(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
床板の耐火性能を評価する耐火性能評価方法であって、評価対象の評価床板に対して所定の荷重が作用した場合の常温下における最大曲げモーメントと弾性最大撓み量とを求め、その最大曲げモーメントと等価の最大曲げモーメントを作用させた状態の別の実験用床板を用意し、前記実験用床板の常温下における弾性最大撓み量と、耐火試験環境下における耐火撓み量とを求め、それらの撓み量どうしの関係値を求め、その関係値によって前記評価床板の弾性最大撓み量を補正して、前記評価床板の耐火撓み量を算出して耐火性能を評価する耐火性能評価方法。
【請求項２】
前記評価床板のスパンは、前記実験用床板のスパンより大きいものである請求項１に記載の耐火性能評価方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、床板の耐火性能を評価する耐火性能評価方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
耐火性能を調べる耐火試験としては、図６に示すように、耐火性能評価の対象となる評価床板Ｓ２を加熱炉２０上に載置し、評価床板上に載荷した状態で前記加熱炉２０から評価床板Ｓ２を加熱し、その結果の耐火最大撓み量α２が、基準値（例えば、試験体の支点間距離（ｃｍ）を２乗したものの１／１００００）を超えないことを確認して結果を出すというもの（例えば、昭和４４年建設省告示第２９９９号に基づく載荷加熱試験）があるが、従来、この種の耐火性能評価方法としては、このような耐火試験を、スパンや支持方法、荷重が異なる床板ごとに、各別に実施して耐火性能を評価していた。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
上述した従来の耐火性能評価方法によれば、床板の種類は同じであっても、スパンや支持方法、荷重が異なる床板ごとに、各別に耐火試験を実施しているので、一つの建物における評価対象の床板の数が多い場合には、耐火性能の評価に、膨大な時間と費用がかかるという問題点があった。
【０００４】
従って、本発明の目的は、上記問題点を解消し、膨大な時間と費用をかけなくても精度良く各床板の耐火性能を評価することが可能な耐火性能評価方法を提供するところにある。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
請求項１の発明の特徴構成は、図１〜５に例示するごとく、床板Ｓの耐火性能を評価する耐火性能評価方法において、評価対象の評価床板Ｓ２に対して所定の荷重Ｗ２が作用した場合の常温下における最大曲げモーメントＭ２と弾性最大撓み量δ２とを求め、その最大曲げモーメントＭ２と等価の最大曲げモーメントＭ１を作用させた状態の別の実験用床板Ｓ１を用意し、前記実験用床板Ｓ１の常温下における弾性最大撓み量δ１と、耐火試験環境下における耐火撓み量α１とを求め、それらの撓み量δ１・α１どうしの関係値Ｋを求め、その関係値Ｋによって前記評価床板Ｓ２の弾性最大撓み量δ２を補正して、前記評価床板Ｓ２の耐火撓み量α２を算出して耐火性能を評価するところにある。
【０００６】
請求項１の発明の特徴構成によれば、耐火性能を評価するための耐火試験は、実験用床板についてのみ実施するだけで、後は、実験用床板の前記弾性最大撓み量と前記耐火撓み量とから求められた前記関係値によって、前記評価床板の弾性最大撓み量を補正して耐火撓み量を算出することが可能となり、その耐火撓み量によって評価床板の評価性能を評価することができるようになる。
即ち、スパンや支持方法、荷重が異なる床板であっても、最大曲げモーメントが等価であれば、それらの内の一つについて耐火試験を実施するだけで、残りの評価床板についての耐火撓み量は耐火試験を行わずに精度良く求めることが可能となり、大幅に時間短縮とコストダウンを叶えることが可能となる。
これらのことは、最大曲げモーメントを等価にした各床板を対象にして実施した耐火試験で、何れの床板もほぼ同等の耐火性能が得られたことによって裏付けされる。
【０００７】
請求項２の発明の特徴構成は、図２に例示するごとく、前記評価床板Ｓ２のスパンＬ２は、前記実験用床板Ｓ１のスパンＬ１より大きいものであるところにある。
