形状である。図１８に示すように比較例の耐火構造物５１Ａの長さが規定されているため、第１床部は、平面視で１辺が９ｍの正方形状である。このため、耐火構造物５１Ａ，５１Ｃの閾値Ｋは、（１２）式より、０．６０ｍ、すなわち６００ｍｍになる。
Ｋ＝（９＋９）／３０＝０．６０  ・・（１２）
６００ｍｍに対応する線を、図２０中に点線による線Ｌ７として示す。すなわち、比較例の耐火構造物５１Ａを表す線Ｌ２の値、及び比較例の耐火構造物５１Ｃを表す線Ｌ３の値が、少なくとも線Ｌ７の値になるまでは、第１床部及び第３床部は崩壊することなく保持されると判断される。
【００９３】
これらのシミュレーション結果によれば、加熱時間が３０分程度の場合には、実施例の耐火構造物５１Ｂの第２床部３１Ｂの撓みの最大値は、いわゆるメンブレン効果により６５４ｍｍである閾値Ｋ未満であることが分かった。比較例の耐火構造物５１Ａの第１床部及び耐火構造物５１Ｃの第３床部の撓みの最大値は、６００ｍｍである閾値Ｋ未満であることが分かった。
また、６５４ｍｍである閾値Ｋに対する耐火構造物５１Ｂの撓みの最大値の比率、及び、６００ｍｍである閾値Ｋに対する耐火構造物５１Ａ，５１Ｃの撓みの最大値の比率、は互いに同程度であることが分かった。実施例の耐火構造物５１Ｂの耐火性能は、比較例の耐火構造物５１Ｂ，５１Ｃの耐火性能と同等に維持されていることが分かった。
【００９４】
なお、加熱時間には、３０分以外にも、日本国の建築基準法に規定される耐火性能に基づいて、１時間、２時間等の所望の時間が用いられる。
【００９５】
図２２から図２７に、加熱時間が３０分の時点における実施例の耐火構造物５１Ｂの第２床部３１Ｂ、及び比較例の耐火構造物５１Ａ，５１Ｃの第１床部、第３床部の面内応力（上下方向Ｚを法線とする平面内に生じる応力）のシミュレーション結果を示す。
図２２，２４，及び２６は、床部の面内に生じる圧縮の主応力分布を示し、図２３，２５，及び２７は、床部の面内に生じる引張の主応力分布を示す。
図２２から図２７のいずれにおいても、主応力の方向を線の長さ方向として表している。各圧縮の主応力及び引張の主応力において、主応力が大きくなるのに従い、線の長さを長く示している。
床部の圧縮の主応力が所定の値を超えると、床部が崩壊する可能性があると考えられる。
【００９６】
実施例の耐火構造物５１Ｂは、比較例の耐火構造物５１Ｃに対して耐火被覆梁１６Ｇを備えていなく、第２床部３１Ｂにおける周囲以外の部分には、耐火被覆梁１６は接合されない。このため、火災時に、減耐火被覆梁２６Ｂ１の位置（周囲部分）で梁による拘束が生じないことが分かった。そして、減耐火被覆梁２６Ｂ１が配置された位置での、圧縮による圧縮応力及び引張応力がそれぞれ小さくなる（緩和される）ことが分かった。
なお、実施例の耐火構造物５１Ｂの第２床部３１Ｂの圧縮応力及び引張応力は、比較例の耐火構造物５１Ａの第１床部の圧縮応力及び引張応力に比べて、同等か、大きくなる。
【００９７】
実施例の耐火構造物５１Ｂの第２床部３１Ｂ、及び比較例の耐火構造物５１Ｃの第３床部の対応する位置での、加熱時間に対する面内に生じる圧縮の主応力の変化を図２８に示す。実施例の耐火構造物５１Ｂの第２床部３１Ｂにおける対応する位置を、図２２中に位置Ｐ５で示す。比較例の耐火構造物５１Ｃの第３床部における対応する位置を、図２６中に位置Ｐ６で示す。
図２８において、横軸は加熱時間を表し、縦軸は面内に生じる圧縮の主応力（ｋＮ／ｍ：キロニュートン・パー・メートル）を表す。
実線及び○印による線Ｌ１１は、実施例の耐火構造物５１Ｂにおける面内に生じる圧縮の主応力を表す。実線及び□印による線Ｌ１３は、比較例の耐火構造物５１Ｃにおける面内に生じる圧縮の主応力を表す。
いずれの場合も、加熱時間の経過とともに面内に生じる圧縮の主応力は大きくなる。ただし、加熱時間によらず、実施例の耐火構造物５１Ｂの第２床部３１Ｂの位置Ｐ５における面内に生じる圧縮の主応力は、比較例の耐火構造物５１Ｃの第３床部の位置Ｐ６における面内に生じる圧縮の主応力よりも小さくなることが分かった。
