特許 6368538 耐火架構構造

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】6368538

(24)【登録日】2018年7月13日

(45)【発行日】2018年8月1日

(54)【発明の名称】耐火架構構造

(51)【国際特許分類】

   E04B 1/94 20060101AFI20180723BHJP

【ＦＩ】

   E04B1/94 D

【請求項の数】1

【全頁数】10

(21)【出願番号】特願2014-101712(P2014-101712)

(22)【出願日】2014年5月15日

(65)【公開番号】特開2015-218461(P2015-218461A)

(43)【公開日】2015年12月7日

【審査請求日】2017年3月28日

(73)【特許権者】

【識別番号】000003621

【氏名又は名称】株式会社竹中工務店

(74)【代理人】

【識別番号】100079049

【弁理士】

【氏名又は名称】中島 淳

(74)【代理人】

【識別番号】100084995

【弁理士】

【氏名又は名称】加藤 和詳

(74)【代理人】

【識別番号】100099025

【弁理士】

【氏名又は名称】福田 浩志

(72)【発明者】

【氏名】大場 紀代人

(72)【発明者】

【氏名】安岡 千尋

(72)【発明者】

【氏名】大畑 勝人

(72)【発明者】

【氏名】西村 俊彦

(72)【発明者】

【氏名】鎌谷 潤

(72)【発明者】

【氏名】若林 秀喜

(72)【発明者】

【氏名】西村 栄二

【審査官】 星野 聡志

(56)【参考文献】

【文献】 特公昭４６−０３３１１５（ＪＰ，Ｂ１）

【文献】 特開２００２−１８０５６９（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００４−１３７６８７（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｅ０４Ｂ １／９４

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

鋼製の第１部材と、
前記第１部材と接合される鋼製の第２部材と、
前記第１部材を取り囲むとともに前記第１部材と前記第２部材の接合部を覆う耐火外装パネルと、
を有し、
前記第２部材は、Ｈ形鋼と、前記Ｈ形鋼のフランジ間に充填されたコンクリートと、前記Ｈ形鋼の端部に設けられて前記第１部材に接合されるとともに前記耐火外装パネルに覆われ、前記フランジ間に前記コンクリートが充填されてない接合端部と、を有する耐火架構構造。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、鋼製の部材同士の接合部に構成される耐火架構構造に関する。

【背景技術】

【0002】

鋼製の柱部材に鋼製の梁部材を接合することによって構成される柱梁架構がある。例えば、特許文献１には、梁鉄骨のフランジを柱鉄骨のフランジに溶接接合することによって構成される柱梁架構が開示されている。

【0003】

しかし、このような柱梁架構においては、柱部材に梁部材を接合した後に、湿式の耐火被覆の吹き付けなどによって柱部材と梁部材の接合部に耐火処理を施さなければならない。また、このような柱梁架構が屋外へ露出するようにして設けられる建物においては、耐火処理を施した部分の美観が損なわれてしまう。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0004】

【特許文献1】特開平８−３１１９８８号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0005】

本発明は係る事実を考慮し、鋼製部材同士の接合部を隠して、この接合部の耐火性を確保することを課題とする。

【課題を解決するための手段】

【0006】

第１態様の発明は、鋼製の第１部材と、前記第１部材と接合される鋼製の第２部材と、前記第１部材を取り囲むとともに前記第１部材と前記第２部材の接合部を覆う耐火外装パネルと、を有する耐火架構構造である。

【0007】

第１態様の発明では、耐火外装パネルにより第１部材を取り囲むとともに第１部材と第２部材の接合部を覆うことによって、第１部材と第２部材の接合部の耐火性を確保することができる。すなわち、第１部材と第２部材の接合部を耐火外装パネルで隠して、この接合部の耐火性を確保することができる。

【0008】

例えば、第１部材と第２部材の接合部が屋外へ露出するようにして設けられる建物においては、この接合部が現しになってしまうので美観が損なわれてしまう。また、この接合部の耐火性を確保するために湿式の耐火被覆の吹き付け等による耐火処理を施す場合においては、この耐火被覆によって美観が損なわれてしまう。

【0009】

これに対して、第１態様の耐火架構構造では、湿式の耐火被覆の吹き付け等による耐火処理を第１部材と第２部材の接合部に行う必要がなく、また、第１部材と第２部材の接合部を耐火外装パネルで隠すので、第１部材と第２部材の接合部の美観が損なわれてしまうのを防ぐことができる。