【０００８】
請求項２の発明の特徴構成によれば、請求項１の発明による作用効果を叶えることができるのに加えて、スパンの小さな実験用床板について耐火試験を実施するだけでスパンの大きな評価床板の耐火性能を求めることが可能となり、従来であれば、所定の加熱炉では試験が実施できないような長スパンの評価床板であっても、耐火性能を評価することが可能となる。
従って、従来から用いている耐火試験設備を使用しながらも、耐火性能の評価対象の床板に対する寸法制限が緩和され、より効率よく床板の耐火性能の評価を実施することが可能となる。
【０００９】
尚、上述のように、図面との対照を便利にするために符号を記したが、該記入により本発明は添付図面の構成に限定されるものではない。
【００１０】
【発明の実施の形態】
以下に本発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。尚、図面において従来例と同一の符号で表示した部分は、同一又は相当の部分を示している。
【００１１】
図２は、二つの合成スラブ（床板に相当）Ｓを示し、一方は、実際に耐火試験を実施して耐火性能を評価する実験用スラブ（実験用床板に相当）Ｓ１で、他方は、建物に設置した状態での最大曲げモーメントＭ２が、前記実験用スラブＳ１の最大曲げモーメントＭ１と等価となる別の評価スラブ（評価床板に相当）Ｓ２である。
【００１２】
前記二つの合成スラブＳは、図１に示すように、スパンの寸法を除いて同様の構造に形成してあり、図に示すように、上端鉄筋１と下端リブ付鉄板２とラチス筋３とをコンクリート４で一体的に結合して形成した合成スラブである。
各構成材料の一例を示すと、上端筋は、ＪＩＳ−Ｇ−３１１２、ＳＤ２９５Ａ、Ｄ１３、リブ付鉄板は、ＪＩＳ−Ｇ−３３０２、ＳＧＣ４００、ｔ＝０．８ｍｍ、亜鉛メッキ付着量＝１２０ｇ／ｍ２、ラチス筋は、ＪＩＳ−Ｇ−３５３２、ＳＷＭ−Ｂ、φ７、コンクリートは、普通及び軽量１種、Ｆｃ＝２１Ｎ／ｍｍ２である。
また、前記評価スラブＳ２のスパンＬ２は、前記実験用スラブＳ１のスパンＬ１より大きく設定してある。
【００１３】
本実施形態によるスラブの耐火性能評価方法を説明すると、評価対象の評価スラブＳ２に対して設計荷重（所定の荷重に相当）Ｗ２が作用した場合の常温下における最大曲げモーメントＭ２と弾性最大撓み量δ２とを求め、その最大曲げモーメントＭ２と等価の最大曲げモーメントＭ１を作用させた状態の別の実験用スラブＳ１を用意し、前記実験用スラブＳ１の常温下における弾性最大撓み量δ１と、耐火試験環境下における耐火撓み量α１とを計測して、それらの撓み量δ１・α１どうしの関係値Ｋ（＝δ／α）を求め、その関係値Ｋによって前記評価スラブＳ２の弾性最大撓み量δ２を補正して、前記評価スラブＳ２の耐火撓み量α２を算出して耐火性能を評価するものである。
因みに、合成スラブＳの最大曲げモーメントＭは、単純梁の場合、
Ｍ＝（１／８）・Ｗ・Ｌ2 
で求められる。但し、Ｗは、合成スラブＳに対する設計荷重であり、Ｌは、合成スラブＳのスパンであり、本実施例においては、上述の通り、
Ｍ１＝（１／８）・Ｗ１・Ｌ１2 ＝Ｍ２＝（１／８）・Ｗ２・Ｌ２2 
である。
また、合成スラブＳの弾性最大撓み量δは、同様に、
δ＝｛５／（３８４・Ｅ・Ｉ）｝・Ｗ・Ｌ4 
で求められる。但し、Ｅは、合成スラブＳの弾性係数であり、Ｉは、合成スラブＳの断面二次モーメントであり、本実施例においては、上述の通り、
δ１＝｛５／（３８４・Ｅ１・Ｉ１）｝・Ｗ１・Ｌ１4 
δ２＝｛５／（３８４・Ｅ２・Ｉ２）｝・Ｗ２・Ｌ２4 
である。
そして、前述の通り両合成スラブの最大曲げモーメントＭが等価である場合には、前記関係値Ｋがほぼ一定となるから、
Ｋ＝（δ１／α１）＝（δ２／α２）
となる。
従って、実験用スラブＳ１について耐火試験を実施して、耐火最大撓み量α１を計測し、予め算出された実験用スラブＳ１の弾性最大撓み量δ１とから前記関係値Ｋを求め、評価スラブＳ２の弾性最大撓み量δ２と前記関係値Ｋとから耐火最大撓み量α２を机上で算出することができる。
具体的には、
α２＝（δ２／Ｋ）
で求めることができる。
よって、この耐火最大撓み量α２の数値の大小によって、耐火性能を評価することが可能となる。