【００９８】
なお、一般的に耐火構造物の外形が小さくなるのに従い、非特許文献１に記載された床部の撓み制限値、及びシミュレーションにより求められる床部の撓みの最大値は、それぞれ小さくなる。しかし、値が小さくなる程度が、床部の撓み制限値よりも床部の撓みの最大値が大きい。このため、耐火構造物の外形が小さくなるのに従い、床部の撓みの最大値が床部の撓み制限値を超え難くなり、床部が崩壊すると判断され難くなる。
実施例の耐火構造物５１Ｂ、及び比較例の耐火構造物５１Ａ等を組み合わせることにより、様々な形状の建築物に対応することができる。
【００９９】
（第２実施形態）
次に、本発明の第２実施形態について図２９、及び前記図８及び図１５を参照しながら説明するが、前記実施形態と同一の部位には同一の符号を付してその説明は省略し、異なる点についてのみ説明する。
図２９に示すように、本実施形態の第２耐火構造物７１Ｂは、第１実施形態の第２耐火構造物５１Ｂの４本の耐火被覆柱１１に代えて、４本の耐火被覆柱７２を備えている。なお、図２９では、建築物のうち第２耐火構造物７１Ｂ以外の部分を示していない。
【０１００】
各耐火被覆柱７２は、耐火被覆柱１１とは上下方向Ｚの長さのみが異なる。各耐火被覆柱７２は、耐火被覆柱１１よりも長い。各耐火被覆柱７２は、第２床部３１Ｂを超えて上方まで延びている。
本実施形態では、耐火被覆梁１６の各端部は、耐火被覆柱７２に接合されている。ここで、耐火被覆柱７２において、耐火被覆梁１６に接合される部分（耐火被覆柱の一部）を、柱片７２ａと言う。
複数の耐火被覆梁１６及び複数の柱片７２ａは、全体として環状に形成されている。第２床部３１Ｂの周囲は、複数の耐火被覆梁１６により下方から支持されている。
【０１０１】
この例では、４本の耐火被覆梁１６及び４つの柱片７２ａ全体として環状に形成されている。しかし、全体として環状に形成されている耐火被覆梁１６の数、及び柱片７２ａの数は、特に限定されない。
【０１０２】
次に、以上のように構成された第２耐火構造物７１Ｂを設計する設計方法について説明する。図８は、本実施形態の設計方法Ｓ３０を示すフローチャートである。この設計方法Ｓ３０が、第１実施形態の設計方法Ｓと異なる点は、耐火仕様決定工程Ｓ５に代えて、耐火仕様決定工程Ｓ３１を行うことである。
耐火仕様決定工程Ｓ３１では、床３１から区画された第２床部３１Ｂの周囲を複数の耐火被覆梁１６により下方から支持させるように設定する。さらに、複数の耐火被覆梁１６及び複数の柱片７２ａが全体として環状に形成されるように設定する。
【０１０３】
次に、第２耐火構造物７１Ｂを施工する施工方法について説明する。図１５は、本実施形態の施工方法Ｓ４０を示すフローチャートである。この施工方法Ｓ４０が、第１実施形態の施工方法Ｓ２０と異なる点は、被覆施工工程Ｓ２３に代えて、被覆施工工程Ｓ４１を行うことである。
被覆施工工程Ｓ４１では、床３１から区画された第２床部３１Ｂの周囲を複数の耐火被覆梁１６により下方から支持させる。さらに、複数の耐火被覆梁１６及び複数の柱片７２ａを全体として環状に形成する。
【０１０４】
以上説明したように、本実施形態の設計方法Ｓ３０によれば、構造決定工程Ｓ３及び耐火仕様決定工程Ｓ３１を行うことで、第２床部３１Ｂの周囲は、火災時でも一定の剛性及び耐力を維持でき、全体として環状に形成された複数の耐火被覆梁１６及び複数の柱片７２ａにより下方から支持させるように設定される。この際に、２本の第１中心線Ｃ６により、第２床部３１Ｂは平面視において台形状に形成されるように設定される。平面視において第２床部３１Ｂの隅部は全て複数の耐火被覆柱１１に重なるように設定されることで、全ての隅部は複数の耐火被覆柱１１により支持される。第２床部３１Ｂに含まれている鉄筋３４は、第２床部３１Ｂの第１交差方向Ｘの端部間の引張力Ｆ２、及び、第２床部３１Ｂの第２交差方向Ｙの端部間の引張力Ｆ３をそれぞれ伝達する。
