JP6512436B2 - 耐火木質梁と床の接合構造 - Google Patents

Description

本発明は、耐火木質梁と床の接合構造およびその構築方法に関し、特に耐火木質梁と鉄筋コンクリート造の床の接合構造およびその構築方法に関するものである。

従来、耐火性能を有する耐火木質梁が知られている（例えば、特許文献１〜４を参照）。この耐火木質梁は、図７に示すように以下の（ａ）〜（ｃ）の３種類に大別することができる。

（ａ）燃え代層１（自ら燃焼し炭化することで断熱層を形成する層）・燃え止まり層２（燃え代層の燃焼・炭化を阻止する層）・荷重支持部３（燃え止まり層と燃え代層に保護された荷重を支持する部分）で構成されるもの。

（ｂ）被覆層４（荷重支持部の木質材料の温度上昇を抑制するための層であり、せっこうボードやケイ酸カルシウム板等の無機質材料で構成される断熱層）と荷重支持部３で構成されるもの。

（ｃ）燃え代層１と荷重支持部３で構成されるもの。

上記のような梁の上面には、通常、鉄筋コンクリート（以下、ＲＣという。）造、ＡＬＣパネルあるいは木質構造などの床５が取り付く。ＲＣ造床に着目した場合、その一般的な構築方法には、図８（１）に示すように、コンクリート型枠用合板６を設置してコンクリートを打設し、コンクリートの硬化後に当該合板６を取り除く方法や、図８（２）に示すように、デッキプレート７を設置してコンクリートを打設する方法などがある。

これらの方法で構築された床５と耐火木質梁の燃え代層１・燃え止まり層２・被覆層４などとの取合い部には、図８（３）に示すように、施工精度の確保の困難さや、経年変化による燃え代層１など荷重支持部３を保護する材料の乾燥収縮などによって微細な隙間８が生じる可能性がある。また、デッキプレート７を使用した床５の場合は、隙間８に加えて、デッキプレート７が鋼製でコンクリートよりも熱を伝えやすいため、熱橋となって内部への熱侵入を加速する可能性がある。なお、デッキプレート７は火災初期にたわんでＲＣ部分から剥離するため、コンクリートの熱容量による温度上昇の抑制は期待できない。

燃え代層１・燃え止まり層２・被覆層４等の上端面とＲＣ造床５の下端面の間の隙間８やデッキプレート７による熱橋は、火災加熱を受けた場合に弱点部となって、荷重支持部３の木質材料の損傷（炭化あるいは燃焼による断面欠損など）を引き起こし、最悪の場合、梁の崩壊につながるおそれがある。

特開２０１３−８３１０４号公報 特開２０１３−１１０８０号公報 特開２０１２−２１９５６０号公報 特開２０１２−２１９５５９号公報

このため、燃え代層・燃え止まり層・被覆層等の上端面とＲＣ造床等の下端面との間に生じる隙間からの熱気の侵入や、デッキプレートの熱橋などによる荷重支持部の木質材料の損傷を防止する技術が求められていた。

本発明は、上記に鑑みてなされたものであって、木質の荷重支持部への熱気の侵入を防ぐことができる耐火木質梁と床の接合構造およびその構築方法を提供することを目的とする。

上記した課題を解決し、目的を達成するために、本発明に係る耐火木質梁と床の接合構造は、木質材料からなる荷重支持部と、前記荷重支持部の外側に配置され、燃え代層、燃え止まり層および被覆層の少なくとも一つからなる外側層とを備えた耐火木質梁と、その上面に取り付けられる床との接合構造であって、前記荷重支持部の上端面が前記外側層の上端面よりも低くなるように配置し、前記荷重支持部および前記外側層の上端面に前記床を設置したことを特徴とする。

また、本発明に係る他の耐火木質梁と床の接合構造は、上述した発明において、前記荷重支持部および前記外側層と前記床との境界面に、防湿性を有する防湿層を設けたことを特徴とする。

また、本発明に係る他の耐火木質梁と床の接合構造は、上述した発明において、前記床はデッキプレートを用いて形成されるものであり、前記荷重支持部への前記デッキプレートの掛り代下面と前記荷重支持部の上端面との間に、断熱性を有する荷重伝達材を設けたことを特徴とする。

