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特開2023-2223耐火構造物の設計方法、耐火構造物の施工方法、及び耐火構造物
(19)【発行国】日本国特許庁(JP)
(12)【公報種別】公開特許公報(A)
(11)【公開番号】P2023002223
(43)【公開日】2023-01-10
(54)【発明の名称】耐火構造物の設計方法、耐火構造物の施工方法、及び耐火構造物
(51)【国際特許分類】
E04B 1/94 20060101AFI20221227BHJP
【ＦＩ】
E04B1/94 Z
E04B1/94 E
【審査請求】未請求
【請求項の数】10
【出願形態】ＯＬ
(21)【出願番号】P 2021103323
(22)【出願日】2021-06-22
(71)【出願人】
【識別番号】000006655
【氏名又は名称】日本製鉄株式会社
(74)【代理人】
【識別番号】100106909
【弁理士】
【氏名又は名称】棚井 澄雄
(74)【代理人】
【識別番号】100175802
【弁理士】
【氏名又は名称】寺本 光生
(74)【代理人】
【識別番号】100134359
【弁理士】
【氏名又は名称】勝俣 智夫
(74)【代理人】
【識別番号】100188592
【弁理士】
【氏名又は名称】山口 洋
(72)【発明者】
【氏名】小野木 武司
(72)【発明者】
【氏名】木村 慧
(72)【発明者】
【氏名】佐藤 圭一
(72)【発明者】
【氏名】中安 誠明
(72)【発明者】
【氏名】清水 信孝
(72)【発明者】
【氏名】寺沢 太沖
(72)【発明者】
【氏名】北岡 聡
【テーマコード（参考）】
2E001
【Ｆターム（参考）】
2E001DE01
2E001FA01
2E001FA02
2E001GA52
2E001HA32
2E001HA33
2E001HB02
(57)【要約】
【課題】耐火性能を改善した耐火構造物の設計方法を提供する。
【解決手段】耐火構造物の設計方法Ｓ１０は、構造計算を行うことにより、床部、床部を下方から支持する複数の梁、及び複数の梁に接合された複数の柱の配置を設定する構造設定工程Ｓ１１と、床部の周囲を、複数の梁の一部に耐火被覆を施した複数の耐火被覆梁により下方から支持させるように設定する第１耐火仕様設定工程Ｓ１３と、複数の柱に耐火被覆を施して複数の耐火被覆柱に設定する第２耐火仕様設定工程Ｓ１５と、複数の梁の残部である減耐火被覆梁、又は複数の梁の残部に耐火被覆を施した減耐火被覆梁を、領域内に配置するとともに、減耐火被覆梁の端部を耐火被覆梁に接合して床部を下方から支持するように設定する第３耐火仕様設定工程Ｓ１７と、を行う。
【選択図】図５
【解決手段】耐火構造物の設計方法Ｓ１０は、構造計算を行うことにより、床部、床部を下方から支持する複数の梁、及び複数の梁に接合された複数の柱の配置を設定する構造設定工程Ｓ１１と、床部の周囲を、複数の梁の一部に耐火被覆を施した複数の耐火被覆梁により下方から支持させるように設定する第１耐火仕様設定工程Ｓ１３と、複数の柱に耐火被覆を施して複数の耐火被覆柱に設定する第２耐火仕様設定工程Ｓ１５と、複数の梁の残部である減耐火被覆梁、又は複数の梁の残部に耐火被覆を施した減耐火被覆梁を、領域内に配置するとともに、減耐火被覆梁の端部を耐火被覆梁に接合して床部を下方から支持するように設定する第３耐火仕様設定工程Ｓ１７と、を行う。
【選択図】図５
【特許請求の範囲】
【請求項1】
コンクリート中に引張力伝達部材が設けられた床部と、
耐火被覆が施され、前記床部の周囲を下方から支持する複数の耐火被覆梁と、
耐火被覆が施され、前記複数の耐火被覆梁の端部に接合されて、自身の一部及び前記複数の耐火被覆梁が全体として環状に形成された複数の耐火被覆柱と、
溶接組立Ｈ形鋼を有するとともに、前記耐火被覆梁よりも前記耐火被覆が削減され、前記複数の耐火被覆梁及び複数の耐火被覆柱により囲まれた領域内に配置されて、端部が前記複数の耐火被覆梁に接合されて前記床部を下方から支持する減耐火被覆梁と、
を備え、
前記床部の平面内で互いに交差する方向を第１交差方向、第２交差方向と規定したときに、
前記引張力伝達部材は、前記床部の前記第１交差方向の端部間の引張力、及び、前記床部の前記第２交差方向の端部間の引張力をそれぞれ伝達する耐火構造物を設計する耐火構造物の設計方法であって、
構造計算を行うことにより、前記床部、前記床部を下方から支持する複数の梁、及び前記複数の梁に接合された複数の柱の配置を設定する構造設定工程と、
前記床部の周囲を、前記複数の梁の一部に耐火被覆を施した前記複数の耐火被覆梁により下方から支持させるように設定する第１耐火仕様設定工程と、
前記複数の柱に耐火被覆を施して前記複数の耐火被覆柱に設定する第２耐火仕様設定工程と、
前記複数の梁の残部である前記減耐火被覆梁、又は前記複数の梁の残部に耐火被覆を施した前記減耐火被覆梁を、前記領域内に配置するとともに、前記減耐火被覆梁の端部を前記耐火被覆梁に接合して前記床部を下方から支持するように設定する第３耐火仕様設定工程と、
を行う、耐火構造物の設計方法。
耐火被覆が施され、前記床部の周囲を下方から支持する複数の耐火被覆梁と、
耐火被覆が施され、前記複数の耐火被覆梁の端部に接合されて、自身の一部及び前記複数の耐火被覆梁が全体として環状に形成された複数の耐火被覆柱と、
溶接組立Ｈ形鋼を有するとともに、前記耐火被覆梁よりも前記耐火被覆が削減され、前記複数の耐火被覆梁及び複数の耐火被覆柱により囲まれた領域内に配置されて、端部が前記複数の耐火被覆梁に接合されて前記床部を下方から支持する減耐火被覆梁と、
を備え、
前記床部の平面内で互いに交差する方向を第１交差方向、第２交差方向と規定したときに、
前記引張力伝達部材は、前記床部の前記第１交差方向の端部間の引張力、及び、前記床部の前記第２交差方向の端部間の引張力をそれぞれ伝達する耐火構造物を設計する耐火構造物の設計方法であって、
構造計算を行うことにより、前記床部、前記床部を下方から支持する複数の梁、及び前記複数の梁に接合された複数の柱の配置を設定する構造設定工程と、
前記床部の周囲を、前記複数の梁の一部に耐火被覆を施した前記複数の耐火被覆梁により下方から支持させるように設定する第１耐火仕様設定工程と、
前記複数の柱に耐火被覆を施して前記複数の耐火被覆柱に設定する第２耐火仕様設定工程と、
前記複数の梁の残部である前記減耐火被覆梁、又は前記複数の梁の残部に耐火被覆を施した前記減耐火被覆梁を、前記領域内に配置するとともに、前記減耐火被覆梁の端部を前記耐火被覆梁に接合して前記床部を下方から支持するように設定する第３耐火仕様設定工程と、
を行う、耐火構造物の設計方法。
【請求項2】
前記減耐火被覆梁が有する前記溶接組立Ｈ形鋼の、常温における降伏強度は、２３５Ｎ／ｍｍ２以上である、請求項１に記載の耐火構造物の設計方法。
【請求項3】
前記溶接組立Ｈ形鋼の長手方向に直交する断面積（ｍｍ２）と、前記溶接組立Ｈ形鋼の常温における降伏強度（Ｎ／ｍｍ２）との積が、１０００ｋＮ以上６０００ｋＮ以下である、請求項１又は２に記載の耐火構造物の設計方法。
【請求項4】
前記床部は、合成スラブ又は鉄筋コンクリートスラブである、請求項１から３のいずれか一項に記載の耐火構造物の設計方法。
【請求項5】
前記引張力伝達部材は、
前記第１交差方向に沿って延び、前記床部の前記第１交差方向の端部間の引張力を伝達する第１鉄筋と、
前記第２交差方向に沿って延び、前記床部の前記第２交差方向の端部間の引張力を伝達する第２鉄筋とを有する、請求項１から４のいずれか一項に記載の耐火構造物の設計方法。
前記第１交差方向に沿って延び、前記床部の前記第１交差方向の端部間の引張力を伝達する第１鉄筋と、
前記第２交差方向に沿って延び、前記床部の前記第２交差方向の端部間の引張力を伝達する第２鉄筋とを有する、請求項１から４のいずれか一項に記載の耐火構造物の設計方法。
【請求項6】
前記耐火被覆梁は、前記耐火被覆が施されたＨ形鋼、鉄筋コンクリート造、又は鉄骨鉄筋コンクリート造である、請求項１から５のいずれか一項に記載の耐火構造物の設計方法。
【請求項7】
前記耐火被覆柱は、前記耐火被覆が施されたＨ形鋼、前記耐火被覆が施された角形鋼管、前記耐火被覆が施された円形鋼管、コンクリート充填鋼管造、鉄筋コンクリート造、又は鉄骨鉄筋コンクリート造である、請求項１から６のいずれか一項に記載の耐火構造物の設計方法。
【請求項8】
前記耐火被覆は、吹付け工法、成形板工法、又は巻付け工法により施される、請求項１から７のいずれか一項に記載の耐火構造物の設計方法。
【請求項9】
コンクリート中に引張力伝達部材が設けられた床部と、
耐火被覆が施され、前記床部の周囲を下方から支持する複数の耐火被覆梁と、