【0010】

第２態様の発明は、第１態様の耐火架構構造において、前記第２部材は、Ｈ形鋼と、前記Ｈ形鋼のフランジ間に充填されたコンクリートと、前記Ｈ形鋼の端部に設けられて前記第１部材に接合され、フランジ間に前記コンクリートが充填されてない接合端部と、を有する。

【0011】

第２態様の発明では、第１部材を取り囲む耐火外装パネルにより、第１部材、及び第１部材と第２部材の接合部の耐火性が確保され、Ｈ形鋼のフランジ間に充填されるコンクリートの吸熱効果により第２部材の耐火性が確保されるので、耐火性を有する耐火架構構造を構築することができる。

【0012】

また、第２部材は、フランジ間に充填されるコンクリートの吸熱効果により耐火性が確保されるので、第２部材に、湿式の耐火被覆を吹き付けるなどの耐火処理を施さなくてよい。

【0013】

さらに、耐火外装パネルにより第１部材を取り囲むとともに第１部材と第２部材の接合部を覆うことによって、第１部材と第２部材の接合部の耐火性を確保することができるので、第１部材に第２部材を接合した後に、第２部材の接合端部にコンクリートやグラウトを充填したり、第２部材の接合端部や第１部材と第２部材の接合部に、湿式の耐火被覆を吹き付けたりするなどの耐火処理を施さなくてよい。

【0014】

また、第１部材と第２部材の接合作業と、第１部材への耐火外装パネルの取り付け作業を行うだけで、他に耐火処理などを施すことなく効率よく耐火架構構造を構築することができる。

【発明の効果】

【0015】

本発明は上記構成としたので、鋼製部材同士の接合部を隠して、この接合部の耐火性を確保することができる。

【図面の簡単な説明】

【0016】

【図1】本発明の実施形態に係る構造物を示す斜視図である。

【図2】本発明の実施形態に係る構造物を示す平面図である。

【図3】本発明の実施形態に係る耐火架構構造を示す斜視図である。

【図4】図３のＡ−Ａ断面図である。

【図5】図４のＢ−Ｂ断面図である。

【図6】本発明の実施形態に係る柱への耐火外装パネルの取り付け方法を示す平断面図である。

【図7】本発明の実施形態に係る柱への梁の接合方法のバリエーションを示す側方断面図である。

【図8】本発明の実施形態に係る耐火架構構造のバリエーションを示す側方断面図である。

【図9】本発明の実施形態に係る耐火架構構造のバリエーションを示す側方断面図である。

【発明を実施するための形態】

【0017】

図を参照しながら、本発明の実施形態を説明する。まず、本発明の実施形態に係る耐火架構構造について説明する。

【0018】

図１の斜視図、及び図２の平面図には、本実施形態の耐火架構構造１０を有する、集合住宅等の建物を構成する躯体構造としての構造物１２が示されている。構造物１２は、基礎１４上に立設され対向して配置された一対の外架構１６と、外架構１６と隣接して基礎１４上に立設され、一対の外架構１６の間に複数配置された内架構１８とを有して構成されている。隣り合う内架構１８同士は、対向して配置されている。また、内架構１８は、平面視にて構面の延長面が外架構１６の構面と略直交するように配置されている。

【0019】

外架構１６は、第１部材としての鋼製の柱２０と、第２部材としての鋼製の梁２２とによって構成された柱梁架構であり、内架構１８は、鋼製の柱２４と、鋼製の梁２６とによって構成された柱梁架構である。外架構１６と内架構１８は、外架構１６の柱２０と、内架構１８の柱２４（内架構１８を構成する柱２４のうち、最も外架構１６側に配置された柱２４）との間に架設された梁２８によって繋がれている。

【0020】

図３の斜視図、及び図３のＡ−Ａ断面図である図４に示すように、梁２２は、上フランジ３０、ウェブ３２、及び下フランジ３４を有するＨ形鋼３６と、上フランジ３０と下フランジ３４の間に充填されたコンクリートＶと、Ｈ形鋼３６の端部に設けられ柱２０に接合された接合端部３８と、を有して構成されている。すなわち、梁２２は、所謂、コンクリート充填Ｈ形鋼梁を構成している。

【0021】

図４に示すように、接合端部３８における、上フランジ３０と下フランジ３４の間にはコンクリートＶが充填されていない。これにより、上フランジ３０と下フランジ３４の間には、後に説明するガセットプレート４０が収容される接合用スペースＳが形成されている。

