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日本建築学会大会学術講演梗概集（関東） 2006年 9 月

木質系構造の耐火性能に関する研究
その 24：H 形鋼梁構造のスギ材被覆による
2 時間耐火性能試験
木質系構造
鋼材被覆型

耐火性能
集成材

正会員 ○並木 勝義*
同吉川 利文**
同
金城 仁**

耐火構造
梁部材

同
同

遊佐
須藤秀逸**
昌照**

1．はじめに9.9％のものを使用した。試験体の概要を図1に示す。
本報告は、前々報（その 22）で得られた結果を踏まえ、 ２．２ 加熱方法
スギ材を使用した２時間耐火構造の木質系梁部材の開発
試験は、財団法人ベターリビング筑波建築試験センタ
に関し、Ｈ形鋼梁をスギ集成材・石膏ボード・ステンレーの水平炉を用いた載荷加熱試験とした。試験荷重は、
ス薄板の複合構成で耐火被覆した仕様について検討した鋼材の長期許容応力度に相当する荷重（195.9kN）とし、ものである。ここでは、鋼製梁耐火構造試験時の標準試加熱はISO834に規定する2時間の加熱を行った後、載荷を験体である H‑400×200×8×13mm のＨ形鋼の試験結果にしたまま火気が認められなくなるまで（燃え尽きるまついて報告する。本研究は、農林水産省委託事業「平成で）炉内に放置した。試験体のたわみは、加力点及び中17 年度先端技術を活用した農林水産研究高度化事業‑ス央部の変位を変位計で測定した。鋼材温度の測定は「防ギ・ヒノキ材を使用した耐火性複合構造材の開発‑」研究耐火性能試験・評価業務方法書」に規定する載荷加熱試の一環として実施したものである。
験では不要であるが、参考値として3断面で計測した。
２．実験方法
３．実験結果及び考察
２．１ 試験体
実験結果を表1に示す。また、試験体Ａ、Ｂの炉内温度
試験体は幅454×高さ527×長さ6000mmのものを2体作製
を図2、断面毎の鋼材平均温度を図3、たわみ量を図4に示した。仕様はH‑400×200×8×13mmのＨ形鋼に対して、被す。試験時間は試験体Ａは23時間、試験体Ｂは26時間で覆材として外側にスギ集成材（厚さ100 mm）内側に強化あった。
石膏ボード（厚さ21 mm）の二層構造被覆とし、耐火上弱実験状況を写真 1〜3 に示す。
点となるコーナー部と、強化石膏ボードの目地部分をス
テンレスの薄板（厚さ0.1mm）で補強した仕様とした。ス
表１ 実験結果
試験体 A
試験体 B
ギ集成材はこれまでの研究で使用したレゾルシノール系
項目
A断面 B断面 C断面 A断面 B断面 C断面
接着剤ではなく、水性高分子イソシアネートで接着した
加 熱 時 間 （分 ）120120ものを用いた。鋼材への取り付けは、桟木とL型金物を使
最大鋼材温度（℃） 353.2 349.7 251.4 386.7 365.7 443.9
最大時の時間（分） 1123
1133111098410951324
用し、接着剤を使用せずにすべてビス止めによる取り付平均鋼材温度（℃） 323.4 324.3 241.4 368.5 354.1 427.8
けとした。桟木はウエブにスギ集成材の桟木（105×80mm
195.9195.9
載 荷 加 重 （kN)断面）を1m間隔に取り付けた。従ってウエブ部分は桟木
最大たわみ量（mm）
9.289.74
たわみ速度（mm/分）
0.30.4を除き中空となっている。集成材は密度0.32，含水率
試験体Ａの最大たわみ量は制限値182.2mmに対し9.28mm、鉄骨梁
最大たわみ速度は制限値8.1mm/分に対し0.3mm/分、最大床板
鋼材温度353.2℃、平均鋼材温度324.3℃であった。
側面用集成材
試験体Ｂの最大たわみ量は制限値182.2mmに対し9.74mm、
最大たわみ速度は制限値8.1mm/分に対し0.4mm/分、最大桟
鋼材温度443.9℃、平均鋼材温度427.8℃であった。
木ねじ
試験終了時、加熱範囲内のスギ集成材は試験体Ａ、Ｂともすべて燃え尽きていたが、構造耐力上、支障のある取付金具Ａ変形、破壊等の損傷は認められなかった。
取付金具Ｂ
強化石膏 ﾎﾞｰﾄﾞ
以上の結果から本試験の仕様は 2 時間耐火構造としてステンレス鋼板
ステンレス鋼板の耐火性能試験の合格基準を充分満足しているものと考
埋木下面用集成材
えられる。
強化石膏 ﾎﾞｰﾄﾞ
４．まとめ
これまでの研究ではカラマツ、ベイマツを使用した燃図１ 透視図Fire resistance on hybrid wooden structure,
NAMIKI Yoshitomo ,YUSA Shuitsu, YOSHIKAWA Toshifumi
Part24: Experimental results on two-hour fire resistance SUDO Masateru, KINJOH Hitoshi,
performance for steel beam protected by Japanese Cedar―65―

