JP4729068B2 - 梁貫通用スリーブ - Google Patents

Description

この発明は、鉄骨梁を貫通する空調ダクトなどの取付けに使用される梁貫通用スリーブに関する。

構築物においては、火災により鉄骨部が熱影響で耐力が低下するのを防止するため、鉄骨部には耐火被覆を施すことが義務つけられている。一般に構築物の鉄骨梁には、空調ダクトなどを通すための貫通穴が形成されており、鉄骨梁の貫通穴周縁には空調ダクトを挿通させるためのスリーブが取付けられている。鉄骨梁の貫通穴周縁とダクトの外面との間には、通常隙間が存在するので、スリーブを貫通穴周縁に取り付ける前に、貫通穴周縁とスリーブの外面との隙間に耐火被覆材による耐火処理を事前に行う必要がある。耐火被覆材は、耐火性能の関係から所定の厚みを満たすことが要求されているが、高所において貫通穴周縁とダクトの外面との隙間に耐火被覆材を充填することは、作業が煩雑になり作業コストが増加するという問題があった。そこで、鉄骨梁の貫通穴周縁とスリーブとの間に予め耐火処理を施す必要のないスリーブが開発されている（例えば、特許文献１参照）。

この特許文献１のスリーブは、図８および図９に示すように、金属板からなるスリーブ１の外面に切り起こされた溝付き爪２が周方向に複数形成されており、スリーブ１の周方向の各端部側には、スリーブ１を筒状に維持するための係止爪３と開口部４が形成されている。そして、これらの溝付き爪２の溝部２ａを鉄骨梁の貫通穴周縁に嵌合させることにより、スリーブ１は鉄骨梁に密着した状態で取付けられるようになっている。
実開平７−２１８１９号公報

しかし、図８および図９のスリーブは、切起こされた溝付き爪２を介して鉄骨梁の貫通穴周縁に支持されているので、実際にはスリーブ１は溝付き爪２の部分を除き鉄骨梁の貫通穴周縁に密着しておらず、スリーブの外面と鉄骨梁の貫通穴周縁との間には依然として隙間が存在することになる。スリーブ１の外面と貫通穴の内周面が密着していない場合は、従来と同様にスリーブ１の鉄骨梁への取付け後に、高所においてその隙間に耐火材を充填しなければならないという問題がある。また、図８および図９のスリーブ１では、溝付き爪２が鉄骨梁の貫通穴周縁に直接接触することになるので、火災時にはスリーブ１側の熱が溝付き爪２を介して鉄骨梁に伝熱され、熱影響により鉄骨梁の耐力が低下するという問題がある。

そこでこの発明は、簡易な構造でスリーブから鉄骨梁への伝熱を耐火被覆材によって確実に阻止することができ、かつスリーブの鉄骨梁への取付けが容易な梁貫通用スリーブを提供することを目的とする。

上記目的を達成するために請求項１に記載の発明は、構築物の鉄骨梁に形成された貫通穴に挿通される梁貫通用スリーブであって、前記スリーブを周方向の両端部が重なるように筒状に巻いた金属板から構成し、前記スリーブの外周面に、前記鉄骨梁の貫通穴周縁と嵌合可能な周方向に延びる凹溝を形成し、該凹溝の断面形状が台形状で溝底幅が開口幅よりも小となっており、このような凹溝に帯状の耐火被覆材を巻きつけて配設し、前記スリーブの半径方向外方の復元力により前記凹溝を前記貫通穴周縁に嵌合させるとともに前記耐火被覆材を前記貫通穴周縁に押圧し、前記スリーブの周方向の他側に、前記耐火被覆材が前記貫通穴周縁に押圧された状態で前記スリーブの周方向の一側と当接し前記スリーブの半径方向内方の変位を阻止する切起片を設けたことを特徴とする梁貫通用スリーブである。

この発明によれば、スリーブの半径方向外方の復元力により、スリーブの凹溝が鉄骨梁の貫通穴周縁と嵌合し、スリーブは鉄骨梁に取付けられる。凹溝内に配設された耐火被覆材は、スリーブの半径方向外方の復元力により鉄骨梁の貫通穴周縁に押圧され、この貫通穴周縁と密着する。