因みに、このことは、図３に示す図表に示すように、縦軸に設計加重Ｗ、横軸にスパンＬをとった座標系で、最大曲げモーメントＭの曲線と座標軸とで囲まれた範囲内にスパン寸法が入る合成スラブであれば、すべてに適用することができ、耐火性能のチェックを簡単に実施することが可能となる。
【００１４】
このように、本実施形態の耐火性能評価方法によれば、すべての合成スラブに対して耐火試験を実施しなくても、最大曲げモーメントが等価である場合には、一つの合成スラブについてのみ実施するだけで、他の合成スラブについても、耐火最大撓み量を求めて耐火性能を評価することが可能となる。
【００１５】
〔実施例〕
以下に、最大曲げモーメントが等価の複数の合成スラブについて、それぞれ耐火試験を実施し、その際の前記各関係値Ｋを求めた結果を示す。
これから見られるように、最大曲げモーメントが等価である場合には、弾性最大撓み量δと、耐火最大撓み量αとの間に一定の関係があることがわかる。
【００１６】
『試験体』
試験体の種類、および載荷条件を図４に示す。
試験体は均等の２連梁支持、又は単純梁形式とし、床板と支持梁はスタッドボルトにより接合し、支持梁とつなぎ梁は吹き付けロックウールで耐火被覆を行った。
『試験方法』
本試験は（財）日本建築総合試験所の床用耐火試験炉を用い、昭和４４年建設省公示第２９９９号に基づく載荷加熱試験を行った。
載荷方法：加圧フレームと油圧ジャッキにより、等分布荷重による最大曲げモーメントと同じ値が作用するような１スパンにつき３等分２線載荷とした。
測定項目：コンクリートの天端温度（裏面温度）、トラス上端筋の温度（鋼材温度）および撓みの測定を行った。
『試験結果』
試験結果を図５に示す。
実験結果によると、最大曲げモーメントがほぼ同値の床板においては、最大撓みの弾性撓みに対する比率は３５．９〜３８．４、４０．１〜５１．０倍と比較的安定している。
また、裏面温度においても最高１９３℃であり、床の耐火試験の裏面温度許容値２６０℃を下回り、耐火部材としての十分な性能があることが確認された。
載荷加熱終了後の試験体の状況は、支持梁部に０．５〜２ｍｍ程度のひび割れが発生し、床板としての有害な変形、破壊、脱落等はなく、安定した耐火性状を示していた。
今回の一連の実験において同じモーメントと仮定した試験体は１と２と３と４の２組である。この２組における弾性最大撓み量と耐火最大撓み量との比率はほぼ一定であり、モーメントが一定であれば耐火撓み性能は同等であると類推される。
【００１７】
〔別実施形態〕
以下に他の実施の形態を説明する。
【００１８】
〈１〉  床板は、先の実施形態で説明した形式のものに限るものではなく、公知の他の形式からなる合成床板であってもよい。
〈２〉  耐火試験は、先の実施形態で説明した昭和４４年建設省告示第２９９９号に基づく載荷加熱試験に限るものではなく、例えば、日本国内外に関わらず他の基準による試験であってもよく、それらを含めて耐火試験という。
〈３〉  前記評価床板Ｓ２のスパンＬ２は、先の実施形態で説明した前記実験用床板Ｓ１のスパンＬ１より大きいことに限らず、例えば、同寸や、小さいものであってもよい。
〈４〉  前記関係値は、先の実施形態で説明したＫ＝（δ／α）に限るものではなく、例えば、Ｋ＝（α／δ）であったり、若しくは、相関関数で表されるものであってもよく、それらを含めて関係値と総称する。
【図面の簡単な説明】
【図１】床板の要部を示す一部切欠き斜視図
【図２】実験床板と評価床板を示す概念図
【図３】耐火性能のチェックに用いることができるチェック図
【図４】試験体の種類・載荷条件を示す説明図
【図５】試験結果を示す説明図
【図６】耐火試験を示す概念図
【符号の説明】
Ｋ    関係値
Ｌ１  スパン
Ｌ２  スパン
Ｍ１  最大曲げモーメント
Ｍ２  最大曲げモーメント
Ｓ    合成スラブ（床板に相当）
Ｓ１  実験用スラブ（実験用床板に相当）
Ｓ２  評価スラブ（評価床板に相当）
Ｗ２  設計荷重（所定の荷重に相当）
α１  耐火撓み量
α２  耐火撓み量
δ１  弾性最大撓み量
δ２  弾性最大撓み量
【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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