耐火被覆が施され、前記複数の耐火被覆梁の端部に接合されて、自身の一部及び前記複数の耐火被覆梁が全体として環状に形成された複数の耐火被覆柱と、
溶接組立Ｈ形鋼を有するとともに、前記耐火被覆梁よりも前記耐火被覆が削減され、前記複数の耐火被覆梁及び複数の耐火被覆柱により囲まれた領域内に配置されて、端部が前記複数の耐火被覆梁に接合されて前記床部を下方から支持する減耐火被覆梁と、
を備え、
前記床部の平面内で互いに交差する方向を第１交差方向、第２交差方向と規定したときに、
前記引張力伝達部材は、前記床部の前記第１交差方向の端部間の引張力、及び、前記床部の前記第２交差方向の端部間の引張力をそれぞれ伝達する耐火構造物を施工する耐火構造物の施工方法であって、
前記床部、前記床部を下方から支持する複数の梁、及び前記複数の梁に接合された複数の柱を施工する柱梁施工工程と、
前記床部の周囲を、前記複数の梁の一部に耐火被覆を施した前記複数の耐火被覆梁により下方から支持させる第１被覆工程と、
前記複数の柱に耐火被覆を施して前記複数の耐火被覆柱にする第２被覆工程と、
前記複数の梁の残部である前記減耐火被覆梁、又は前記複数の梁の残部に耐火被覆を施した前記減耐火被覆梁を、前記領域内に配置するとともに、前記減耐火被覆梁の端部を前記耐火被覆梁に接合して前記床部を下方から支持させる第３被覆工程と、
を行う、耐火構造物の施工方法。
耐火被覆が施され、前記床部の周囲を下方から支持する複数の耐火被覆梁と、
耐火被覆が施され、前記複数の耐火被覆梁の端部に接合されて、自身の一部及び前記複数の耐火被覆梁が全体として環状に形成された複数の耐火被覆柱と、
溶接組立Ｈ形鋼を有するとともに、前記耐火被覆梁よりも前記耐火被覆が削減され、前記複数の耐火被覆梁及び複数の耐火被覆柱により囲まれた領域内に配置されて、端部が前記複数の耐火被覆梁に接合されて前記床部を下方から支持する減耐火被覆梁と、
を備え、
前記床部の平面内で互いに交差する方向を第１交差方向、第２交差方向と規定したときに、
前記引張力伝達部材は、前記床部の前記第１交差方向の端部間の引張力、及び、前記床部の前記第２交差方向の端部間の引張力をそれぞれ伝達する耐火構造物を施工する耐火構造物の施工方法であって、
前記床部、前記床部を下方から支持する複数の梁、及び前記複数の梁に接合された複数の柱を施工する柱梁施工工程と、
前記床部の周囲を、前記複数の梁の一部に耐火被覆を施した前記複数の耐火被覆梁により下方から支持させる第１被覆工程と、
前記複数の柱に耐火被覆を施して前記複数の耐火被覆柱にする第２被覆工程と、
前記複数の梁の残部である前記減耐火被覆梁、又は前記複数の梁の残部に耐火被覆を施した前記減耐火被覆梁を、前記領域内に配置するとともに、前記減耐火被覆梁の端部を前記耐火被覆梁に接合して前記床部を下方から支持させる第３被覆工程と、
を行う、耐火構造物の施工方法。
【請求項10】
コンクリート中に引張力伝達部材が設けられた床部と、
耐火被覆が施され、前記床部の周囲を下方から支持する複数の耐火被覆梁と、
耐火被覆が施され、前記複数の耐火被覆梁の端部に接合されて、自身の一部及び前記複数の耐火被覆梁が全体として環状に形成された複数の耐火被覆柱と、
溶接組立Ｈ形鋼を有するとともに、前記耐火被覆梁よりも前記耐火被覆が削減され、前記複数の耐火被覆梁及び複数の耐火被覆柱により囲まれた領域内に配置されて、端部が前記複数の耐火被覆梁に接合されて前記床部を下方から支持する減耐火被覆梁と、
を備え、
前記床部の平面内で互いに交差する方向を第１交差方向、第２交差方向と規定したときに、
前記引張力伝達部材は、前記床部の前記第１交差方向の端部間の引張力、及び、前記床部の前記第２交差方向の端部間の引張力をそれぞれ伝達する、耐火構造物。
耐火被覆が施され、前記床部の周囲を下方から支持する複数の耐火被覆梁と、
耐火被覆が施され、前記複数の耐火被覆梁の端部に接合されて、自身の一部及び前記複数の耐火被覆梁が全体として環状に形成された複数の耐火被覆柱と、
溶接組立Ｈ形鋼を有するとともに、前記耐火被覆梁よりも前記耐火被覆が削減され、前記複数の耐火被覆梁及び複数の耐火被覆柱により囲まれた領域内に配置されて、端部が前記複数の耐火被覆梁に接合されて前記床部を下方から支持する減耐火被覆梁と、
を備え、
前記床部の平面内で互いに交差する方向を第１交差方向、第２交差方向と規定したときに、
前記引張力伝達部材は、前記床部の前記第１交差方向の端部間の引張力、及び、前記床部の前記第２交差方向の端部間の引張力をそれぞれ伝達する、耐火構造物。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、耐火構造物の設計方法、耐火構造物の施工方法、及び耐火構造物に関する。
【背景技術】
【0002】
従来、耐火構造物では、スラブ（床部）が、大梁と、鉄骨小梁（減耐火被覆梁）とによって支持されている（例えば、特許文献１参照）。大梁は、鉄筋コンクリート製であって、柱間に架け渡されている。鉄骨小梁は、全体が耐火被覆処理されていないＨ形鋼梁からなる。鉄骨小梁は、上フランジに溶接された複数のスタッドによって、スラブと一体化されている。
【0003】
火災時には、熱によって鉄骨小梁の耐荷重が低下したり、鉄骨小梁が溶解する場合がある。しかし、スラブは、鉄骨小梁が無くても長期荷重に耐え得る厚さに設計されている。このため、スラブ自体の耐力によりスラブの脱落が抑制される。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0004】
【特許文献1】特開２０１７－１９０５８６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0005】
しかしながら、従来の耐火構造物の設計方法では、耐火性能に改善の余地がある。
【0006】
本発明は、このような問題点に鑑みてなされたものであって、耐火性能を改善した耐火構造物の設計方法、耐火構造物の施工方法、及び耐火構造物を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【0007】
前記課題を解決するために、この発明は以下の手段を提案している。
（１）本発明の第１の態様は、コンクリート中に引張力伝達部材が設けられた床部と、耐火被覆が施され、前記床部の周囲を下方から支持する複数の耐火被覆梁と、耐火被覆が施され、前記複数の耐火被覆梁の端部に接合されて、自身の一部及び前記複数の耐火被覆梁が全体として環状に形成された複数の耐火被覆柱と、溶接組立Ｈ形鋼を有するとともに、前記耐火被覆梁よりも前記耐火被覆が削減され、前記複数の耐火被覆梁及び複数の耐火被覆柱により囲まれた領域内に配置されて、端部が前記複数の耐火被覆梁に接合されて前記床部を下方から支持する減耐火被覆梁と、を備え、前記床部の平面内で互いに交差する方向を第１交差方向、第２交差方向と規定したときに、前記引張力伝達部材は、前記床部の前記第１交差方向の端部間の引張力、及び、前記床部の前記第２交差方向の端部間の引張力をそれぞれ伝達する耐火構造物を設計する耐火構造物の設計方法であって、構造計算を行うことにより、前記床部、前記床部を下方から支持する複数の梁、及び前記複数の梁に接合された複数の柱の配置を設定する構造設定工程と、前記床部の周囲を、前記複数の梁の一部に耐火被覆を施した前記複数の耐火被覆梁により下方から支持させるように設定する第１耐火仕様設定工程と、前記複数の柱に耐火被覆を施して前記複数の耐火被覆柱に設定する第２耐火仕様設定工程と、前記複数の梁の残部である前記減耐火被覆梁、又は前記複数の梁の残部に耐火被覆を施した前記減耐火被覆梁を、前記領域内に配置するとともに、前記減耐火被覆梁の端部を前記耐火被覆梁に接合して前記床部を下方から支持するように設定する第３耐火仕様設定工程と、を行う。
（１）本発明の第１の態様は、コンクリート中に引張力伝達部材が設けられた床部と、耐火被覆が施され、前記床部の周囲を下方から支持する複数の耐火被覆梁と、耐火被覆が施され、前記複数の耐火被覆梁の端部に接合されて、自身の一部及び前記複数の耐火被覆梁が全体として環状に形成された複数の耐火被覆柱と、溶接組立Ｈ形鋼を有するとともに、前記耐火被覆梁よりも前記耐火被覆が削減され、前記複数の耐火被覆梁及び複数の耐火被覆柱により囲まれた領域内に配置されて、端部が前記複数の耐火被覆梁に接合されて前記床部を下方から支持する減耐火被覆梁と、を備え、前記床部の平面内で互いに交差する方向を第１交差方向、第２交差方向と規定したときに、前記引張力伝達部材は、前記床部の前記第１交差方向の端部間の引張力、及び、前記床部の前記第２交差方向の端部間の引張力をそれぞれ伝達する耐火構造物を設計する耐火構造物の設計方法であって、構造計算を行うことにより、前記床部、前記床部を下方から支持する複数の梁、及び前記複数の梁に接合された複数の柱の配置を設定する構造設定工程と、前記床部の周囲を、前記複数の梁の一部に耐火被覆を施した前記複数の耐火被覆梁により下方から支持させるように設定する第１耐火仕様設定工程と、前記複数の柱に耐火被覆を施して前記複数の耐火被覆柱に設定する第２耐火仕様設定工程と、前記複数の梁の残部である前記減耐火被覆梁、又は前記複数の梁の残部に耐火被覆を施した前記減耐火被覆梁を、前記領域内に配置するとともに、前記減耐火被覆梁の端部を前記耐火被覆梁に接合して前記床部を下方から支持するように設定する第３耐火仕様設定工程と、を行う。
