日本建築学会大会学術講演梗概集	 （関東）	 2015 年	 9	 月	 3057

構造用集成材梁部材の火災時耐力
その 6 長期許容耐力に基づく載荷加熱実験(温度・たわみ・破壊性状・耐力低下)○金城仁*
片倉祐介**
遊佐秀逸****

正会員
正会員
正会員
構造用集成材
長期許容耐力梁
放冷過程

結果について報告する。
２．火災加熱時及び火災加熱終了後の断面内温度分布
断面内部温度測定結果を図 1～図 3 に示す。今回の実験

温度(℃)

前報に引き続き、常温耐力実験および載荷加熱実験のでは、LF-0.6 および LF-0.4(1)の試験体に熱電対を設置した。温度測定結果については加熱面に近い位置(45mm や65mm)において LF-0.4(1)の方が若干高い温度履歴を示し

800
700
600
500
400
300
200
1000

LF-0.6 No.2
LF-0.6 No.4
LF-0.6 No.6
LF-0.4(1) No.2
LF-0.4(1) No.4
LF-0.4(1) No.6

下端から60mm012345時間(時)67

図1

温度測定結果(側面から 65mm)

8

下端から60mm1

図2温度(℃)

温度(℃)

LF-0.6 No.1
LF-0.6 No.3
LF-0.6 No.5
LF-0.4(1) No.1
LF-0.4(1) No.3
LF-0.4(1) No.5

9800
700
600
500
400
300
200
1000234
5時間(時)

6789

温度測定結果(幅方向中央断面)
LF-0.6 No.14
LF-0.6 No.16
LF-0.6 No.18
LF-0.4(1) No.14
LF-0.4(1) No.16
LF-0.4(1) No.18

LF-0.6 No.13
LF-0.6 No.15LF-0.6 No.17
LF-0.4(1) No.13
LF-0.4(1) No.15
LF-0.4(1) No.17

下端から30mm下端から60mm01
図3３．載荷加熱実験におけるたわみおよび耐火時間

LF-0.6 No.8
LF-0.6 No.10
LF-0.6 No.12
LF-0.4(1) No.8
LF-0.4(1) No.10
LF-0.4(1) No.12

LF-0.6 No.7
LF-0.6 No.9
LF-0.6 No.11
LF-0.4(1) No.7
LF-0.4(1) No.9
LF-0.4(1) No.11

下端から30mm0たが、定性的には殆ど同じような温度履歴であった。
下端から30mm

堀尾岳成*
齋藤潔***
平島岳夫*****

火災時耐力耐力低下

１．はじめに8007006005004003002001000正会員
正会員
正会員

2345時間(時)6789

温度測定結果(側面から 45mm)

載荷加熱実験におけるたわみ－時間の関係を図 4 に示す。今回の実験においては、荷重条件として長期許容荷耐火時間で見たところ、概ね荷重レベルを軽減した場

重値を指標として荷重レベルを変化させ、それぞれの荷合は耐火時間としては長くなる結果となった。耐火時間

重レベルにおいての耐火時間(荷重支持能力が失われた時とそのときのたわみ量測定結果一覧を表 1 に示す。

間)とたわみについて検討を行った。LF-0.4(2)について

載荷加熱実験においては最終的に荷重支持能力を失っは、実験開始 2 時間経過した後、載荷点断面あたりにおた後も荷重を少しずつ増加させて、できるだけ明確な破いてラミナ接着層付近における滑り(実験後の断面解体確壊性状(位置)を特定出来るまでたわみを測定した。

認において)が生じ、荷重が抜ける現象があった。その後荷重は回復し、所定値を維持していたが、徐々にたわみ４．破壊性状について(常温耐力実験および載荷加熱実験)が増加して最終的には同じ荷重レベルであった LF-0.4(1)

L-RT(常温 耐 力確 認 )の 結果 は 、最 大耐 力時 の 荷重はに比べて短い耐火時間で破壊に至った。また、LF-1.0 と350kN で あ り、 本試 験体の 曲 げに 関す る基 準 材料強 度

LF-0.8 の耐火時間はそれぞれ 79 分と 76 分という結果と31.5kN/mm2 から算定される耐力値の 1.62 倍であった。最なり、LF-0.8 の方が耐火時間としては短い結果となった。 大耐力時の梁中央縁ひずみは、圧縮側が 4300×10-6、引張Fire resistance of structural glued laminated timber beam
Part6 Load- bearing fire test for based on long-sustained strength(Temperature, Deflection, Failure mode and Strength reduction)― 119 ―