え止まり型タイプの研究を多く実施してきたが、今回の研究により、日本の主要な森林資源であるスギ材の使用を可能とする、2時間耐火の梁材について、燃え尽き型タプとしての複合構成を明らかにすることができた。なお、実際の建築物に使用する場合には、国土交通大臣の認定取得が必要である。
５．今後の課題
建築物の構成にはいろいろな断面の梁部材が使用されるため、今後は今回とは異なる断面寸法の鋼材に関してのデータ蓄積をすることが望まれる。
1000

温度 （℃）

温度（℃）

No.3
No.4
No.7
No.8
No.9No.10600

試験体Ｂ

1000

標準加熱温度曲線
No.1
No.2

試験体Ａ

800

No.1
No.2
No.3
No.4
No.7
No.8

600

No.9No.10

400

200

2000024681012141618202224026246810時間（時）図２1214 16時間（時）1820222426

炉内温度

写真２ 集成材が燃え尽きた状況600

600

試験体 A

試験体Ｂ

試験体A

A断面
B断面

500

A断面

500

B断面
C断面

C断面

400
温度 （℃）

400
温度（℃）

標準加熱温度曲線

800

400

0300

300

200

200

100

1000002468101214 16時間（時）18

図３2022240262468101214 16時間（時）1820222426

断面毎の鋼材平均温度200

写真３ 強化石膏ボードが脱落した状況
概要集，2003 年 5 月
4)川合孝明、遊佐秀逸他；木質系構造の耐火性能に関す

200
たわみ量制限値

たわみ量制限値

試験体A

試験体Ａa

試験体Ｂ

150

bc

たわみ 量（mm）

150
たわみ 量（mm）

写真１ 梁試験体

1200

1200

10050

abc

10050

0002468101214161820222426024時間（時）68101214161820222426時間（時）図 4 たわみ量≪参考文献≫1) 遊佐秀逸、増田秀昭他；木質ハイブリッド構造の耐火性能に関する研究（その 1）耐火構造の実験的確認方法：
2003 年度日本火災学会研究発表会概要集，2003 年 5 月
2) 増田秀昭、遊佐秀逸他；木質ハイブリッド構造の耐火性能に関する研究（その 2）木製柱を耐火被覆した仕様について：2003 年度日本火災学会研究発表会概要集，2003年5月
3) 川合孝明、遊佐秀逸他；木質ハイブリッド構造の耐火性能に関する研究（その 3）鋼製柱を木質系材料で耐火被覆した仕様について：2003 年度日本火災学会研究発表会*三重県科学技術振興センター**財団法人 ベターリビング筑波建築試験センター

る研究（その 3）鋼製柱を木質系材料で耐火被覆した仕様について、2003 年度大会（東海）日本建築学会学術講演
梗概集，2003 年 9 月
5)並木勝義、伊藤久他；木材被覆鋼材の耐火性能、第 52回日本木材学会大会研究発表要旨集，2002 年 4 月
6)遊佐秀逸、増田秀昭他；木質系構造の耐火性能に関する研究（その14）鋼材被覆型部材におけるボルト接合部の燃え止まり性状、2005年度大会（近畿）日本建築学会
学術講演梗概集，2005年9月
7)財団法人 ベターリビング「防耐火性能試験・評価業務方法書」【謝辞】
本研究の実施に当たり協力いただきました株式会社ジャパンテクノメイト片岡福彦様、中川祐樹様、石膏ボードに関する予備実験にご協力いただきました、チヨダウーテ株式会社開発本部の皆様方に対し、感謝の意を表します。

* Mie prefectural Science and Technology Promotion Center** Tsukuba Building Testing Laboratory, The Center for Better Livin g―66―