【0008】
ここで言うコンクリート中に引張力伝達部材が設けられるとは、引張力伝達部材の一部がコンクリートから露出した状態も含む意味である。
【0009】
（２）前記（１）に記載の耐火構造物の設計方法では、前記減耐火被覆梁が有する前記溶接組立Ｈ形鋼の、常温における降伏強度は、２３５（Ｎ／ｍｍ２）以上であってもよい。
ここで言う常温とは、５℃以上３５℃以下のことを意味する。
（３）前記（１）又は（２）に記載の耐火構造物の設計方法では、前記溶接組立Ｈ形鋼の長手方向に直交する断面積（ｍｍ２）と、前記溶接組立Ｈ形鋼の常温における降伏強度（Ｎ／ｍｍ２）との積が、１０００ｋＮ以上６０００ｋＮ以下であってもよい。
ここで言う常温とは、５℃以上３５℃以下のことを意味する。
（３）前記（１）又は（２）に記載の耐火構造物の設計方法では、前記溶接組立Ｈ形鋼の長手方向に直交する断面積（ｍｍ２）と、前記溶接組立Ｈ形鋼の常温における降伏強度（Ｎ／ｍｍ２）との積が、１０００ｋＮ以上６０００ｋＮ以下であってもよい。
【0010】
（４）前記（１）から（３）のいずれか１つに記載の耐火構造物の設計方法では、前記床部は、合成スラブ又は鉄筋コンクリートスラブであってもよい。
（５）前記（１）から（４）のいずれか１つに記載の耐火構造物の設計方法では、前記引張力伝達部材は、前記第１交差方向に沿って延び、前記床部の前記第１交差方向の端部間の引張力を伝達する第１鉄筋と、前記第２交差方向に沿って延び、前記床部の前記第２交差方向の端部間の引張力を伝達する第２鉄筋とを有してもよい。
（５）前記（１）から（４）のいずれか１つに記載の耐火構造物の設計方法では、前記引張力伝達部材は、前記第１交差方向に沿って延び、前記床部の前記第１交差方向の端部間の引張力を伝達する第１鉄筋と、前記第２交差方向に沿って延び、前記床部の前記第２交差方向の端部間の引張力を伝達する第２鉄筋とを有してもよい。
【0011】
（６）前記（１）から（５）のいずれか１つに記載の耐火構造物の設計方法では、前記耐火被覆梁は、前記耐火被覆が施されたＨ形鋼、鉄筋コンクリート造、又は鉄骨鉄筋コンクリート造であってもよい。
（７）前記（１）から（６）のいずれか１つに記載の耐火構造物の設計方法では、前記耐火被覆柱は、前記耐火被覆が施されたＨ形鋼、前記耐火被覆が施された角形鋼管、前記耐火被覆が施された円形鋼管、コンクリート充填鋼管造、鉄筋コンクリート造、又は鉄骨鉄筋コンクリート造であってもよい。
（７）前記（１）から（６）のいずれか１つに記載の耐火構造物の設計方法では、前記耐火被覆柱は、前記耐火被覆が施されたＨ形鋼、前記耐火被覆が施された角形鋼管、前記耐火被覆が施された円形鋼管、コンクリート充填鋼管造、鉄筋コンクリート造、又は鉄骨鉄筋コンクリート造であってもよい。
【0012】
（８）前記（１）から（７）のいずれか１つに記載の耐火構造物の設計方法では、前記耐火被覆は、吹付け工法、成形板工法、又は巻付け工法により施されてもよい。
【0013】
（９）本発明の第２の態様は、コンクリート中に引張力伝達部材が設けられた床部と、耐火被覆が施され、前記床部の周囲を下方から支持する複数の耐火被覆梁と、耐火被覆が施され、前記複数の耐火被覆梁の端部に接合されて、自身の一部及び前記複数の耐火被覆梁が全体として環状に形成された複数の耐火被覆柱と、溶接組立Ｈ形鋼を有するとともに、前記耐火被覆梁よりも前記耐火被覆が削減され、前記複数の耐火被覆梁及び複数の耐火被覆柱により囲まれた領域内に配置されて、端部が前記複数の耐火被覆梁に接合されて前記床部を下方から支持する減耐火被覆梁と、を備え、前記床部の平面内で互いに交差する方向を第１交差方向、第２交差方向と規定したときに、前記引張力伝達部材は、前記床部の前記第１交差方向の端部間の引張力、及び、前記床部の前記第２交差方向の端部間の引張力をそれぞれ伝達する耐火構造物を施工する耐火構造物の施工方法であって、前記床部、前記床部を下方から支持する複数の梁、及び前記複数の梁に接合された複数の柱を施工する柱梁施工工程と、前記床部の周囲を、前記複数の梁の一部に耐火被覆を施した前記複数の耐火被覆梁により下方から支持させる第１被覆工程と、前記複数の柱に耐火被覆を施して前記複数の耐火被覆柱にする第２被覆工程と、前記複数の梁の残部である前記減耐火被覆梁、又は前記複数の梁の残部に耐火被覆を施した前記減耐火被覆梁を、前記領域内に配置するとともに、前記減耐火被覆梁の端部を前記耐火被覆梁に接合して前記床部を下方から支持させる第３被覆工程と、を行う。
【0014】
（１０）本発明の第３の態様は、コンクリート中に引張力伝達部材が設けられた床部と、耐火被覆が施され、前記床部の周囲を下方から支持する複数の耐火被覆梁と、耐火被覆が施され、前記複数の耐火被覆梁の端部に接合されて、自身の一部及び前記複数の耐火被覆梁が全体として環状に形成された複数の耐火被覆柱と、溶接組立Ｈ形鋼を有するとともに、前記耐火被覆梁よりも前記耐火被覆が削減され、前記複数の耐火被覆梁及び複数の耐火被覆柱により囲まれた領域内に配置されて、端部が前記複数の耐火被覆梁に接合されて前記床部を下方から支持する減耐火被覆梁と、を備え、前記床部の平面内で互いに交差する方向を第１交差方向、第２交差方向と規定したときに、前記引張力伝達部材は、前記床部の前記第１交差方向の端部間の引張力、及び、前記床部の前記第２交差方向の端部間の引張力をそれぞれ伝達する、耐火構造物である。
【発明の効果】
【0015】
本発明の耐火構造物の設計方法、耐火構造物の施工方法、及び耐火構造物では、耐火性能を改善することができる。
【図面の簡単な説明】
【0016】
【図1】本発明の一実施形態の耐火構造物を模式的に示す斜視図である。
【図3】同耐火構造物における鉄筋の斜視図である。
【図4】鋼材における、温度に対する降伏強度の変化の一例を示す図である。
【図5】本発明の一実施形態における耐火構造物の設計方法を示すフローチャートである。
【図6】同耐火構造物の設計方法における基礎構造物の斜視図である。
【図7】本発明の一実施形態における耐火構造物の施工方法を示すフローチャートである。
【図8】同耐火構造物に通常時に作用する外力を説明する、同耐火構造物の分解斜視図である。
【図9】同耐火構造物に火災時に作用する外力を説明する、同耐火構造物の分解斜視図である。
【図10】実施例の耐火構造物の解析モデルの概要を示す斜視図である。
【図11】比較例の耐火構造物の解析モデルの概要を示す斜視図である。
【図12】実施例の耐火構造物のシミュレーション結果の一例を示す斜視図である。
【図13】比較例の耐火構造物のシミュレーション結果の一例を示す斜視図である。
【図14】燃焼時間に対するたわみの変化を求めたシミュレーション結果の一例を示す図である。
【図15】燃焼時間に対するたわみの変化を求めたシミュレーション結果の他の例を示す図である。
【図16】（Ａ×σｙ）の変化に対するたわみの変化を表す図である。
【発明を実施するための形態】
【0017】
以下、本発明に係る耐火構造物、耐火構造物の設計方法、及び耐火構造物の施工方法の一実施形態を、図１から図１６を参照しながら説明する。
図１及び図２に示すように、本実施形態の耐火構造物１は、床部１０と、複数の耐火被覆梁２５と、複数の耐火被覆柱３５と、減耐火被覆梁４０と、を備えている。なお、図１では、床部１０を透過して示している。以下の図では、耐火被覆が削減されることなく施された柱及び梁に、ハッチングを付して示している。
床部１０は、平板状である。床部１０は、床部１０の厚さ方向Ｚに見たときに複数の隅部１０ａを有する長方形状を呈する。なお、床部１０は、厚さ方向Ｚに見たときに、三角形状、台形状等の多角形状を呈してもよい。
図１及び図２に示すように、本実施形態の耐火構造物１は、床部１０と、複数の耐火被覆梁２５と、複数の耐火被覆柱３５と、減耐火被覆梁４０と、を備えている。なお、図１では、床部１０を透過して示している。以下の図では、耐火被覆が削減されることなく施された柱及び梁に、ハッチングを付して示している。
床部１０は、平板状である。床部１０は、床部１０の厚さ方向Ｚに見たときに複数の隅部１０ａを有する長方形状を呈する。なお、床部１０は、厚さ方向Ｚに見たときに、三角形状、台形状等の多角形状を呈してもよい。