また、本発明に係る他の耐火木質梁と床の接合構造は、上述した発明において、前記床の下面と前記外側層の上端面との間に、加熱時に発泡する加熱発泡材を設けたことを特徴とする。

また、本発明に係る他の耐火木質梁と床の接合構造は、上述した発明において、前記床の下面と前記外側層の上端面との間に、体積弾性および遮炎性を有する弾性耐火材を設けたことを特徴とする。

また、本発明に係る他の耐火木質梁と床の接合構造は、上述した発明において、前記床は、鉄筋コンクリート造床であることを特徴とする。

また、本発明に係る耐火木質梁と床の接合構造の構築方法は、上述した耐火木質梁と床の接合構造を構築する方法であって、前記荷重支持部の上端面が前記外側層の上端面よりも低くなるように配置した後、前記荷重支持部および前記外側層の上端面に前記床を設置することを特徴とする。

本発明に係る耐火木質梁と床の接合構造によれば、木質材料からなる荷重支持部と、前記荷重支持部の外側に配置され、燃え代層、燃え止まり層および被覆層の少なくとも一つからなる外側層とを備えた耐火木質梁と、その上面に取り付けられる床との接合構造であって、前記荷重支持部の上端面が前記外側層の上端面よりも低くなるように配置し、前記荷重支持部および前記外側層の上端面に前記床を設置したので、仮に外側層の上端面が床の下端面より下がって外側層と床との間に隙間を生じたとしても、火災時に隙間から侵入する熱気は、荷重支持部の上端面に設置した床によって荷重支持部への侵入を阻まれる。このため、隙間から木質の荷重支持部への熱気の侵入を防ぐことができるという効果を奏する。

また、本発明に係る他の耐火木質梁と床の接合構造によれば、前記荷重支持部および前記外側層と前記床との境界面に、防湿性を有する防湿層を設けたので、例えばコンクリート打設によって床を施工する際などに、床から発生した水分などを荷重支持部および外側層が吸湿することを防止することができるという効果を奏する。

また、本発明に係る他の耐火木質梁と床の接合構造によれば、前記床はデッキプレートを用いて形成されるものであり、前記荷重支持部への前記デッキプレートの掛り代下面と前記荷重支持部の上端面との間に、断熱性を有する荷重伝達材を設けたので、仮に外側層の上端面がデッキプレートの下端面より下がって外側層とデッキプレートとの間に隙間を生じたとしても、火災時に隙間から侵入した熱気は、断熱性を有する荷重伝達材によって荷重支持部への侵入を阻まれる。このため、隙間から木質の荷重支持部への熱気の侵入を防ぐことができるという効果を奏する。

また、本発明に係る他の耐火木質梁と床の接合構造によれば、前記床の下面と前記外側層の上端面との間に、加熱時に発泡する加熱発泡材を設けたので、仮に外側層の上端面が床の下端面より下がって外側層と床との間に隙間を生じたとしても、加熱発泡材が火災時の熱気に加熱されて発泡し、隙間を埋める。これにより、隙間から木質の荷重支持部への熱気の侵入を防ぐことができるという効果を奏する。

また、本発明に係る他の耐火木質梁と床の接合構造によれば、前記床の下面と前記外側層の上端面との間に、体積弾性および遮炎性を有する弾性耐火材を設けたので、仮に外側層の上端面が床の下端面より下がって外側層と床との間に隙間を生じたとしても、弾性耐火材が体積弾性により膨張し、隙間を埋める。これにより、隙間から木質の荷重支持部への熱気の侵入を防ぐことができるという効果を奏する。

また、本発明に係る他の耐火木質梁と床の接合構造によれば、前記床は、鉄筋コンクリート造床であるので、例えば、外側層の上端部の横にコンクリート打設用の型枠を配置し、この型枠の上面から外側層および荷重支持部の上端面にわたってコンクリートを打設することで、簡便に構築することができるという効果を奏する。