H.Kinjo, T.Horio, Y.Katakura, K,Saito
S.Yusa and T.Hirashima

側が 3860×10-6 であった。最大たわみは 76.3mm であり、５．放冷過程における耐力低下傾向および耐力回復破壊性状としては、等曲げ区間内の梁最下層ラミナの破載荷加熱実験で得られた結果から、設計値耐力(曲げ耐断を起点とした曲げ破壊であった。載荷加熱実験につい力)を基準とした耐力低下率のグラフを図 5 に示す。今回ての結果一覧を表 2 に、試験体の破壊状況の一例(LF-の試験体仕様においては加熱後の放冷過程において加熱0.8)を写真 1 に示す。

終了後放冷 7 時間経過時の耐力で、長期許容耐力の半分程度となった。加熱終了後放冷 24 時間時点の耐力につい表1

耐火時間・たわみ量一覧
耐火時間ては、部材断面内部の温度低下による部材の耐力回復にたわみ量期待をしていたが、結果的には放冷 7 時間時の耐力を下

LF-1.079 分56.6mm回る結果であった。今回の実験において、火災加熱終了

LF-0.6159 分

97.4mm後の放冷過程における耐力低下傾向について、放冷 3 時

LF-0.876 分

41.1mm間以降(7 時間時、24 時間時)の長時間放冷時についても

LF-0.4(1)480 分(8 時間)

88.6mm

概ね把握することができた。

LF-0.4(2)165 分

84.2mm

今後の検討内容としては、断面寸法等の部材耐力に直1500 分(25 時間)69.0mm

接的に影響を及ぼすところについても検討を進めていく

LF-0.2必要がある。
表2

載荷加熱実験
破壊性状
曲げ破壊

LF-0.6160

破壊位置

LF-1.0140

LF-0.8

試験体中央

120

LF-0.6

不明(せん断破壊)・徐荷時たわみが戻る
・解体後ラミナ接着面に亀裂

100

LF-0.4(1)LF-0.8曲げ破壊

試験体中央(等曲げ区間横方向に亀裂)

LF-0.4(1)曲げ破壊

等曲げ区間内側 (載荷点付近)

20

LF-0.4(2)

せん断破壊

載荷点外側 (斜め方向へ亀裂)

LF-0.2曲げ破壊

等曲げ区間内側 (載荷点付近)

0

たわみ(㎜)

LF-1.0

破壊性状一覧

LF-0.4(2)80

LF-0.2

60
40

102

463

図4

78
923
時間(時)

2425

26

27

たわみ-時間関係 測定結果

1.8
315.9kNm
L-RT (常温耐力)

写真 1

破壊状況の一例 (LF-0.8)

載荷加熱実験における破壊性状については、破壊の起点となったと思われる箇所が等曲げ区間内側か外側かという点と、解体後の断面状況を観察した範囲内での判断

設計値耐力比(耐力低下率)

1.6
1.4

1時間加熱終了

1.21.0

加熱終了後放冷過程
設計値耐力0.8 194.5kNm
0.6
LF-1.00.4

LF-0.80.20.00としたが、炭化の進行状況の違いによる影響(破壊の起点

LF-0.4(1)LF-0.4(2)

既報1) における4時間時耐力

24

356

7

長期許容耐力 1/2 ライン
LF-0.2820 21 22 23 24 25

時間(時)が分かりづらくなる)および試験体の断面内部の温度状態による部材強度等も影響してくると考えられる。

1

長期許容耐力ライン
LF-0.6

図5

放冷過程における耐力低下曲線

参考文献

火災終了後の放冷過程における破壊性状の特定については、今後も実験を重ねながら検討を行う必要がある。

1) 松本匠, 金城仁, 齋藤潔, 堀尾岳成, 遊佐秀逸, 平島岳夫,：
構造用集成材梁部材の火災時耐力 その 3, 火災終了後の耐力,
日本建築学会大会学術講演梗概集 防火 pp.261-262 2014.9* (一財)ベターリビング**千葉大学大学院工学研究科 大学院生***齋藤木材工業株式会社****(一財)ベターリビング 工学博士*****千葉大学大学院工学研究科 教授・博士(工学）* Center for Better Living,** Graduate Student, Graduate School of Eng., Chiba Univ.
*** Saito Wood Industry Co., Ltd.
****Center for Better Living, Dr. Eng***** Professor, Graduate School of Eng., Chiba Univ., Dr. Eng.

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