【0018】
本実施形態では、床部１０は、厚さ方向Ｚが上下方向に沿うように配置されている。なお、床部１０は、厚さ方向Ｚが上下方向に交差するように配置されてもよい。
ここで、床部１０の上面（平面）内で互いに直交（交差）する方向を第１交差方向Ｘ、第２交差方向Ｙと規定する。第１交差方向Ｘは、厚さ方向Ｚに見たときの床部１０の長手方向である。第２交差方向Ｙは、厚さ方向Ｚに見たときの床部１０の短手方向である。
なお、第１交差方向Ｘ及び第２交差方向Ｙは、床部１０の上面内で互いに交差する方向であれば、特に限定されない。
ここで、床部１０の上面（平面）内で互いに直交（交差）する方向を第１交差方向Ｘ、第２交差方向Ｙと規定する。第１交差方向Ｘは、厚さ方向Ｚに見たときの床部１０の長手方向である。第２交差方向Ｙは、厚さ方向Ｚに見たときの床部１０の短手方向である。
なお、第１交差方向Ｘ及び第２交差方向Ｙは、床部１０の上面内で互いに交差する方向であれば、特に限定されない。
【0019】
図２に示すように、床部１０は、いわゆる鉄筋コンクリートスラブである。床部１０は、デッキプレート１１と、コンクリート１２と、鉄筋（引張力伝達部材）１３と、を備えている。
例えば、デッキプレート１１は、鋼板を曲げ加工して形成されている。ただし、この例では、デッキプレート１１はコンクリート１２の捨型枠として扱われ、コンクリート１２との合成効果を発揮しないとして設計されている。
コンクリート１２は、厚さ方向Ｚに見たときに床部１０と同一形状を呈する。コンクリート１２は、デッキプレート１１上に配置されている。デッキプレート１１及び鉄筋１３は、コンクリート１２中に設けられている。ここで言うコンクリート１２中にデッキプレート１１、鉄筋１３が設けられるとは、デッキプレート１１、鉄筋１３の一部がコンクリート１２から露出した状態も含む意味である。
例えば、デッキプレート１１は、鋼板を曲げ加工して形成されている。ただし、この例では、デッキプレート１１はコンクリート１２の捨型枠として扱われ、コンクリート１２との合成効果を発揮しないとして設計されている。
コンクリート１２は、厚さ方向Ｚに見たときに床部１０と同一形状を呈する。コンクリート１２は、デッキプレート１１上に配置されている。デッキプレート１１及び鉄筋１３は、コンクリート１２中に設けられている。ここで言うコンクリート１２中にデッキプレート１１、鉄筋１３が設けられるとは、デッキプレート１１、鉄筋１３の一部がコンクリート１２から露出した状態も含む意味である。
【0020】
鉄筋１３の構成は、第１交差方向Ｘに沿って延びる第１鉄筋と、第２交差方向Ｙに沿って延びる第２鉄筋と、有していれば、特に限定されない。図２及び図３に示すように、本実施形態では、鉄筋１３は、複数の第１鉄筋１５，１６と、複数の第２鉄筋１７と、を有している。
なお、図２では、後述する第１連結部材１９を示していない。
なお、図２では、後述する第１連結部材１９を示していない。
【0021】
各第１鉄筋１５，１６は、それぞれ第１交差方向Ｘに沿って延びている。第１鉄筋１５は、第１鉄筋１６の上方に配置されている。第１鉄筋１５，１６は、厚さ方向Ｚに互いに間隔を空けて並べて配置されている。第１鉄筋１５，１６は、コンクリート１２における第１交差方向Ｘの各端部まで延びている。第１鉄筋１５，１６は、コンクリート１２（床部１０）の第１交差方向Ｘの端部間の引張力を伝達する。図３に示すように、第１鉄筋１５，１６は、第１連結部材１９により互いに接合されている。第１連結部材１９は、第１交差方向Ｘに沿って延びるとともに、厚さ方向Ｚに交互に折れるジグザグ状である。
各第２鉄筋１７は、第２交差方向Ｙに沿って延びている。第２鉄筋１７は、コンクリート１２における第２交差方向Ｙの各端部まで延びている。第２鉄筋１７は、コンクリート１２の第２交差方向Ｙの端部間の引張力を伝達する。複数の第２鉄筋１７は、複数の第１鉄筋１５に溶接や番線等により接合されている。
複数の第１鉄筋１５は、複数の第２連結部材２０により互いに接合されている。各第２連結部材２０は、第２交差方向Ｙに沿って延びるとともに、厚さ方向Ｚに交互に折れるジグザグ状である。第２連結部材２０における山部の上端部には、第１鉄筋１５が接合されている。
各第２鉄筋１７は、第２交差方向Ｙに沿って延びている。第２鉄筋１７は、コンクリート１２における第２交差方向Ｙの各端部まで延びている。第２鉄筋１７は、コンクリート１２の第２交差方向Ｙの端部間の引張力を伝達する。複数の第２鉄筋１７は、複数の第１鉄筋１５に溶接や番線等により接合されている。
複数の第１鉄筋１５は、複数の第２連結部材２０により互いに接合されている。各第２連結部材２０は、第２交差方向Ｙに沿って延びるとともに、厚さ方向Ｚに交互に折れるジグザグ状である。第２連結部材２０における山部の上端部には、第１鉄筋１５が接合されている。
【0022】
本実施形態では、鉄筋１３は、コンクリート１２内に埋設されている。
なお、鉄筋１３が有する複数の第１鉄筋１５，１６と及び複数の第２鉄筋１７の数に制限はなく、それぞれ１つでもよい。
床部１０は、鉄筋１３、デッキプレート１１及びコンクリート１２を有する合成スラブであってもよい。
なお、鉄筋１３が有する複数の第１鉄筋１５，１６と及び複数の第２鉄筋１７の数に制限はなく、それぞれ１つでもよい。
床部１０は、鉄筋１３、デッキプレート１１及びコンクリート１２を有する合成スラブであってもよい。
【0023】
図１に示すように、複数の耐火被覆梁２５は、一対の第１耐火被覆梁２６と、一対の第２耐火被覆梁２７と、を有している。
例えば、耐火被覆梁２６，２７は、耐火被覆が施されたＨ形鋼である。耐火被覆には、ロックウール、グラスウール等の断熱材が用いられる。この場合、耐火被覆は、吹付け工法により、このＨ形鋼に施される。
例えば、耐火被覆梁２６，２７は、耐火被覆が施されたＨ形鋼である。耐火被覆には、ロックウール、グラスウール等の断熱材が用いられる。この場合、耐火被覆は、吹付け工法により、このＨ形鋼に施される。
【0024】
例えば、耐火被覆梁２６，２７におけるロックウール等の耐火被覆の厚さは、「吹付けロックウール被覆耐火構造 施工品質管理指針（ロックウール工業会 吹付け部会）」に準拠して設定される。耐火被覆梁２６，２７に１時間耐火が要求される場合には、耐火被覆の厚さを２５ｍｍとする。同様に、耐火被覆梁２６，２７に２時間耐火が要求される場合には、耐火被覆の厚さを４５ｍｍとする。耐火被覆梁２６，２７に３時間耐火が要求される場合には、耐火被覆の厚さを６０ｍｍとする。
本明細書において、耐火被覆が施された梁、柱は、例えばこの仕様の耐火被覆が施された梁、柱のことを意味する。
本明細書において、耐火被覆が施された梁、柱は、例えばこの仕様の耐火被覆が施された梁、柱のことを意味する。
【0025】
なお、耐火被覆は、巻付け工法、成形板工法によりＨ形鋼に施されてもよい。耐火被覆梁２６，２７は、鉄筋コンクリート（RC：Reinforced Concrete）造、又は鉄骨鉄筋コンクリート（SRC：Steel Reinforced Concrete）造であってもよい。
一対の第１耐火被覆梁２６は、第１交差方向Ｘに沿って延びている。一対の第１耐火被覆梁２６は、第２交差方向Ｙに互いに間隔を空けて配置されている。
一対の第２耐火被覆梁２７は、第２交差方向Ｙに沿って延びている。第１耐火被覆梁２６と第２耐火被覆梁２７との間には、耐火被覆柱３５が配置される隙間が形成されている。
一対の第１耐火被覆梁２６は、第１交差方向Ｘに沿って延びている。一対の第１耐火被覆梁２６は、第２交差方向Ｙに互いに間隔を空けて配置されている。
一対の第２耐火被覆梁２７は、第２交差方向Ｙに沿って延びている。第１耐火被覆梁２６と第２耐火被覆梁２７との間には、耐火被覆柱３５が配置される隙間が形成されている。
【0026】
図２に示すように、第１耐火被覆梁２６の上面には、スタッド等のせん断力伝達部材２８が固定されている。せん断力伝達部材２８は、デッキプレート１１を貫通し、コンクリート１２内に埋め込まれている。第１耐火被覆梁２６は、床部１０の第２交差方向Ｙの端部を、床部１０の下方から支持している。第１耐火被覆梁２６は、床部１０に固定（剛接合）されている。
図示はしないが、第２耐火被覆梁２７の上面にも、せん断力伝達部材２８が固定されている。第２耐火被覆梁２７は、床部１０の第１交差方向Ｘの端部を、床部１０の下方から支持している。第１耐火被覆梁２６は、床部１０に固定されている。
このように、耐火被覆梁２５は、床部１０の周囲を、床部１０の下方から支持している。
図示はしないが、第２耐火被覆梁２７の上面にも、せん断力伝達部材２８が固定されている。第２耐火被覆梁２７は、床部１０の第１交差方向Ｘの端部を、床部１０の下方から支持している。第１耐火被覆梁２６は、床部１０に固定されている。
