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日本建築学会大会学術講演梗概集（九州） 2016 年 8 月

防火被覆による木質部材の炭化抑制効果に関する研究
その８ 合わせはりの防火上有効な措置に関する載荷加熱実験
正会員 ○堀尾岳成*1
同
成瀬友宏*4
同遊佐秀逸*7
準耐火性能
合わせはり

燃えしろ3 面加熱

同同
同

長谷見雄二*2
鈴木淳一*5
金城 仁*1

同同

安井 昇*3
宮林正幸*6構造用集成材
4 面加熱

１．はじめに
本報では、既報その 7 に続き、中断面集成材による合わ及び TB-2 が 4 点、TB-3 が 5 点である。合わせはり間の木材表面温度測定位置を図 1 に示す。

せはりの載荷加熱実験を行った。その結果を報告する。
２．実験概要２．１ 実験条件

表1
試験体記号

試験体仕様一覧

TB-1

TB-2
E75-F240

強度等級

本実験は、燃えしろ設計を想定した１時間準耐火性能についての防耐火性能を検証するため、(一財)ベターリ1)

ビング制定「防耐火性能試験･評価業務方法書」 に準拠した載荷加熱実験を行った。実験条件は、加熱方法(3 面加熱および 4 面加熱)と合わせはり間の隙間 3 ㎜および合スギ

樹種

105×300

集成材の断面寸法(㎜)密度(g/㎤)

0.380.360.35

含水率(%)

10.010.08.8

水性高分子イソシアネート樹脂接着剤(使用環境Bと同等性の認定品)

接着剤の種類213×300(部材間のクリアランス3㎜)

試験体の断面寸法(㎜)
組立接合具

わせはりの接合方法である。

加熱面

２．２

燃えしろの値(㎜)ボルト(M12)ボルト(M12)ビス(φ8)

３面加熱

４面加熱

３面加熱

60

目標耐火時間(分)試験体概要

試験体は断面寸法 105×300 の構造用集成材はり 2 本による合わせはりである。試験体仕様の一覧を表 1 に示す。
合わせはりを構成する構造用集成材のクリアランス

TB-3

対称異等級構成集成材集成材の種類

45

残存有効断面寸法(㎜)
載荷荷重2-60×255

2-60×210

2-60×255

短期許容荷重21.76kN

短期許容荷重14.69kN

短期許容荷重21.76kN

３．実験結果３．１ 耐火時間（隙間）は、施工時の誤差や施工後の経時変化を考慮し試験体中央部のたわみ量測定結果を図 2 に示す。加熱開て 3 ㎜のクリアランス（隙間）を施した。試験体は TB-1

始から荷重支持能力が失われるまでの時間は、TB-1 が 56～TB-3 の 3 仕様で TB-1 及び TB-3 は 3 面加熱、TB-2 は 4分 30 秒、TB-2 が 49 分 30 秒であり、1 時間準耐火性能を面加熱である。TB-1 及び TB-2 はボルトによる接合、TB-3下回った。TB-3 は 62 分であり、1 時間準耐火性能を上回

はビスを側面から互い違いに打ち込み接合している。取った。

付け間隔はボルトが 2,000 ㎜、ビスが 1,000 ㎜である。ボ３．２

ルト及びビス頭部の防火被覆は行っていない。
２．３

合わせはり間の木材表面温度

合わせはり間の木材表面温度測定結果を図 3 に示す。は実験方法

り下端(№1)では 3 条件とも加熱実験終了時は最高温度が実験は(一財)ベターリビングつくば建築試験研究セン

約 950℃であった。TB-2 は 4 面加熱であるため、はり上端ター多目的水平加熱炉にて実施した。加熱は 3 面加熱及び(№4)では加熱実験終了時に約 320℃であった。TB-3 は、4 面加熱とし、試験体の支点間距離は 5,400 ㎜、載荷方法

はり下端から 42.5 ㎜の位置で(№2)加熱中の最高温度がは 3 等分 2 線載荷とした。実験は試験体の荷重支持能力が260℃であった。

失われるまで加熱を継続した。実験後は試験体を脱炉して速やかに消火した後、試験体各部を切断して試験体の炭化深さの計測を行った。
載荷荷重は、1 時間準耐火構造の燃えしろ設計を想定し、燃えしろ寸法(45 ㎜)を除いた有効断面の短期許容曲げ応力度が生じる荷重とした。なお、試験体の自重は載荷荷重から差し引いた。
合わせはり間の隙間部分の木材表面温度を確認するた
TB-1 及び TB-2め、熱電対を設置した。木材表面温度測定点数は、TB-1