【0022】

柱２０は、フランジ４４、ウェブ４６、及びフランジ４８を有するＨ形鋼からなる柱部材５０を上下方向へ複数繋ぎ合わせて構成されている。上下に配置された柱部材５０同士は、スプライスプレート５２、５４、ボルト５６、及びナット５８を用いたボルト接合によって柱部材５０の端部同士を接合することによって繋ぎ合わされている。以下の説明において、スプライスプレート５２、５４、ボルト５６、及びナット５８を含め、柱部材５０の端部同士が接合されている部分を接合部６０とする。

【0023】

図４、及び図４のＢ−Ｂ断面図である図５に示すように、梁２２は、柱部材５０(柱２０）のフランジ４４から張り出して設けられたガセットプレート４０に、ボルト６２及びナット６４により梁２２のウェブ３２を接合することによって、柱部材５０に仮固定した後に、梁２２の上フランジ３０、ウェブ３２、及び下フランジ３４の端部を柱部材５０のフランジ４４に溶接することによって、柱部材５０に接合されている。以下の説明において、柱部材５０のフランジ４４に梁２２の上フランジ３０、ウェブ３２、及び下フランジ３４を接合している溶接部と、ガセットプレート４０、ボルト６２、及びナット６４とを含め、柱２０に梁２２が接合されている部分を接合部７８とする。

【0024】

このとき、梁２２の接合端部３８に形成された接合用スペースＳには、ガセットプレート４０や、ガセットプレート４０にウェブ３２を固定するボルト６２及びナット６４が収容される。また、この接合用スペースＳを利用して、ボルト６２の締め付けや、柱部材５０のフランジ４４への、梁２２の上フランジ３０、ウェブ３２、及び下フランジ３４の端部の溶接が行われる。

【0025】

柱２０（柱部材５０）、及び梁２２を構成するＨ形鋼３６の表面には、溶融亜鉛メッキや錆止め塗料の塗布等によって防錆処理が施されている。

【0026】

図３に示すように、梁２８には、床スラブ６８の端部が支持されている。床スラブ６８は、鋼板上に鉄筋コンクリートを打設して形成した既製部材であるプレキャスト合成床版６６を梁２８に端部を支持させて配置し、このプレキャスト合成床版６６の上にトップコンクリートＵを現場打ちすることによって形成されている。

【0027】

プレキャスト合成床版６６は、このプレキャスト合成床版６６において力を流す方向であるプレキャスト合成床版６６の長手方向７０と、梁２２の梁長方向とが平面視にて平行になるように配置されている。

【0028】

これによって、床スラブ６８から梁２２に加えられる応力が低減される。また、これにより、応力比を小さくすることができるので、梁２２の耐火性能を向上させることができる（例えば、建設省告示第１４３３号（平成１２年）に定められる耐火性能検証（ルートＣ）における２時間耐火建物の条件を満たすことができる）。

【0029】

梁２２及び床スラブ６８の施工手順は、まず、現場内にある製作ヤードや、現場外にある工場等で、梁２２を構成するＨ形鋼３６の下フランジ３４と上フランジ３０の間にコンクリートＶを充填し、プレキャスト化された梁部材７２を製作する。このとき、Ｈ形鋼３６のウェブ３２の左右片側においては、下フランジ３４と上フランジ３０の間の略上半分のみにコンクリートＶを充填し、下フランジ３４の上に、コンクリートＶが充填されていない空間となる後打ち部７４を形成しておく。

【0030】

次に、柱２０（柱部材５０）に梁部材７２を接合して梁２２を構築した後に、プレキャスト合成床版６６を設置し、このプレキャスト合成床版６６の上にトップコンクリートＵを現場打ちするとともに、梁部材７２の後打ち部７４にこのトップコンクリートＵの一部を流し込んで硬化させ、梁２２と一体化された床スラブ６８を形成する。これにより、床スラブ６８は、梁２２の下端部に設けられて、所謂、逆梁を構成する。