このように、耐火被覆梁２５は、床部１０の周囲を、床部１０の下方から支持している。
【0027】
例えば、耐火被覆柱３５は、耐火被覆が施されたＨ形鋼である。
図１に示すように、複数の耐火被覆柱３５は厚さ方向Ｚに沿って延びている。本実施形態では、複数の耐火被覆柱３５は、床部１０の複数の隅部１０ａの下方にそれぞれ配置されている。複数の耐火被覆柱３５の上端部（一部）には、複数の耐火被覆梁２５の端部が、剛接合により接合されている。複数の耐火被覆柱３５の上端部、及び複数の耐火被覆梁２５が、全体として角環状に形成されている。すなわち、複数の耐火被覆梁２５及び複数の耐火被覆柱３５の上端部により、領域Ｒ１が囲まれる。
なお、耐火被覆柱は、耐火被覆が施された角形鋼管、耐火被覆が施された円形鋼管であるとしてもよい。また、耐火被覆柱は、コンクリート充填鋼管（Concrete Filled steel Tube）造、鉄筋コンクリート造、又は鉄骨鉄筋コンクリート造であるとしてもよい。
本実施形態では、耐火構造物１は、複数の減耐火被覆梁４０を備えている。
図１に示すように、複数の耐火被覆柱３５は厚さ方向Ｚに沿って延びている。本実施形態では、複数の耐火被覆柱３５は、床部１０の複数の隅部１０ａの下方にそれぞれ配置されている。複数の耐火被覆柱３５の上端部（一部）には、複数の耐火被覆梁２５の端部が、剛接合により接合されている。複数の耐火被覆柱３５の上端部、及び複数の耐火被覆梁２５が、全体として角環状に形成されている。すなわち、複数の耐火被覆梁２５及び複数の耐火被覆柱３５の上端部により、領域Ｒ１が囲まれる。
なお、耐火被覆柱は、耐火被覆が施された角形鋼管、耐火被覆が施された円形鋼管であるとしてもよい。また、耐火被覆柱は、コンクリート充填鋼管（Concrete Filled steel Tube）造、鉄筋コンクリート造、又は鉄骨鉄筋コンクリート造であるとしてもよい。
本実施形態では、耐火構造物１は、複数の減耐火被覆梁４０を備えている。
【0028】
図２に示すように、本実施形態では、減耐火被覆梁４０は、耐火被覆４１が施された溶接組立Ｈ形鋼４２である。ただし、減耐火被覆梁４０では耐火被覆梁２５よりも耐火被覆が削減されている。複数の減耐火被覆梁４０は、前記領域Ｒ１内に配置されて、両端部が複数の耐火被覆梁２５にそれぞれピン接合により接合されている。例えば、ピン接合は、耐火被覆梁２５に溶接されたガセットプレートと、減耐火被覆梁４０とを高力ボルト等により締結することにより行われる。な お、複数の減耐火被覆梁４０の両端部は、耐火被覆梁２５に剛接合、半剛接合により接合されてもよい。ピン接合、半剛接合、及び剛接合の定義は、特に、欧州設計基準（Eurocode3 Part1-8）に準拠するものとする。
【0029】
溶接組立Ｈ形鋼４２は、ウェブ４４と、ウェブ４４を挟むように配置された一対のフランジ４５と、を有する。ウェブ４４の厚さは4.5ｍｍ以上7.5ｍｍ以下が好ましく、フランジ４５の厚さは5.5ｍｍ以上9ｍｍ以下が好ましい。溶接組立Ｈ形鋼４２のせいは500ｍｍ以上700ｍｍ以下が好ましく、溶接組立Ｈ形鋼４２の幅は115ｍｍ以上200ｍｍ以下が好ましい。
溶接組立Ｈ形鋼４２は、ウェブ４４及び一対のフランジ４５を互いに溶接接合することにより製造される。
溶接組立Ｈ形鋼４２は、ウェブ４４及び一対のフランジ４５を互いに溶接接合することにより製造される。
【0030】
図１に示すように、複数の減耐火被覆梁４０は、それぞれ第２交差方向Ｙに延びるとともに、第１交差方向Ｘに互いに間隔を空けて配置されている。
図示はしないが、複数の減耐火被覆梁４０の上面にも、せん断力伝達部材２８が固定されている。複数の減耐火被覆梁４０は、床部１０を、床部１０の下方から支持している。複数の減耐火被覆梁４０は、床部１０に固定（剛接合）されている。こうして、複数の減耐火被覆梁４０は、床部１０を下方から支持している。
図示はしないが、複数の減耐火被覆梁４０の上面にも、せん断力伝達部材２８が固定されている。複数の減耐火被覆梁４０は、床部１０を、床部１０の下方から支持している。複数の減耐火被覆梁４０は、床部１０に固定（剛接合）されている。こうして、複数の減耐火被覆梁４０は、床部１０を下方から支持している。
【0031】
減耐火被覆梁４０が有する溶接組立Ｈ形鋼の、常温における降伏強度σｙは、２３５Ｎ／ｍｍ２以上である。
図４に、鋼材における、温度に対する降伏強度の変化の一例を示す。図４において、横軸は温度（℃）を表し、縦軸は降伏強度（Ｎ／ｍｍ２。ニュートン・パー・平方ミリメートル）を表す。図４中に、引張強さ４００Ｎ／ｍｍ２級鋼における変化を、線Ｌ１で表す。引張強さ５９０Ｎ／ｍｍ２級鋼における変化を、線Ｌ２で表す。引張強さの値によらず、常温から所定の温度までは、降伏強度は略一定であるが、前記所定の温度を超えると、温度が高くなるのに従い漸次、降伏強度は小さくなる。
常温から前記所定の温度までの範囲において、引張強さ５９０Ｎ／ｍｍ２級鋼は、引張強さ４００Ｎ／ｍｍ２級鋼よりも降伏強度が大きい。前記所定の温度を超えても、引張強さ５９０Ｎ／ｍｍ２級鋼は、引張強さ４００Ｎ／ｍｍ２級鋼よりも降伏強度が大きいと考えられる。
図４に、鋼材における、温度に対する降伏強度の変化の一例を示す。図４において、横軸は温度（℃）を表し、縦軸は降伏強度（Ｎ／ｍｍ２。ニュートン・パー・平方ミリメートル）を表す。図４中に、引張強さ４００Ｎ／ｍｍ２級鋼における変化を、線Ｌ１で表す。引張強さ５９０Ｎ／ｍｍ２級鋼における変化を、線Ｌ２で表す。引張強さの値によらず、常温から所定の温度までは、降伏強度は略一定であるが、前記所定の温度を超えると、温度が高くなるのに従い漸次、降伏強度は小さくなる。
常温から前記所定の温度までの範囲において、引張強さ５９０Ｎ／ｍｍ２級鋼は、引張強さ４００Ｎ／ｍｍ２級鋼よりも降伏強度が大きい。前記所定の温度を超えても、引張強さ５９０Ｎ／ｍｍ２級鋼は、引張強さ４００Ｎ／ｍｍ２級鋼よりも降伏強度が大きいと考えられる。
【0032】
前記降伏強度σｙは、２９５Ｎ／ｍｍ２以上であることが好ましい。降伏強度σｙがこの条件を満たす場合、小梁用の溶接組立Ｈ形鋼で想定している設計基準強度を満たすことができる。
この降伏強度σｙは、３２５Ｎ／ｍｍ２以上であることがより好ましい。降伏強度σｙがこの条件を満たす場合、引張強度５０Ｋ相当であって、ＪＩＳ Ｇ ３１３６ 建築構造用圧延鋼材 で規定されたＳＮ４９０相当の鋼材とすることができる。
この降伏強度σｙは、３８５Ｎ／ｍｍ２以上であることがより好ましい。降伏強度σｙがこの条件を満たす場合、５５０ＭＰａ級の高張力鋼板とすることができる。
この降伏強度σｙは、３２５Ｎ／ｍｍ２以上であることがより好ましい。降伏強度σｙがこの条件を満たす場合、引張強度５０Ｋ相当であって、ＪＩＳ Ｇ ３１３６ 建築構造用圧延鋼材 で規定されたＳＮ４９０相当の鋼材とすることができる。
この降伏強度σｙは、３８５Ｎ／ｍｍ２以上であることがより好ましい。降伏強度σｙがこの条件を満たす場合、５５０ＭＰａ級の高張力鋼板とすることができる。
【0033】
耐火被覆梁２５における耐火被覆の厚さを、「吹付けロックウール被覆耐火構造 施工品質管理指針」に準拠して設定する場合に、減耐火被覆梁４０における耐火被覆の厚さを、それぞれの耐火性能に応じた耐火被覆梁２５における耐火被覆の厚さの１／１０～１／２程度とする。
なお、耐火構造物１が備える減耐火被覆梁４０の数は、１本でもよい。
なお、耐火構造物１が備える減耐火被覆梁４０の数は、１本でもよい。
【0034】
次に、以上のように構成された耐火構造物１を設計する本実施形態の耐火構造物の設計方法（以下では、単に設計方法と言う）ついて説明する。図５は、本発明の一実施形態における設計方法Ｓ１０を示すフローチャートである。
まず、構造設定工程（図５に示すステップＳ１１）において、公知の構造計算を行うことにより、図６に示すように、耐火被覆を施す前の耐火構造物１である基礎構造物１Ａにおける、床部１０、複数の梁５０、及び複数の柱５１の配置を設定する。複数の梁５０は、床部１０を下方から支持する。複数の柱５１は、複数の梁５０に接合されている。複数の柱５１の上端部、及び複数の梁５０が、全体として角環状に形成されている。
構造設定工程Ｓ１１が終了すると、ステップＳ１３に移行する。
まず、構造設定工程（図５に示すステップＳ１１）において、公知の構造計算を行うことにより、図６に示すように、耐火被覆を施す前の耐火構造物１である基礎構造物１Ａにおける、床部１０、複数の梁５０、及び複数の柱５１の配置を設定する。複数の梁５０は、床部１０を下方から支持する。複数の柱５１は、複数の梁５０に接合されている。複数の柱５１の上端部、及び複数の梁５０が、全体として角環状に形成されている。
構造設定工程Ｓ１１が終了すると、ステップＳ１３に移行する。