また、本発明に係る耐火木質梁と床の接合構造の構築方法によれば、上述した耐火木質梁と床の接合構造を構築する方法であって、前記荷重支持部の上端面が前記外側層の上端面よりも低くなるように配置した後、前記荷重支持部および前記外側層の上端面に前記床を設置するので、隙間からの熱気の侵入を防ぐことができる耐火木質梁と床の接合構造を簡便に得ることができるという効果を奏する。

図１は、本発明に係る耐火木質梁と床の接合構造およびその構築方法の実施の形態１を示す断面図である。 図２は、図１のＡ部分拡大図であり、（１）は施工時の状態、（２）施工後・建物使用時の状態である。 図３は、本発明に係る耐火木質梁と床の接合構造およびその構築方法の実施の形態２を示す断面図である。 図４は、図３のＡ部分拡大図であり、（１）は施工時の状態、（２）施工後・建物使用時の状態である。 図５は、本発明に係る耐火木質梁と床の接合構造およびその構築方法の実施の形態３を示す部分拡大図であり、（１）は施工時の状態、（２）施工後・建物使用時の状態である。 図６は、本発明に係る耐火木質梁と床の接合構造およびその構築方法の実施の形態４を示す部分拡大図であり、（１）は施工時の状態、（２）施工後・建物使用時の状態である。 図７は、従来の耐火木質梁の模式断面図である。 図８は、従来の耐火木質梁と鉄筋コンクリート造床の取合い部に形成される弱点部の説明図であり、（１）はコンクリート型枠用合板を用いてコンクリート打設する場合、（２）はデッキプレートを用いてコンクリート打設する場合、（３）は（１）、（２）のＡ部分拡大図である。

以下に、本発明に係る耐火木質梁と床の接合構造およびその構築方法の実施の形態を図面に基づいて詳細に説明する。なお、この実施の形態によりこの発明が限定されるものではない。

（実施の形態１）
まず、本発明の実施の形態１について説明する。
図１に示すように、本発明の実施の形態１に係る耐火木質梁と床の接合構造１００は、耐火木質梁１０と、この耐火木質梁１０の上面に取り付けるＲＣ造床１２（床）との接合構造である。

耐火木質梁１０は、木質材料からなり、荷重を支持するための荷重支持部１４と、荷重支持部１４の外側に配置される外側層１６とを備えている。外側層１６は、上記の図７で説明したように、（ａ）燃え代層１および燃え止まり層２、または、（ｂ）被覆層４のみ、または、（ｃ）燃え代層１のみで構成することができる。燃え代層１、燃え止まり層２、被覆層４の持つ機能は、上記の図７で説明したとおりのものである。

図２に示すように、荷重支持部１４の上端面１４ａが外側層１６の上端面１６ａよりも低くなるように配置し、荷重支持部１４および外側層１６の上端面１４ａ，１６ａにＲＣ造床１２を設置している。

本実施の形態に係る接合構造１００を施工する場合には、図２（１）に示すように、荷重支持部１４の上端面１４ａが外側層１６の上端面１６ａよりも低くなるように配置した後、外側層１６の上端部の横にコンクリート打設用の合板型枠２０および図示しない鉄筋を配置する。続いて、合板型枠２０の上面２０ａから外側層１６および荷重支持部１４の上端面１６ａ，１４ａにわたってコンクリートを打設してＲＣ造床１２を施工し、コンクリートの硬化後に合板型枠２０を撤去する。こうすることで、本実施の形態に係る接合構造１００を簡便に構築することができる。

ここで、打設されるコンクリート中の水分を、燃え代層・燃え止まり層・被覆層などの外側層１６および荷重支持部１４の木質材料等が吸水することを防止する必要がある場合は、打設コンクリートとの境界面になるこれらの部位の面に吸湿を防止するための防湿層１８を設けておくことが望ましい。この防湿層１８は、境界面に防水塗装を施すか、あるいは、極薄型の高分子樹脂シート（例えば、共重合ポリエステル樹脂などのアルカリ可溶性樹脂成分を含むシート）などを敷くことなどにより形成することができる。