請求項２に記載の発明は、請求項１に記載の梁貫通用スリーブにおいて、前記耐火被覆材は、ロックウールから構成されていることを特徴としている。

請求項１に記載の発明によれば、筒状に巻いた金属板の弾性による半径方向外方の復元力により凹溝を鉄骨梁の貫通穴周縁に嵌合させているので、スリーブの鉄骨梁への取付け作業が容易となり、高所での作業能率を高めることができる。また、切起片がスリーブの周方向の一側と当接することにより、スリーブの半径方向内方の変位を阻止することができ、スリーブの鉄骨梁からの脱落を確実に防止することができる。さらに、耐火被覆材は鉄骨梁の貫通穴周縁に密着するので、スリーブからの鉄骨梁への伝熱を耐火被覆材によって確実に阻止することができ、火災による熱影響で鉄骨梁の耐力が低下するのを防止することができる。耐火被覆材は、スリーブの鉄骨梁への取付け後もスリーブの半径方向外方の復元力により鉄骨梁の貫通穴周縁への押圧が継続されるので、長期にわたり耐火被覆材をスリーブと鉄骨梁の貫通穴周縁へ密着させることが可能となり、鉄骨梁耐火性能を長期にわたり維持することができる。

また、凹溝の断面形状が、開口幅が溝底幅よりも大きい台形状であるため、凹溝を鉄骨梁の貫通穴周縁に容易に嵌合することができるとともに、耐火被覆材を凹溝に容易に巻きつけることができる。さらに、耐火被覆材は凹溝に巻きつけられているので、耐火被覆材の巻付け量により耐火被覆材の厚みを調整することができ、所望の耐火強度を容易に得ることができる。

請求項２に記載の発明によれば、耐火被覆材を加工性に優れた人造鉱物繊維であるロックウールから構成しているので、耐火被覆材を凹溝に合致した形状に加工することができる。

つぎに、この発明の実施の形態について図面を用いて詳しく説明する。

図１ないし図６は、この発明の実施の形態を示しており、とくに耐火被覆材を用いた梁貫通用スリーブを示している。図２において、符号１０は構築物の鉄骨梁を示しており、鉄骨梁１０は水平方向に延びている。鉄骨梁１０は、Ｈ形鋼から構成されている。鉄骨梁１０の断面中央部に位置するウエブ１０ａは、板厚Ｔを有する平板状に形成されている。鉄骨梁１０には、ウエブ１０ａを直交する方向に貫通する円形の貫通穴１１が形成されている。鉄骨梁１０には、貫通穴１１によって貫通穴周縁１０ｂが形成されている。ここで、貫通穴周縁１０ｂとは、貫通穴１１の内周面１１ａおよびウエブ１０ａにおける貫通穴１１の周辺を意味する。

鉄骨梁１０の貫通穴１１には、スリーブ２０が挿通されている。スリーブ２０は、例えば表面に亜鉛めっきが施された薄板鋼板から構成されている。この実施の形態においては、スリーブ２０は空調用ダクト（図示略）を挿通するために使用されるが、配管などを通すために用いることも可能である。スリーブ２０は、図２に示すように、周方向の両端部が重なるように筒状に巻かれている。スリーブ２０の外周面には、鉄骨梁１０の貫通穴周縁１０ｂと嵌合可能な周方向に延びる凹溝２１が形成されている。図３は、スリーブ２０の展開図を示しており、スリーブ２０は展開形状が長方形となっている。スリーブ２０の幅方向中央部には、凹溝２１が位置している。凹溝２１は、スリーブ２０の一端部２０ａから他端部２０ｂに向かって直線状に延びている。図５に示すように、凹溝２１は断面形状が台形状に形成されており、溝底幅Ｗ１が開口幅Ｗ２よりも小となっている。溝底幅Ｗ１は、鉄骨梁１０のウエブ１０ａの板厚Ｔとほぼ同じに設定されている。凹溝２１の断面形状を台形状にしたのは、鉄骨梁１０の貫通穴周縁１０ｂへの凹溝２１の嵌合を容易にするためであり、また後述する耐火被覆材としてのロックウール２５の凹溝２１への巻きつけを容易にするためである。

スリーブ２０の周方向の他側には、スリーブ２０の周方向の一側と当接し、筒状に巻かれたスリーブ２０の半径方向内方の変位を阻止する二つの切起片２２が設けられている。切起片２２は、凹溝２１を中心として左右にそれぞれ一つずつ設けられている。凹溝２１および切起片２２は、スリーブ２０をプレス加工することにより形成されている。切起片２２は、プレス加工によってスリーブ２０の一部をコの字状に切り込むことにより形成され、図６に示すように、この切り込まれた部分を外方向に押出し折り曲げることにより、スリーブ２０の周方向の一端部２０ａと当接可能となっている。