【0035】
次に、第１耐火仕様設定工程（ステップＳ１３）において、床部１０の周囲を、複数の梁５０の一部である梁５０Ａに耐火被覆を施した複数の耐火被覆梁２５により、下方から支持させるように設定する（図１参照）。
第１耐火仕様設定工程Ｓ１３が終了すると、ステップＳ１５に移行する。
次に、第２耐火仕様設定工程（ステップＳ１５）において、複数の柱５１に耐火被覆を施して複数の耐火被覆柱３５に設定する（図１参照）。
第２耐火仕様設定工程Ｓ１５が終了すると、ステップＳ１７に移行する。
第１耐火仕様設定工程Ｓ１３が終了すると、ステップＳ１５に移行する。
次に、第２耐火仕様設定工程（ステップＳ１５）において、複数の柱５１に耐火被覆を施して複数の耐火被覆柱３５に設定する（図１参照）。
第２耐火仕様設定工程Ｓ１５が終了すると、ステップＳ１７に移行する。
【0036】
次に、第３耐火仕様設定工程（ステップＳ１７）において、複数の梁５０の残部である梁５０Ｂに耐火被覆を施した複数の減耐火被覆梁４０を、領域Ｒ１内に配置する（図１参照）。さらに、減耐火被覆梁４０の端部を耐火被覆梁２５に接合して、複数の減耐火被覆梁４０が床部１０を下方から支持するように設定する。
第３耐火仕様設定工程Ｓ１７が終了すると、設計方法Ｓ１０の全工程が終了し、耐火構造物１が設計される。
なお、耐火構造物１の減耐火被覆梁４０には、耐火被覆が施されなくてもよい。この場合、第３耐火仕様設定工程Ｓ１７において、複数の梁５０の残部である複数の梁５０Ｂを、領域Ｒ１内に配置する。
第３耐火仕様設定工程Ｓ１７が終了すると、設計方法Ｓ１０の全工程が終了し、耐火構造物１が設計される。
なお、耐火構造物１の減耐火被覆梁４０には、耐火被覆が施されなくてもよい。この場合、第３耐火仕様設定工程Ｓ１７において、複数の梁５０の残部である複数の梁５０Ｂを、領域Ｒ１内に配置する。
【0037】
次に、耐火構造物１を施工する本実施形態の耐火構造物の施工方法（以下では、単に施工方法と言う）ついて説明する。図７は、本発明の一実施形態における施工方法Ｓ２０を示すフローチャートである。
まず、柱梁施工工程（図７に示すステップＳ２１）において、床部１０、複数の梁５０、及び複数の柱５１を備える基礎構造物１Ａを施工する。複数の梁５０は、床部１０を下方から支持する。複数の柱５１は、複数の梁５０に接合されている。
柱梁施工工程Ｓ２１が終了すると、ステップＳ２３に移行する。
まず、柱梁施工工程（図７に示すステップＳ２１）において、床部１０、複数の梁５０、及び複数の柱５１を備える基礎構造物１Ａを施工する。複数の梁５０は、床部１０を下方から支持する。複数の柱５１は、複数の梁５０に接合されている。
柱梁施工工程Ｓ２１が終了すると、ステップＳ２３に移行する。
【0038】
次に、第１被覆工程（ステップＳ２３）において、床部１０の周囲を、複数の梁５０の一部である梁５０Ａに耐火被覆を施した複数の耐火被覆梁２５により、下方から支持させる。
第１被覆工程Ｓ２３が終了すると、ステップＳ２５に移行する。
次に、第２被覆工程（ステップＳ２５）において、複数の柱５１に耐火被覆を施して複数の耐火被覆柱３５にする。
第２被覆工程Ｓ２５が終了すると、ステップＳ２７に移行する。
第１被覆工程Ｓ２３が終了すると、ステップＳ２５に移行する。
次に、第２被覆工程（ステップＳ２５）において、複数の柱５１に耐火被覆を施して複数の耐火被覆柱３５にする。
第２被覆工程Ｓ２５が終了すると、ステップＳ２７に移行する。
【0039】
次に、第３被覆工程（ステップＳ２７）において、複数の梁５０の残部である梁５０Ｂに耐火被覆を施した複数の減耐火被覆梁４０を、領域Ｒ１内に配置する。さらに、減耐火被覆梁４０の端部を耐火被覆梁２５に接合して、床部１０を下方から支持させる。
第３被覆工程Ｓ２７が終了すると、施工方法Ｓ２０の全工程が終了し、耐火構造物１が施工される。
なお、耐火構造物１の減耐火被覆梁４０には、耐火被覆が施されなくてもよい。この場合、第３被覆工程Ｓ２７において、複数の梁５０の残部である複数の梁５０Ｂを、領域Ｒ１内に配置する。
第３被覆工程Ｓ２７が終了すると、施工方法Ｓ２０の全工程が終了し、耐火構造物１が施工される。
なお、耐火構造物１の減耐火被覆梁４０には、耐火被覆が施されなくてもよい。この場合、第３被覆工程Ｓ２７において、複数の梁５０の残部である複数の梁５０Ｂを、領域Ｒ１内に配置する。
【0040】
ここで、メンブレン効果により火災の前後で床部１０等がたわむ様子を模式的に説明する。
図８に、火災が発生していない通常時における耐火構造物１の分解斜視図を示す。なお図８及び後述する図９では、耐火構造物１を簡略化して示している。
図８に示す通常時には、床部１０、減耐火被覆梁４０等に作用する重力、静荷重等により、床部１０、減耐火被覆梁４０等に下向きの外力Ｆ１が作用する。
一方で火災時において、図９に示すように、床部１０の平面視における中央部が下方に向かって凸となるようにたわむ。しかし、いわゆるメンブレン効果により、床部１０の周囲が、全体として環状に形成された複数の耐火被覆梁２５及び複数の耐火被覆柱３５の上端部により支持される。床部１０がたわむことにより伸びた第１鉄筋１５，１６が、第１交差方向Ｘの引張力Ｆ２を伝達する。床部１０がたわむことにより伸びた第２鉄筋１７が、第２交差方向Ｙの引張力Ｆ３を伝達する。すなわち、床部１０は、床部１０に作用する重力等に引張力Ｆ２，Ｆ３により抵抗する。
従って、床部１０の中央部が、複数の耐火被覆梁２５、複数の耐火被覆柱３５の上端部、第１鉄筋１５，１６、及び第２鉄筋１７により、第１交差方向Ｘ及び第２交差方向Ｙにそれぞれ支持される。
図８に、火災が発生していない通常時における耐火構造物１の分解斜視図を示す。なお図８及び後述する図９では、耐火構造物１を簡略化して示している。
図８に示す通常時には、床部１０、減耐火被覆梁４０等に作用する重力、静荷重等により、床部１０、減耐火被覆梁４０等に下向きの外力Ｆ１が作用する。
一方で火災時において、図９に示すように、床部１０の平面視における中央部が下方に向かって凸となるようにたわむ。しかし、いわゆるメンブレン効果により、床部１０の周囲が、全体として環状に形成された複数の耐火被覆梁２５及び複数の耐火被覆柱３５の上端部により支持される。床部１０がたわむことにより伸びた第１鉄筋１５，１６が、第１交差方向Ｘの引張力Ｆ２を伝達する。床部１０がたわむことにより伸びた第２鉄筋１７が、第２交差方向Ｙの引張力Ｆ３を伝達する。すなわち、床部１０は、床部１０に作用する重力等に引張力Ｆ２，Ｆ３により抵抗する。
従って、床部１０の中央部が、複数の耐火被覆梁２５、複数の耐火被覆柱３５の上端部、第１鉄筋１５，１６、及び第２鉄筋１７により、第１交差方向Ｘ及び第２交差方向Ｙにそれぞれ支持される。
【0041】
この際、床部１０には、引張領域Ｒ５及び圧縮領域Ｒ６がそれぞれ形成される。なお、図９中に圧縮領域Ｒ６をハッチングを付して示している。引張領域Ｒ５では、床部１０がたわんだ前記上面に沿って引張られる。圧縮領域Ｒ６では、床部１０がたわんだ前記上面に沿って圧縮される。
引張領域Ｒ５は、床部１０の平面視における中央部に形成される。圧縮領域Ｒ６は、引張領域Ｒ５の周辺に形成される。
火災時に耐火構造物１に生じるメンブレン効果は、鉄筋１３により引張力Ｆ２，Ｆ３に抵抗する効果である。
引張領域Ｒ５は、床部１０の平面視における中央部に形成される。圧縮領域Ｒ６は、引張領域Ｒ５の周辺に形成される。
火災時に耐火構造物１に生じるメンブレン効果は、鉄筋１３により引張力Ｆ２，Ｆ３に抵抗する効果である。
【0042】
以上説明したように、本実施形態の設計方法Ｓ１０では、構造設定工程Ｓ１１において、床部１０、複数の梁５０、及び複数の柱５１の配置を設定する。次に、第１耐火仕様設定工程Ｓ１３において、床部１０の周囲を、複数の梁５０の一部に耐火被覆を施した複数の耐火被覆梁２５により下方から支持させるように設定する。次に、第２耐火仕様設定工程Ｓ１５において、複数の柱５１に耐火被覆を施して複数の耐火被覆柱３５に設定する。次に、第３耐火仕様設定工程Ｓ１７において、複数の梁５０の残部に耐火被覆を施した複数の減耐火被覆梁４０を、複数の耐火被覆梁２５及び複数の耐火被覆柱３５により囲まれた領域Ｒ１内に配置するとともに、複数の減耐火被覆梁４０の端部を耐火被覆梁２５に接合して床部１０を下方から支持するように設定する。
以上の工程を行うことにより、耐火構造物１を設計する。
以上の工程を行うことにより、耐火構造物１を設計する。
【0043】