一方、図２（２）に示すように、施工後・建物使用時に、仮に外側層１６の上端面１６ａが床１２の下端面１２ａより下がって外側層１６とＲＣ造床１２との間に隙間２２を生じたとしても、火災時に隙間２２から侵入する熱気は、荷重支持部１４の上端面１４ａに設置したＲＣ造床１２によって荷重支持部１４への侵入を阻まれる。このため、本実施の形態によれば、隙間２２から木質の荷重支持部１４への熱気の侵入を防ぐことができる。これにより、耐火木質梁１０とＲＣ造床１２の取合い部の耐火性能を維持することができる。

（実施の形態２）
次に、本発明の実施の形態２について説明する。
図３に示すように、本発明の実施の形態２に係る耐火木質梁と床の接合構造２００は、上記の実施の形態１において、合板型枠２０の代わりにデッキプレート２４を用いて構築したものである。以下では、上記の実施の形態１で説明したものと同じ部材については説明を省略する。

本実施の形態に係る接合構造２００を施工する場合には、図４（１）に示すように、荷重支持部１４の上端面１４ａが外側層１６の上端面１６ａよりも低くなるように配置した後、外側層１６の上端部の横から荷重支持部１４の上方に向けて所定の掛り代を確保してデッキプレート２４を配置する。ここで、荷重支持部１４へのデッキプレート２４の掛り代下面２４ａ全体と荷重支持部１４の上端面１４ａとの間に、断熱性を有する荷重伝達材としてのモルタルブロック２６を配置しておく。なお、モルタルブロック２６の代わりに、例えばコンクリートブロックなどの断熱性を有する荷重伝達材を配置してもよい。続いて、デッキプレート２４の上面から荷重支持部１４の上端面１４ａにわたってコンクリートを打設してＲＣ造床１２を施工する。デッキプレート２４は施工後も残る。こうすることで、本実施の形態に係る接合構造２００を簡便に構築することができる。

ここで、打設されるコンクリート中の水分を、燃え代層・燃え止まり層・被覆層などの外側層１６および荷重支持部１４の木質材料等が吸水することを防止する必要がある場合は、上記の実施の形態１の場合と同様にして、打設コンクリートおよびモルタルブロック２６との境界面になるこれらの部位の面に防湿層１８を設けておくことが望ましい。

一方、図４（２）に示すように、仮に外側層１６の上端面１６ａがデッキプレート２４の下面より下がって外側層１６とデッキプレート２４との間に隙間２２を生じたとしても、火災時に隙間２２から侵入する熱気は、デッキプレート２４の掛り代下面２４ａ全体に設置したモルタルブロック２６によって荷重支持部１４への侵入を阻まれる。このため、本実施の形態によれば、隙間２２から木質の荷重支持部１４への熱気の侵入を防ぐことができる。これにより、耐火木質梁１０とＲＣ造床１２の取合い部の耐火性能を維持することができる。

（実施の形態３）
次に、本発明の実施の形態３について説明する。
図５（１）に示すように、本発明の実施の形態３に係る耐火木質梁と床の接合構造３００は、上記の実施の形態１において、外側層１６の上端面１６ａとＲＣ造床１２の下面との間に、加熱時に発泡する加熱発泡材２８を設けたものである。

加熱発泡材２８としては、膨張黒鉛やポリ燐酸アンモニウムを主成分とし、高温（例えば２００〜３００℃程度）で発泡する加熱発泡性シートを用いて構成することができる。

ここで、打設されるコンクリート中の水分を、燃え代層・燃え止まり層・被覆層などの外側層１６、加熱発泡材２８および荷重支持部１４の木質材料等が吸水することを防止する必要がある場合は、上記の実施の形態１の場合と同様にして、打設コンクリートとの境界面になるこれらの部位の面に防湿層１８を設けておくことが望ましい。

一方、施工後・建物使用時においては、図５（２）に示すように、仮に外側層１６の上端面１６ａがＲＣ造床１２の下端面より下がって外側層１６とＲＣ造床１２との間に隙間２２を生じたとしても、加熱発泡材２８が火災時の熱気に加熱されて発泡し、隙間２２を埋める。このため、本実施の形態によれば、隙間２２から木質の荷重支持部１４への熱気の侵入を防ぐことができる。これにより、耐火木質梁１０とＲＣ造床１２の取合い部の耐火性能を維持することができる。