筒状に巻かれたスリーブ２０の凹溝２１内には、周方向に延びる耐火被覆材としてのロックウール２５が配設されている。ロックウール２５は、岩綿とも呼ばれ、玄武岩や鉄炉スラグなどに石灰などを混合し、高温をかけて溶解して形成する人造鉱物繊維であり、耐火性および加工性に優れている。ロックウール２５は、帯状に形成されており、耐火基準に適合した所定の厚みとなるよう凹溝２１に複数回巻きつけられている。この実施の形態においては、ロックウール２０の幅は、鉄骨梁１０のウエブ１０ａの板厚Ｔおよび凹溝２１の溝底幅Ｗ１よりも若干大となっていることから、ロックウール２０の幅方向端部は、凹溝２１の側面にも接触するようになっている。このように、ロックウール２０は、加工性に優れた人造鉱物繊維であるので、凹溝２１の形状に最適な形状に加工することできる。

スリーブ２０の凹溝２１は、スリーブ２０の半径方向外方の復元力により、鉄骨梁１０の貫通穴周縁１０ｂに嵌合されている。また、耐火被覆材としてのロックウール２５は、スリーブ２０の半径方向外方の復元力により鉄骨梁１０の貫通穴周縁１１ｂに押圧されている。これにより、ロックウール２５は、貫通穴１１の内周面１１ａを含む貫通穴周縁１０ｂと密着している。ロックウール２５が貫通穴周縁１０ｂに押圧された状態では、二つの切起片２２がスリーブ１０の周方向の他端部２０ａと当接しており、これによりスリーブ２０は、半径方向内方の変位が阻止されるようになっている。

つぎに、この実施の形態におけるスリーブ２０の鉄骨梁１０への取りつけ手順および作用について説明する。スリーブ２０を鉄骨梁１０へ取付ける際は、図３に示す平板状のスリーブ２０を直径が鉄骨梁１０の貫通穴１１の内径よりも小となるように筒状に巻く。この状態では、スリーブ１０の周方向の端部２０ａと端部２０ｂが重なるが、端部２０ｂの近傍の切起片２２はまだ外方に起こされていないので、スリーブ２０は円筒状に保たれたままとなる。この状態で、スリーブ２０の外周面に円環状の保持治具３０を嵌め込む。保持治具３０は、スリーブ２０の外径を鉄骨梁１０の貫通穴１１の内径よりも小に維持し、スリーブ２０を貫通穴１１に挿通しやすくするためのものであり、かつ凹溝２１へのロックウール２５の巻きつけを容易にするものである。この実施の形態においては、保持治具３０は円環状に形成されているが、スリーブ２０の直径を鉄骨梁１０の貫通穴１１の内径よりも小に維持することができれば、保持治具３０をスリーブ２０から取り外しが容易な多角形などに形成してもよい。

スリーブ２０への保持治具３０の嵌め込みが終了すると、凹溝２１へのロックウール２５の巻き付けを行う。円環状の保持治具３０がスリーブ２０へ嵌め込むことにより、ロックウール２５を巻きつける際に、筒状に巻かれたスリーブ２０が弾性によって半径方向外方に広がることを阻止することができ、ロックウール２５の巻き付けが容易となる。また、凹溝２１は開口幅Ｗ２が溝底幅Ｗ１よりも大となっており、凹溝２１の傾斜面によってロックウール２５は確実に凹溝２１の溝底側に案内され、ロックウール２５の巻き付け作業が容易となる。ロックウール２５は、所望の耐火強度が得られる厚みになるまで、凹溝２１に巻きつけられる。このように、この実施の形態においては、巻き付けによりロックウール２５を凹溝２１に配設する構成としているので、ロックウール２５の巻付け量を調整することにより、ロックウール２５を耐火基準に適合した厚みに容易に調整することができる。

凹溝２１へのロックウール２５の巻き付けが完了すると、スリーブ２０を鉄骨梁１０の貫通穴１１に挿通し、凹溝２１の位置を鉄骨梁１０の貫通穴周縁１０ｂに合致させる。つぎに、凹溝２１の位置を貫通穴周縁１０ｂに合致させた状態で、スリーブ２０に嵌め込んだ保持治具３０をスリーブ２０から抜取る。これにより、スリーブ２０は、半径方向外方の復元力Ｆにより拡径し、凹溝２１が貫通穴周縁１０ｂに嵌合する。凹溝２１は、開口幅Ｗ２が溝底幅Ｗ１よりも大となっているので、凹溝２１の位置を貫通穴周縁１０ｂに精度よく合致させなくとも、凹溝２１を容易に貫通穴周縁１０ｂに嵌合させることができる。