火災時には、第２床部３１Ｂに作用する重力等により、第２床部３１Ｂの平面視における中央部が下方に向かって凸となるように撓む。しかし、メンブレン効果により、第２床部３１Ｂの周囲が耐火被覆梁１６により支持される。そして、第２床部３１Ｂが撓むことにより伸びた鉄筋３４が第１交差方向Ｘ及び第２交差方向Ｙにそれぞれ引張力Ｆ２，Ｆ３を伝達することにより、第２床部３１Ｂの中央部が支持される。従って、第２床部３１Ｂの形状が台形状であっても、第２耐火構造物７１Ｂを一定の耐火性能に維持するように設定することができる。
【０１０５】
また、本実施形態の施工方法Ｓ４０によれば、柱梁施工工程Ｓ２１及び被覆施工工程Ｓ４１を行うことで、第２床部３１Ｂの周囲を、火災時でも一定の剛性及び耐力を維持でき、全体として環状に形成された複数の耐火被覆梁１６及び複数の柱片７２ａにより下方から支持させる。この際に、２本の第１中心線Ｃ６により、第２床部３１Ｂは平面視において台形状に形成される。平面視において第２床部３１Ｂの隅部は全て複数の耐火被覆柱１１に重なることで、全ての隅部は複数の耐火被覆柱１１により支持される。第２床部３１Ｂに含まれている鉄筋３４は、第２床部３１Ｂの第１交差方向Ｘの端部間の引張力Ｆ２、及び、第２床部３１Ｂの第２交差方向Ｙの端部間の引張力Ｆ３をそれぞれ伝達する。
火災時には、第２床部３１Ｂに作用する重力等により、第２床部３１Ｂの平面視における中央部が下方に向かって凸となるように撓む。しかし、メンブレン効果により、第２床部３１Ｂの周囲が耐火被覆梁１６により支持される。そして、第２床部３１Ｂが撓むことにより伸びた鉄筋３４が第１交差方向Ｘ及び第２交差方向Ｙにそれぞれ引張力Ｆ２，Ｆ３を伝達することにより、第２床部３１Ｂの中央部が支持される。従って、第２床部３１Ｂの形状が台形状であっても、第２耐火構造物７１Ｂを一定の耐火性能に維持することができる。
【０１０６】
また、本実施形態の第２耐火構造物７１Ｂによれば、第２床部３１Ｂの周囲は、火災時でも一定の剛性及び耐力を維持でき、全体として環状に形成された複数の耐火被覆梁１６及び複数の柱片７２ａにより下方から支持される。２本の第１中心線Ｃ６により、第２床部３１Ｂは平面視において台形状に形成される。平面視において第２床部３１Ｂの隅部は全て複数の耐火被覆柱１１に重なることで、全ての隅部は複数の耐火被覆柱１１により支持される。第２床部３１Ｂに含まれている鉄筋３４は、第２床部３１Ｂの第１交差方向Ｘの端部間の引張力Ｆ２、及び、第２床部３１Ｂの第２交差方向Ｙの端部間の引張力Ｆ３をそれぞれ伝達する。
火災時には、第２床部３１Ｂに作用する重力等により、第２床部３１Ｂの平面視における中央部が下方に向かって凸となるように撓む。しかし、メンブレン効果により、第２床部３１Ｂの周囲が耐火被覆梁１６により支持される。そして、第２床部３１Ｂが撓むことにより伸びた鉄筋３４が第１交差方向Ｘ及び第２交差方向Ｙにそれぞれ引張力Ｆ２，Ｆ３を伝達することにより、第２床部３１Ｂの中央部が支持される。従って、第２床部３１Ｂの形状が台形状であっても、第２耐火構造物７１Ｂを一定の耐火性能に維持することができる。
【０１０７】
以上、本発明の第１実施形態及び第２実施形態について図面を参照して詳述したが、具体的な構成はこの実施形態に限られるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲の構成の変更、組み合わせ、削除等も含まれる。さらに、各実施形態で示した構成のそれぞれを適宜組み合わせて利用できることは、言うまでもない。
例えば、前記第１実施形態及び第２実施形態の第２耐火構造物３１Ｂ，７１Ｂでは、減耐火被覆梁２６を備えなくてもよい。耐火被覆梁１６は、第２床部３１Ｂにおける周囲以外の部分に接合されてもよい。
平面視において、第２床部は、３角形状、５つ以上の隅部（角）を有する多角形状でもよい。