【0031】

耐火架構構造１０は、図３〜５に示すように、柱２０、梁２２、及び耐火外装パネル７６を有して構成されている。耐火外装パネル７６は、軽量気泡コンクリート板からなり、柱２０を取り囲むとともに柱２０と梁２２の接合部（接合部７８）を覆っている。耐火外装パネル７６は、図６の平断面図に示すように、溶接等によって柱部材５０に取り付けられた軽量形鋼８２にビス８４等によって固定されている。また、耐火外装パネル７６は、柱２０を取り囲むことにより、柱部材５０同士を接合している接合部６０を取り囲んでいる。すなわち、柱部材５０同士を接合している接合部６０は、耐火外装パネル７６で覆われている。

【0032】

次に、本発明の実施形態に係る耐火架構構造の作用と効果について説明する。

【0033】

本実施形態の耐火架構構造１０では、図３〜５に示すように、耐火外装パネル７６により柱２０を取り囲むとともに柱２０と梁２２の接合部７８を覆うことによって、柱２０と梁２２の接合部７８の耐火性を確保することができる。すなわち、柱２０と梁２２の接合部を耐火外装パネル７６で隠して、この接合部の耐火性を確保することができる。

【0034】

例えば、Ｈ形鋼からなる柱と梁の接合部が屋外へ露出するようにして設けられる建物においては、この接合部が現しになってしまうので美観が損なわれてしまう。また、耐火性を確保するために、この接合部に湿式の耐火被覆の吹き付け等による耐火処理を施す場合においては、この耐火被覆によって美観が損なわれてしまう。

【0035】

これに対して、本実施形態の耐火架構構造１０では、湿式の耐火被覆の吹き付け等による耐火処理を柱２０と梁２２の接合部７８に行う必要がなく、また、柱２０と梁２２の接合部７８を耐火外装パネル７６で隠すので、柱２０と梁２２の接合部７８の美観が損なわれてしまうのを防ぐことができる。

【0036】

また、耐火外装パネル７６により柱２０と梁２２の接合部７８を覆うことによって、柱２０と梁２２の接合部７８が劣化するのを防ぐことができる。さらに、耐火外装パネル７６により柱２０と梁２２の接合部７８を覆うことによって、柱部材５０のフランジ４４に梁２２の上フランジ３０、ウェブ３２、及び下フランジ３４を接合している溶接部に錆が生じるのを抑制することができるので、工場等で行われる溶融亜鉛メッキ等の錆止め処理よりも防錆効果が劣る通常の錆止め塗装で、この溶接部への錆の発生を防ぐことができる。

【0037】

さらに、本実施形態の耐火架構構造１０では、柱部材５０同士を接合している接合部６０が耐火外装パネル７６によって取り囲まれており、接合部６０が耐火外装パネル７６で覆われているので、接合部６０の耐火性を確保するとともに劣化を防止し、接合部６０の美観が損なわれてしまうのを防ぐことができる。

【0038】

また、本実施形態の耐火架構構造１０では、柱２０を取り囲む耐火外装パネル７６により、柱２０、及び柱２０と梁２２の接合部７８の耐火性が確保され、梁２２の上フランジ３０と下フランジ３４の間に充填されるコンクリートＶ及びトップコンクリートＵの吸熱効果により梁２２の耐火性が確保されるので、耐火性を有する耐火架構構造１０を構築することができる。

【0039】

さらに、梁２２は、上フランジ３０と下フランジ３４の間に充填されるコンクリートＶ及びトップコンクリートＵの吸熱効果により耐火性が確保されるので、梁２２に、湿式の耐火被覆を吹き付けるなどの耐火処理を施さなくてよい。

【0040】

また、本実施形態の耐火架構構造１０では、耐火外装パネル７６により柱２０を取り囲むとともに柱２０と梁２２の接合部７８を覆うことによって、柱２０と梁２２の接合部７８の耐火性を確保することができるので、柱２０に梁部材７２を接合した後に、梁２２の接合端部３８の接合用スペースＳに後打ちコンクリートやグラウトを充填したり、梁２２の接合端部３８や柱２０と梁２２の接合部７８に、湿式の耐火被覆を吹き付けたりするなどの耐火処理を施さなくてよい。

【0041】

例えば、梁２２の接合端部３８の接合用スペースＳに、後打ちコンクリートを充填しようとした場合、型枠、足場等の仮設備や配筋作業などが必要となり、接合用スペースＳへのコンクリート打設は煩雑な作業になるので、接合用スペースＳへの後打ちコンクリートの充填を不要にできることは有効である。

【0042】

さらに、本実施形態の耐火架構構造１０では、柱２０と梁２２の接合作業と、柱２０への耐火外装パネル７６の取り付け作業を行うだけで、他に耐火処理などを施すことなく効率よく耐火架構構造１０を構築することができる。