図1TB-3

合わせはり間の木材表面温度測定位置

Charring behavior of timber elements with fire protection

HORIO Takeru, HASEMI Yuji, YASUI Noboru,

Part 8NARUSE Tomohiro, SUZUKI Junichi, MIYABAYASHI Masayuki,

Load bearing fire test of adjusted timber beams

YUSA Syuitsu, KINJO Hitoshi― 77 ―

150

４．考察
TB-1 及び TB-2 が耐火時間 60 分を満足しなかった原因たわみ量制限値 243 ㎜
TB-1

TB-2
実験終了

TB-2
たわみ量(mm)

100

TB-3
実験終了
TB-1
実験終了

TB-3としては、ボルト留付け部の燃え込みが進んだことが考えられる。また、TB-2 は 4 面加熱であるため上下の最外層ラミナの焼損が著しいことも要因と考えられる。

50

TB-3 が耐火時間 60 分を上回る結果となった要因としては、ビス頭部の燃え込みが発生しにくかったとことが考えられる。また、はり間のクリアランスが維持できてい0015304560時間（分）図 2 試験体中央部のたわみ量測定結果えられる。
1000

1000

1000
No.1

No.1
No.2
No.3
No.4

No.2
800

800

No.3
No.4

TB-1
実験終了

800

400

0400

200200200000153045(a)TB-1

060時間（分）1530(b)TB-2図3330(c)TB-34560時間（分）75間のクリアランス（隙間）を 3 ㎜とした試験体でも、接合

300

1506115の結果、施工誤差や経時的な隙間の発生を考慮し、部材具にビスを使用した試験体は 3 面加熱で 1 時間準耐火性能

115

660５．まとめ
中断面構造用集成材による合わせはりの載荷加熱実験

105ボルト孔
燃え込み

45時間（分）合わせはり間の木材表面温度測定結果

213
105

TB-3
実験終了

600
温度（℃）

温度（℃）

400

No.1
No.2
No.3
No.4No.5

TB-2
実験終了

600600を有することが確認された。

75温度（℃）

たことにより、はり間の燃え込みが進みにくかったと考一方、ボルト接合による試験体は 3 面加熱及び 4 面加熱
写真 1 TB-1 炭化の状況(中央部のボルトの燃え込み)

では 1 時間準耐火性能を満たさなかった。炉内に露出した

３．３

ボルト頭部、ナット及び座金からの燃え込みが影響して脱炉後の試験体の状況

TB-1 は、はり幅方向の炭化深さが 35～45 ㎜程度、はりいたものと考えられ、ボルト類など外部に露出した接合背方向の炭化深さは 60～90 ㎜程度であった。はり中央部具を使用する場合は、接合具の露出部分の防火被覆を検のボルトの取付け位置では、はり内部まで燃え込んでい討する必要がある。

た。ボルトの取付け位置の炭化の状況を写真 1 に示す。

【参考文献】

TB-2 は 4 面加熱であるため、はり幅方向に比べはり背1) (一財)ベターリビング制定 防耐火性能試験・評価業務方法書 平方向の炭化の進行が早く、部分的に 85 ㎜～100 ㎜程度炭成 12 年 6 月 1 日制定/平成 27 年 6 月 1 日最終改訂化している。はり中央部でのボルトの取付け位置では内【謝辞】
本事業は H27 年度国土交通省建築基準整備促進事業｢防火被覆の効部まで燃え込んでいた。
TB-3 は、はり幅方向の炭化深さが 50～63 ㎜程度、はり果を考慮した燃えしろ設計法の合理化に資する検討（F5）｣の一環と背方向の炭化深さは 112～143 ㎜程度であった。

して実施した。

*1 (一財)ベターリビング つくば建築試験研究センター*2 早稲田大学理工学術院(建築)・工学博士*3 桜設計集団一級建築士事務所・博士(工学)*4 国立研究開発法人建築研究所・博士(工学)*5 国土交通省国土技術政策総合研究所・博士(工学)*6 日本集成材工業協同組合*7 早稲田大学理工学研究所・工学博士

Center for Better Living Tsukuba Building Research and Testing Laboratory.
Faculty of Science and Engineering, Waseda Univ., Dr. Eng.
Team Sakura, Dr. Eng.
Building Research Institute, Dr. Eng.
National Institute for Land and Infrastructure Management, Dr. Eng.
Japan Laminated Wood Products Association
Faculty of Science and Engineering, Waseda Univ., Dr. Eng.

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