以上のように設計された耐火構造物１では、床部１０の周囲は、火災時でも一定の剛性及び耐力を維持できる、環状に形成された複数の耐火被覆梁２５及び複数の耐火被覆柱３５の上端部により下方から支持される。床部１０中に設けられた鉄筋１３は、床部１０の第１交差方向Ｘの端部間の引張力、及び、床部１０の第２交差方向Ｙの端部間の引張力をそれぞれ伝達する。火災時には、床部１０に作用する重力等により、床部１０の平面視における中央部が下方に向かって凸となるように撓む。しかし、メンブレン効果により、床部１０の周囲が複数の耐火被覆梁２５及び複数の耐火被覆柱３５の上端部により支持される。そして、床部１０が撓むことにより伸びた鉄筋１３が第１交差方向Ｘ及び第２交差方向Ｙにそれぞれ引張力を伝達することにより、床部１０の中央部が支持される。従って、耐火構造物１の耐火性能を従来と同等に維持することができる。
【0044】
さらに、減耐火被覆梁４０が溶接組立Ｈ形鋼４２を有するため、減耐火被覆梁が有するＨ形鋼が圧延Ｈ形鋼である場合に比べて、Ｈ形鋼を構成するウェブ及びフランジの厚さ等をより自由に設定することができる。従って、例えば、従来のＨ形鋼造の小梁における長手方向に直交する断面積と常温における降伏強度との積よりも、溶接組立Ｈ形鋼４２における長手方向に直交する断面積と常温における降伏強度との積を大きくすること等により、耐火構造物１の耐火性能を改善することができる。
【0045】
減耐火被覆梁４０が有する溶接組立Ｈ形鋼４２の降伏強度σｙは、２３５Ｎ／ｍｍ２以上である。このため、減耐火被覆梁４０の強度を、Ｈ形鋼として標準的な強度以上に確保することができる。そして、溶接組立Ｈ形鋼４２のウェブ４４及びフランジ４５を、それぞれ薄くしても、溶接組立Ｈ形鋼４２が一定の強度を保つことができる。
床部１０は、鉄筋コンクリートスラブである。鉄筋コンクリートスラブは床部として広く用いられているため、床部１０を安価に設計（構成）することができる。
床部１０は、鉄筋コンクリートスラブである。鉄筋コンクリートスラブは床部として広く用いられているため、床部１０を安価に設計（構成）することができる。
【0046】
鉄筋１３は、複数の第１鉄筋１５，１６と、複数の第２鉄筋１７と、を有している。従って、複数の第１鉄筋１５，１６及び複数の第２鉄筋１７という簡単な構成で、床部１０の第１交差方向Ｘの端部間の引張力Ｆ２、及び、床部１０の第２交差方向Ｙの端部間の引張力Ｆ３をそれぞれ伝達することができる。
耐火被覆梁２５は、耐火被覆が施されたＨ形鋼である。Ｈ形鋼は梁として広く用いられているため、耐火被覆梁２５を安価に設計することができる。
耐火被覆梁２５は、耐火被覆が施されたＨ形鋼である。Ｈ形鋼は梁として広く用いられているため、耐火被覆梁２５を安価に設計することができる。
【0047】
耐火被覆柱３５は、耐火被覆が施されたＨ形鋼である。Ｈ形鋼は柱として広く用いられているため、耐火被覆柱３５を安価に設計することができる。
耐火被覆は、巻付け工法によりＨ形鋼に施される。巻付け工法は、Ｈ形鋼等に耐火被覆を施すのに広く用いられているため、耐火被覆を安価に施すことができる。
耐火被覆は、巻付け工法によりＨ形鋼に施される。巻付け工法は、Ｈ形鋼等に耐火被覆を施すのに広く用いられているため、耐火被覆を安価に施すことができる。
【0048】
また、本実施形態の施工方法Ｓ２０では、柱梁施工工程Ｓ２１において、床部１０、複数の梁５０、及び複数の柱５１を施工する。次に、第１被覆工程Ｓ２３において、床部１０の周囲を、複数の梁５０の一部に耐火被覆を施した複数の耐火被覆梁２５により下方から支持させる。次に、第２被覆工程Ｓ２５において、複数の柱５１に耐火被覆を施して複数の耐火被覆柱３５にする。次に、第３被覆工程Ｓ２７において、複数の梁５０の残部に耐火被覆を施した複数の減耐火被覆梁４０を、複数の耐火被覆梁２５及び複数の耐火被覆柱３５により囲まれた領域Ｒ１内に配置するとともに、複数の減耐火被覆梁４０の端部を耐火被覆梁２５に接合して床部１０を下方から支持させる。
以上の工程を行うことにより、耐火構造物１を施工する。
以上の工程を行うことにより、耐火構造物１を施工する。
【0049】
以上のように施工された耐火構造物１では、床部１０の周囲は、火災時でも一定の剛性及び耐力を維持できる、環状に形成された複数の耐火被覆梁２５及び複数の耐火被覆柱３５の上端部により下方から支持される。床部１０中に設けられた鉄筋１３は、床部１０の第１交差方向Ｘの端部間の引張力、及び、床部１０の第２交差方向Ｙの端部間の引張力をそれぞれ伝達する。火災時には、床部１０に作用する重力等により、床部１０の平面視における中央部が下方に向かって凸となるように撓む。しかし、メンブレン効果により、床部１０の周囲が複数の耐火被覆梁２５及び複数の耐火被覆柱３５の上端部により支持される。そして、床部１０が撓むことにより伸びた鉄筋１３が第１交差方向Ｘ及び第２交差方向Ｙにそれぞれ引張力を伝達することにより、床部１０の中央部が支持される。従って、耐火構造物１の耐火性能を従来と同等に維持することができる。
【0050】
さらに、減耐火被覆梁４０が溶接組立Ｈ形鋼４２を有するため、減耐火被覆梁が有するＨ形鋼が圧延Ｈ形鋼である場合に比べて、Ｈ形鋼を構成するウェブ及びフランジの厚さ等をより自由に設定することができる。従って、例えば、Ｈ形鋼造の小梁に従来用いられているウェブの厚さよりも、溶接組立Ｈ形鋼４２のウェブ４４を薄くし、Ｈ形鋼造の小梁のせいよりも溶接組立Ｈ形鋼４２のせいを高くすることにより、耐火構造物１の耐火性能を改善することができる。
【0051】
また、本実施形態の耐火構造物１では、床部１０の周囲は、火災時でも一定の剛性及び耐力を維持できる、環状に形成された複数の耐火被覆梁２５及び複数の耐火被覆柱３５の上端部により下方から支持される。床部１０中に設けられた鉄筋１３は、床部１０の第１交差方向Ｘの端部間の引張力、及び、床部１０の第２交差方向Ｙの端部間の引張力をそれぞれ伝達する。火災時には、床部１０に作用する重力等により、床部１０の平面視における中央部が下方に向かって凸となるように撓む。しかし、メンブレン効果により、床部１０の周囲が複数の耐火被覆梁２５及び複数の耐火被覆柱３５の上端部により支持される。そして、床部１０が撓むことにより伸びた鉄筋１３が第１交差方向Ｘ及び第２交差方向Ｙにそれぞれ引張力を伝達することにより、床部１０の中央部が支持される。従って、耐火構造物１の耐火性能を従来と同等に維持することができる。
【0052】
さらに、減耐火被覆梁４０が溶接組立Ｈ形鋼４２を有するため、減耐火被覆梁が有するＨ形鋼が圧延Ｈ形鋼である場合に比べて、Ｈ形鋼を構成するウェブ及びフランジの厚さ等をより自由に設定することができる。従って、例えば、従来のＨ形鋼造の小梁における長手方向に直交する断面積と常温における降伏強度との積よりも、溶接組立Ｈ形鋼４２における長手方向に直交する断面積と常温における降伏強度との積を大きくすることにより、耐火構造物１の耐火性能を改善することができる。
【0053】
（シミュレーション結果）
ここで、実施例及び比較例の耐火構造物における耐火性能を、シミュレーションにより検討した結果について説明する。
ここで、実施例及び比較例の耐火構造物における耐火性能を、シミュレーションにより検討した結果について説明する。
【0054】
（１．断面二次モーメントを同等にした検討）
図１０に、実施例の耐火構造物１Ｂの解析モデルの概要を示す。図１０及び後述する図１１では、耐火被覆が削減されることなく施された梁を実線で示し、耐火被覆が削減された梁を点線で示している。なお、図１０及び図１１では、床部１０を示していない。
耐火被覆梁２６，２７のＨ形鋼の断面寸法は、H-1000×400×19×28とした。図１０に示すように、各耐火被覆柱３５の上端に対して、耐火被覆梁２６，２７は、第１交差方向Ｘ周り、第２交差方向Ｙ周り、及び厚さ方向Ｚ周りにそれぞれ回転できるとした。
複数の耐火被覆柱３５の１つである耐火被覆柱３５Ａに対して、耐火被覆梁２６，２７は、第１交差方向Ｘ、第２交差方向Ｙ、及び厚さ方向Ｚにそれぞれ固定されているとした。複数の耐火被覆柱３５のうち、耐火被覆柱３５Ａ以外の耐火被覆柱３５Ｂに対して、耐火被覆梁２６，２７は、第１交差方向Ｘ、第２交差方向Ｙ、及び厚さ方向Ｚにそれぞれ移動できるとした。
図１０に、実施例の耐火構造物１Ｂの解析モデルの概要を示す。図１０及び後述する図１１では、耐火被覆が削減されることなく施された梁を実線で示し、耐火被覆が削減された梁を点線で示している。なお、図１０及び図１１では、床部１０を示していない。
耐火被覆梁２６，２７のＨ形鋼の断面寸法は、H-1000×400×19×28とした。図１０に示すように、各耐火被覆柱３５の上端に対して、耐火被覆梁２６，２７は、第１交差方向Ｘ周り、第２交差方向Ｙ周り、及び厚さ方向Ｚ周りにそれぞれ回転できるとした。
複数の耐火被覆柱３５の１つである耐火被覆柱３５Ａに対して、耐火被覆梁２６，２７は、第１交差方向Ｘ、第２交差方向Ｙ、及び厚さ方向Ｚにそれぞれ固定されているとした。複数の耐火被覆柱３５のうち、耐火被覆柱３５Ａ以外の耐火被覆柱３５Ｂに対して、耐火被覆梁２６，２７は、第１交差方向Ｘ、第２交差方向Ｙ、及び厚さ方向Ｚにそれぞれ移動できるとした。