凹溝２１が貫通穴周縁１０ｂに嵌合した状態では、凹溝２１に配設されるロックウール２５は、スリーブ２０の半径方向外方の復元力Ｆにより貫通穴周縁１０ｂに向けて押圧され、ロックウール２５は貫通穴１１の内周面１１ａを含む貫通穴周縁１０ｂに密着することになる。ロックウール２５は、耐火基準に適合した厚みに調整されているので、鉄骨梁１０における貫通穴１１の内周面１１ａおよび貫通穴周縁１０ｂは、ロックウール２５を介してスリーブ２０と熱的に遮断された構造となる。

図６に示すように、ロックウール２５が押圧された状態では、スリーブ２０の周方向の他端部２０ｂ側に設けられた二つの切起片２２が外方に起こされ、スリーブ２０の一端部２０ａ側に折り曲げられる。これにより、二つの切起片２２は、スリーブ２０の周方向の一端部２０ａ側と当接し、スリーブ２０の半径方向内方の変位が阻止され、スリーブ２０の鉄骨梁１０からの脱落を確実に防止することができる。この状態では、スリーブ２０の半径方向外方の復元力Ｆにより、ロックウール２５の鉄骨梁１０の貫通穴周縁１０ｂへの押圧が維持されている。その後、鉄骨梁１０の表面およびスリーブ２０の表面には、別の耐火被覆材（図示略）による耐火処理が施される。

このように、スリーブ２０の凹溝２１に配設されたロックウール２５は、貫通穴１１の内周面１１ａおよび貫通穴周縁１０ｂに密着するので、スリーブ２０からの鉄骨梁１０への伝熱をロックウール２５によって確実に阻止することができ、火災による熱影響で鉄骨梁１０の耐力が低下するのを防止することができる。また、ロックウール２５は、スリーブ２０の鉄骨梁１０への取付け後もスリーブ２０の半径方向外方の復元力Ｆにより鉄骨梁１０の貫通穴周縁１０ｂへの押圧が継続されるので、長期にわたりロックウール２５をスリーブ２０と鉄骨梁１０の貫通穴周縁１０ｂへ密着させることが可能となり、鉄骨梁１０の耐火性能を長期にわたり維持することができる。

以上、この発明の実施の形態を詳述してきたが、具体的な構成は上記の実施の形態に限られるものではなく、この発明の要旨を逸脱しない範囲の設計の変更等があっても、この発明に含まれる。例えば、この実施の形態においては、ロックウール２５を凹溝２１に巻き付けてロックウール２５を凹溝２１に配設するようにしているが、図７に示すように、ロックウール２６を展開したスリーブ２０の凹溝２１に吹付けてロックウール２６を凹溝２１に固着させる構成としてもよい。また、耐火被覆材はロックウール２５、２６に限定されることはなく、所望の耐火性能を有するものであれば、他の材料からなる部材であってもよい。さらに、スリーブ２０内に挿通されるのは空調ダクトに限られず、配管などであってもよい。

本発明に係わる梁貫通用スリーブの取付け状態を示す拡大断面図であって、図２のＡ−Ａ線に沿う拡大断面図である。 図１の斜視図である。 図１のスリーブの展開図である。 図１のスリーブへ耐火被覆材を巻きつける状態を示す斜視図である。 図１のスリーブの拡大正面図である。 図１のスリーブにおける両端部の重ね合せ状態を示す断面図である。 図１のスリーブの変形例を示す展開図である。 従来のスリーブの展開図である。 図８のスリーブの断面図である。

符号の説明

１０ 鉄骨梁（Ｈ形鋼）
１０ａ ウエブ
１０ｂ 貫通穴周縁
１１ 貫通穴
２０ スリーブ
２１ 凹溝
２２ 切起片
２５ ロックウール（耐火被覆材）
３０ 保持治具

Claims (2)

1. 構築物の鉄骨梁に形成された貫通穴に挿通される梁貫通用スリーブであって、前記スリーブを周方向の両端部が重なるように筒状に巻いた金属板から構成し、前記スリーブの外周面に、前記鉄骨梁の貫通穴周縁と嵌合可能な周方向に延びる凹溝を形成し、該凹溝の断面形状が台形状で溝底幅が開口幅よりも小となっており、このような凹溝に帯状の耐火被覆材を巻きつけて配設し、前記スリーブの半径方向外方の復元力により前記凹溝を前記貫通穴周縁に嵌合させるとともに前記耐火被覆材を前記貫通穴周縁に押圧し、前記スリーブの周方向の他側に、前記耐火被覆材が前記貫通穴周縁に押圧された状態で前記スリーブの周方向の一側と当接し前記スリーブの半径方向内方の変位を阻止する切起片を設けたことを特徴とする梁貫通用スリーブ。
2. 前記耐火被覆材は、ロックウールから構成されていることを特徴とする請求項１に記載の梁貫通用スリーブ。
   

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