（実施の形態４）
次に、本発明の実施の形態４について説明する。
図６（１）に示すように、本発明の実施の形態４に係る耐火木質梁と床の接合構造４００は、上記の実施の形態１において、外側層１６の上端面１６ａとＲＣ造床１２の下面との間に、体積弾性および遮炎性（および／または遮熱性）を有する弾性耐火材３０を設けたものである。弾性耐火材３０としては、例えばセラミックファイバーブランケットやシリコーンゴムなどの材料を用いて構成することができる。

ここで、打設されるコンクリート中の水分を、燃え代層・燃え止まり層・被覆層などの外側層１６、弾性耐火材３０および荷重支持部１４の木質材料等が吸水することを防止する必要がある場合は、上記の実施の形態１の場合と同様にして、打設コンクリートとの境界面になるこれらの部位の面に防湿層１８を設けておくことが望ましい。

一方、施工後・建物使用時においては、図６（２）に示すように、仮に外側層１６の上端面１６ａがＲＣ造床１２の下端面より下がって外側層１６とＲＣ造床１２との間に隙間２２を生じたとしても、弾性耐火材３０が体積弾性により膨張し、隙間２２を埋める。このため、本実施の形態によれば、隙間２２から木質の荷重支持部１４への熱気の侵入を防ぐことができる。これにより、耐火木質梁１０とＲＣ造床１２の取合い部の耐火性能を維持することができる。

なお、上記の実施の形態３、４は、合成型枠２０を用いてＲＣ造床１２のコンクリートを打設する場合に相当するが、上記の実施の形態２のようにデッキプレート２４を用いてＲＣ造床１２のコンクリートを打設する場合にも適用可能であり、この場合にも上記と同様の作用効果を奏することができる。

また、上記の実施の形態において、耐火木質梁１０の上面に取り付けられる床としてＲＣ造床の場合を例にとり説明したが、本発明はこれに限るものではなく、例えば、ＡＬＣパネルなどの材料からなる床の場合にも適用可能であり、この場合にも本発明と同様の作用効果を奏することができる。

以上説明したように、本発明に係る耐火木質梁と床の接合構造によれば、木質材料からなる荷重支持部と、前記荷重支持部の外側に配置され、燃え代層、燃え止まり層および被覆層の少なくとも一つからなる外側層とを備えた耐火木質梁と、その上面に取り付けられる床との接合構造であって、前記荷重支持部の上端面が前記外側層の上端面よりも低くなるように配置し、前記荷重支持部および前記外側層の上端面に前記床を設置したので、仮に外側層の上端面が床の下端面より下がって外側層と床との間に隙間を生じたとしても、火災時に隙間から侵入する熱気は、荷重支持部の上端面に設置した床によって荷重支持部への侵入を阻まれる。このため、隙間から木質の荷重支持部への熱気の侵入を防ぐことができる。

また、本発明に係る他の耐火木質梁と床の接合構造によれば、前記荷重支持部および前記外側層と前記床との境界面に、防湿性を有する防湿層を設けたので、例えばコンクリート打設によって床を施工する際などに、床から発生した水分などを荷重支持部および外側層が吸湿することを防止することができる。

また、本発明に係る他の耐火木質梁と床の接合構造によれば、前記床はデッキプレートを用いて形成されるものであり、前記荷重支持部への前記デッキプレートの掛り代下面と前記荷重支持部の上端面との間に、断熱性を有する荷重伝達材を設けたので、仮に外側層の上端面がデッキプレートの下端面より下がって外側層とデッキプレートとの間に隙間を生じたとしても、火災時に隙間から侵入した熱気は、断熱性を有する荷重伝達材によって荷重支持部への侵入を阻まれる。このため、隙間から木質の荷重支持部への熱気の侵入を防ぐことができる。

また、本発明に係る他の耐火木質梁と床の接合構造によれば、前記床の下面と前記外側層の上端面との間に、加熱時に発泡する加熱発泡材を設けたので、仮に外側層の上端面が床の下端面より下がって外側層と床との間に隙間を生じたとしても、加熱発泡材が火災時の熱気に加熱されて発泡し、隙間を埋める。これにより、隙間から木質の荷重支持部への熱気の侵入を防ぐことができる。