【0043】

また、本実施形態の耐火架構構造１０では、柱部材と梁部材や、柱部材同士を、接合部への耐火性を確保して接合することができるので、本実施形態の耐火架構構造１０を用いることにより、高層の建物を構築することができる。

【0044】

以上、本発明の実施形態について説明した。

【0045】

なお、本実施形態では、耐火外装パネル７６を軽量気泡コンクリート板によって構成した例を示したが、耐火外装パネル７６は、柱２０を取り囲むことによって、柱２０、柱２０と梁２２の接合部７８、及び柱部材５０同士の接合部６０の耐火性を確保できるものであればよい。例えば、硅酸カルシウム板等の耐火材の表面に金属パネル等の外装材を貼り付けたものを耐火外装パネル７６としてもよい。

【0046】

また、本実施形態では、ガセットプレート４０を用いたボルト接合によって柱部材５０に梁２２を仮固定した後に、溶接によって柱部材５０のフランジ４４に梁２２の上フランジ３０、ウェブ３２、及び下フランジ３４の端部を接合した例を示したが、ガセットプレート４０を用いたボルト接合による梁２２の仮固定を行わずに、他の方法によって梁２２を所定の位置に配置した後に、溶接によって柱部材５０のフランジ４４に梁２２の上フランジ３０、ウェブ３２、及び下フランジ３４の端部を接合してもよい。

【0047】

さらに、他の方法で、柱部材５０に梁２２を接合してもよい。例えば、ガセットプレート４０を用いたボルト接合によって、柱部材５０に梁２２を本固定してもよいし、図７の側方断面図に示すように、Ｌ字状に形成された鋼製の接合部材８６を用いたボルト接合によって、柱部材５０に梁２２を接合してもよい。

【0048】

また、本実施形態では、プレキャスト合成床版６６の上にトップコンクリートＵを現場打ちすることによって床スラブ６８を形成した例を示したが、床スラブ６８は他の方法によって形成してもよい。例えば、床スラブは、ハーフプレキャストＰＣ床版の上にトップコンクリートを打設して形成してもよいし、プレキャスト床版を用いないで現場打ちコンクリートによって形成してもよい。

【0049】

さらに、床スラブ６８は、プレキャスト合成床版６６において力を流す方向と、梁２２の梁長方向とが平面視にて直交するようにプレキャスト合成床版６６を配置して、梁２２に端部が支持されるようにしてもよい。

【0050】

また、本実施形態では、第１部材を柱２０とし、第２部材を梁２２とした例を示したが、第１部材及び第２部材は、他の部材であってもよい。例えば、第１部材を梁とし、第２部材を柱としてもよいし、第１部材を梁とし、第２部材を梁としてもよい。

【0051】

図８の側方断面図には、第１部材をＨ形鋼からなる梁８８とし、第２部材をＨ形鋼からなりフランジ間にコンクリートＶが充填された柱９０、９２とした耐火架構構造１１０の例が示されている。柱９０の上端部に梁８８の下面が接合され、梁８８の上面に柱９２の下端部が接合されて、梁通し形式の柱梁構造９４を構成している。梁８８を取り囲む耐火外装パネル７６が、梁８８と柱９０、９２の接合部９６、９８を覆っている。

【0052】

図９の側方断面図には、第１部材をＨ形鋼からなる梁１００とし、第２部材をＨ形鋼からなりフランジ間にコンクリートＶが充填された梁１０２とした耐火架構構造１１２の例が示されている。梁１００に設けられたガセットプレート１０４を用いたボルト接合により、梁１００に梁１０２が接合されている。梁１００を取り囲む耐火外装パネル７６が、梁１００と梁１０２の接合部１０８を覆っている。

【0053】

以上、本発明の実施形態について説明したが、本発明はこうした実施形態に何等限定されるものでなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲において、種々なる態様で実施し得ることは勿論である。

【符号の説明】

【0054】

１０、１１０、１１２ 耐火架構構造
２０ 柱（第１部材）
２２、１０２ 梁（第２部材）
３６ Ｈ形鋼
３８ 接合端部
７６ 耐火外装パネル
７８、９６、９８、１０８ 接合部
８８、１００ 梁（第１部材）
９０、９２ 柱（第２部材）
Ｖ コンクリート

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】