設計方法Ｓ，Ｓ３０では、判定工程Ｓ７を行わなくてもよい。
【産業上の利用可能性】
【０１０８】
本開示の耐火構造物の設計方法、耐火構造物の施工方法、及び耐火構造物は、床部の形状を矩形状とは異なる多角形状にしつつ、一定の耐火性能を維持することができる耐火構造物、及びその設計方法、施工方法として好適に用いることができる。
【符号の説明】
【０１０９】
１１，７２  耐火被覆柱
１１Ａ  耐火被覆された外柱
１１Ｂ  耐火被覆された内柱
１６  耐火被覆梁
２６  減耐火被覆梁
３１  床（スラブ）
３１ａ  平面
３１Ｂ  第２床部（床部）
３１Ｃ  第１床片
３１Ｃ１  周囲部分
３１Ｄ  第２床片
３２  デッキプレート（引張力伝達部材）
３４  鉄筋（引張力伝達部材）
５１Ｂ，５１Ｃ，７１Ｂ  第２耐火構造物（耐火構造物）
７２ａ  柱片（耐火被覆柱の一部）
Ｃ６  第１中心線
Ｃ７  第２中心線
Ｓ，Ｓ３０  設計方法（耐火構造物の設計方法）
Ｓ３  構造決定工程
Ｓ５，Ｓ３１  耐火仕様決定工程
Ｓ７  判定工程
Ｓ２０，Ｓ４０  施工方法（耐火構造物の施工方法）
Ｓ２１  柱梁施工工程
Ｓ２３，Ｓ４１  被覆施工工程
Ｘ    第１交差方向
Ｙ    第２交差方向
【要約】
耐火被覆が施された複数の耐火被覆柱と、耐火被覆が施され、複数の耐火被覆柱を互いに接合する複数の耐火被覆梁と、引張力伝達部材を含むスラブから区画された床部とを備え、平面視において、床部は矩形状とは異なる多角形状に形成された耐火構造物を設計する耐火構造物の設計方法であって、スラブ、梁、及び柱の配置を決定する構造決定工程と、スラブから区画された床部の周囲を、梁に耐火被覆を施した耐火被覆梁により下方から支持させるように設定する耐火仕様決定工程と、を行う。【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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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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【図２２】
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【図２３】
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【図２４】
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【図２５】
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【図２６】
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【図２７】
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【図２８】
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【図２９】
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【図３０】
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【図３１】
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【図３２】
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【図３３】
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