また、本発明に係る他の耐火木質梁と床の接合構造によれば、前記床の下面と前記外側層の上端面との間に、体積弾性および遮炎性を有する弾性耐火材を設けたので、仮に外側層の上端面が床の下端面より下がって外側層と床との間に隙間を生じたとしても、弾性耐火材が体積弾性により膨張し、隙間を埋める。これにより、隙間から木質の荷重支持部への熱気の侵入を防ぐことができる。

また、本発明に係る他の耐火木質梁と床の接合構造によれば、前記床は、鉄筋コンクリート造床であるので、例えば、外側層の上端部の横にコンクリート打設用の型枠を配置し、この型枠の上面から外側層および荷重支持部の上端面にわたってコンクリートを打設することで、簡便に構築することができる。

また、本発明に係る耐火木質梁と床の接合構造の構築方法によれば、上述した耐火木質梁と床の接合構造を構築する方法であって、前記荷重支持部の上端面が前記外側層の上端面よりも低くなるように配置した後、前記荷重支持部および前記外側層の上端面に前記床を設置するので、隙間からの熱気の侵入を防ぐことができる耐火木質梁と床の接合構造を簡便に得ることができる。

以上のように、本発明に係る耐火木質梁と床の接合構造およびその構築方法は、木質の荷重支持部を備える耐火木質梁とＲＣ造床の接合構造に有用であり、特に、両者間の隙間などから木質の荷重支持部への熱気の侵入を防ぐのに適している。

１０ 耐火木質梁
１２ ＲＣ造床（床）
１４ 荷重支持部
１４ａ 上端面
１６ 外側層
１６ａ 上端面
１８ 防湿層
２０ 合板型枠
２０ａ 上面
２２ 隙間
２４ デッキプレート
２４ａ 掛り代下面
２６ モルタルブロック（荷重伝達材）
２８ 加熱発泡材
３０ 弾性耐火材
１００，２００，３００，４００ 耐火木質梁と床の接合構造

Claims (4)

1. 木質材料からなる荷重支持部と、前記荷重支持部の外側に配置され、燃え代層、燃え止まり層および被覆層の少なくとも一つからなる外側層とを備えた耐火木質梁と、その上面に取り付けられる床との接合構造であって、
   前記荷重支持部の上端面が前記外側層の上端面よりも低くなるように配置し、前記荷重支持部および前記外側層の上端面に前記床を設置し、
   前記床はデッキプレートを用いて形成されるものであり、
   前記荷重支持部への前記デッキプレートの掛り代下面と前記荷重支持部の上端面との間に、断熱性を有する荷重伝達材を設けたことを特徴とする耐火木質梁と床の接合構造。
2. 木質材料からなる荷重支持部と、前記荷重支持部の外側に配置され、燃え代層、燃え止まり層および被覆層の少なくとも一つからなる外側層とを備えた耐火木質梁と、その上面に取り付けられる床との接合構造であって、
   前記荷重支持部の上端面が前記外側層の上端面よりも低くなるように配置し、前記荷重支持部および前記外側層の上端面に前記床を設置し、
   前記床の下面と前記外側層の上端面との間に、加熱時に発泡する加熱発泡材を設けたことを特徴とする耐火木質梁と床の接合構造。
3. 木質材料からなる荷重支持部と、前記荷重支持部の外側に配置され、燃え代層、燃え止まり層および被覆層の少なくとも一つからなる外側層とを備えた耐火木質梁と、その上面に取り付けられる床との接合構造であって、
   前記荷重支持部の上端面が前記外側層の上端面よりも低くなるように配置し、前記荷重支持部および前記外側層の上端面に前記床を設置し、
   前記床の下面と前記外側層の上端面との間に、体積弾性および遮炎性を有する弾性耐火材を設けたことを特徴とする耐火木質梁と床の接合構造。
4. 前記床は、鉄筋コンクリート造床であることを特徴とする請求項１〜３のいずれか一つに記載の耐火木質梁と床の接合構造。

Images