【0055】
第１耐火被覆梁２６の長さＬ５は、19,200ｍｍとした。第２耐火被覆梁２７の長さＬ６は、7,200ｍｍとした。
減耐火被覆梁４０Ａは、前記減耐火被覆梁４０に対して、耐火被覆が全く施されていない梁である。減耐火被覆梁４０Ａの溶接組立Ｈ形鋼４２の断面寸法を、表１に示す。
減耐火被覆梁４０Ａは、前記減耐火被覆梁４０に対して、耐火被覆が全く施されていない梁である。減耐火被覆梁４０Ａの溶接組立Ｈ形鋼４２の断面寸法を、表１に示す。
【0056】
【表1】
【0057】
溶接組立Ｈ形鋼４２の断面寸法は、700×175×4.5×9とした。溶接組立Ｈ形鋼４２の降伏強度は、４４０Ｎ／ｍｍ２とした。溶接組立Ｈ形鋼４２の断面二次モーメントは、49,500ｃｍ４である。溶接組立Ｈ形鋼４２の単位長さ当たりの質量は、48.8ｋｇ／ｍである。
耐火構造物１Ｂに用いられている床部１０の仕様の説明については、省略する。
図１０中には、主筋方向Ｗとして、第１鉄筋１５，１６が延びる方向（第１交差方向Ｘ）を示す。
床部１０の厚さは、１４０ｍｍとした。第１鉄筋１５，１６は、D13@200とした。第２鉄筋１７は、D10@150とした。耐火被覆梁２６，２７の耐火被覆の厚さを、４５ｍｍとした。
耐火構造物１Ｂに用いられている床部１０の仕様の説明については、省略する。
図１０中には、主筋方向Ｗとして、第１鉄筋１５，１６が延びる方向（第１交差方向Ｘ）を示す。
床部１０の厚さは、１４０ｍｍとした。第１鉄筋１５，１６は、D13@200とした。第２鉄筋１７は、D10@150とした。耐火被覆梁２６，２７の耐火被覆の厚さを、４５ｍｍとした。
【0058】
一方で、図１１に示す比較例の耐火構造物２は、実施例の耐火構造物１Ｂの複数の減耐火被覆梁４０Ａに替えて、複数の減耐火被覆梁５５を備えている。減耐火被覆梁５５が有するＨ形鋼は、圧延Ｈ形鋼５６である。圧延Ｈ形鋼５６の断面寸法は、表１に示すように、500×200×10×16とした。圧延Ｈ形鋼５６の降伏強度は、２３５Ｎ／ｍｍ２とした。圧延Ｈ形鋼５６には、耐火被覆が全く施されていない。圧延Ｈ形鋼５６の断面二次モーメントは、48,800ｃｍ４である。圧延Ｈ形鋼５６の単位長さ当たりの質量は、88.2ｋｇ／ｍである。
【0059】
このとき、圧延Ｈ形鋼５６の高さに対する溶接組立Ｈ形鋼４２の高さ比は、1.40である。圧延Ｈ形鋼５６の断面二次モーメントに対する溶接組立Ｈ形鋼４２の断面二次モーメント比は、1.01である。すなわち、圧延Ｈ形鋼５６の断面二次モーメント、及び溶接組立Ｈ形鋼４２の断面二次モーメントは、互いに同等である。
圧延Ｈ形鋼５６の質量に対する溶接組立Ｈ形鋼４２の質量の比は、0.55である。すなわち、溶接組立Ｈ形鋼４２は、圧延Ｈ形鋼５６に対して断面二次モーメントは同等であるが、質量は約半分である。
常温で用いられる梁の設計では、一般的に梁の断面二次モーメントに着目する。このシミュレーションでは、実施例及び比較例の耐火構造物１Ｂ，２の減耐火被覆梁４０Ａ，５５のＨ形鋼４２，５６の断面二次モーメントを同等にした状態で、耐火構造物１Ｂ，２の耐火性能を比較する。
圧延Ｈ形鋼５６の質量に対する溶接組立Ｈ形鋼４２の質量の比は、0.55である。すなわち、溶接組立Ｈ形鋼４２は、圧延Ｈ形鋼５６に対して断面二次モーメントは同等であるが、質量は約半分である。
常温で用いられる梁の設計では、一般的に梁の断面二次モーメントに着目する。このシミュレーションでは、実施例及び比較例の耐火構造物１Ｂ，２の減耐火被覆梁４０Ａ，５５のＨ形鋼４２，５６の断面二次モーメントを同等にした状態で、耐火構造物１Ｂ，２の耐火性能を比較する。
【0060】
耐火構造物１Ｂ，２を、ＩＳＯ ８３４－１１：２０１４に規定された標準加熱曲線に基づいて、１２０分（２時間）加熱することを想定した。一般的に、梁、柱等の部材は、温度が高くなるのに従い長くなる。シミュレーションにより、予め、前記標準加熱曲線に基づいて加熱されたときの、部材の温度と時間との関係を求めた。その後で、予め求めた前記関係に基づいて、燃焼（加熱）開始からの時間に対する、部材の熱膨張、強度、及び剛性の低下によるたわみを求めた。たわみは、床部１０の平面視における中央Ｐ１（図１０及び図１１参照）でのたわみである。
【0061】
なお、全体ひずみは、機械的ひずみと、熱的ひずみとの和で表される。
シミュレーションが終了する条件は、例えば、Ｈ形鋼４２，５６の端部における機械的ひずみが２０％等の閾値を超えることである。このように終了する条件を決めたのは、Ｈ形鋼４２，５６の中でも、端部におけるひずみが最も大きくなるためである。
シミュレーションが終了する条件は、例えば、Ｈ形鋼４２，５６の端部における機械的ひずみが２０％等の閾値を超えることである。このように終了する条件を決めたのは、Ｈ形鋼４２，５６の中でも、端部におけるひずみが最も大きくなるためである。
【0062】
耐火構造物１Ｂのシミュレーション結果におけるたわみの状態の一例を、図１２に示す。耐火構造物１Ｂの加熱前の形状を、二点鎖線で示す。燃焼開始の１２０分後においても、耐火構造物１Ｂが上下方向の荷重を支持できることが分かった。
耐火構造物２のシミュレーション結果におけるたわみの状態の一例を、図１３に示す。第１交差方向Ｘの中心に配置された減耐火被覆梁５５の端部における機械的ひずみが閾値を超えたため、加熱開始９４分後に、シミュレーションが終了した。
耐火構造物２のシミュレーション結果におけるたわみの状態の一例を、図１３に示す。第１交差方向Ｘの中心に配置された減耐火被覆梁５５の端部における機械的ひずみが閾値を超えたため、加熱開始９４分後に、シミュレーションが終了した。
【0063】
耐火構造物１Ｂ，２の、燃焼時間に対する中央Ｐ１でのたわみの変化を求めた結果を、図１４に示す。図１４において、横軸は燃焼時間（分）を表し、縦軸はたわみ（ｍｍ）を表す。実線による線Ｌ９は、耐火構造物１Ｂのたわみを表し、点線による線Ｌ１０は、耐火構造物２のたわみを表す。
耐火構造物２に比べて耐火構造物１Ｂは、長時間の燃焼に耐えられるとともに、各時間における中央Ｐ１でのたわみが小さくなることが分かる。これにより、耐火構造物１Ｂは、耐火構造物２に比べて耐火性能を改善できることが分かった。
耐火構造物２に比べて耐火構造物１Ｂは、長時間の燃焼に耐えられるとともに、各時間における中央Ｐ１でのたわみが小さくなることが分かる。これにより、耐火構造物１Ｂは、耐火構造物２に比べて耐火性能を改善できることが分かった。
【0064】
（２．Ｈ形鋼の断面積と降伏強度の積の着目した検討）
（１．）では、断面二次モーメントは、耐火性能の支配的なパラメータになり難いと、考えられた。そこで、耐火性能により寄与するパラメータを検討した。
表２に示すように、耐火構造物１Ｂ，２のＨ形鋼４２，５６に対して、降伏強度σｙを２３５Ｎ／ｍｍ２、３２５Ｎ／ｍｍ２、４４０Ｎ／ｍｍ２と変化させる、ケース１からケース６のパラメトリックスタディを行った。
（１．）では、断面二次モーメントは、耐火性能の支配的なパラメータになり難いと、考えられた。そこで、耐火性能により寄与するパラメータを検討した。
表２に示すように、耐火構造物１Ｂ，２のＨ形鋼４２，５６に対して、降伏強度σｙを２３５Ｎ／ｍｍ２、３２５Ｎ／ｍｍ２、４４０Ｎ／ｍｍ２と変化させる、ケース１からケース６のパラメトリックスタディを行った。
【0065】
【表2】
【0066】
（１．）においてシミュレーションした結果は、ケース２及びケース５に相当する。
溶接組立Ｈ形鋼４２の長手方向に直交する断面積Ａは、6,219ｍｍ２である。圧延Ｈ形鋼５６の長手方向に直交する断面積Ａは、11,230ｍｍ２である。
断面積Ａと、Ｈ形鋼４２，５６の降伏強度σｙとの積（Ａ×σｙ）を、以下では、降伏軸力とも言う。
図１５に、ケース１からケース６の燃焼時間に対する中央Ｐ１でのたわみの変化を求めた結果を示す。図１５において、横軸は燃焼時間（分）を表し、縦軸はたわみ（ｍｍ）を表す。線Ｌ２１から線Ｌ２６は、ケース１からケース６の結果をそれぞれ表す。
例えば、図１５において、加熱時間が６０分のときの各ケースにおけるたわみを求めた結果を、表３及び図１６に示す。図１６は、実施例であるケース１，３，５に対する傾向を見たグラフである。
溶接組立Ｈ形鋼４２の長手方向に直交する断面積Ａは、6,219ｍｍ２である。圧延Ｈ形鋼５６の長手方向に直交する断面積Ａは、11,230ｍｍ２である。
断面積Ａと、Ｈ形鋼４２，５６の降伏強度σｙとの積（Ａ×σｙ）を、以下では、降伏軸力とも言う。
図１５に、ケース１からケース６の燃焼時間に対する中央Ｐ１でのたわみの変化を求めた結果を示す。図１５において、横軸は燃焼時間（分）を表し、縦軸はたわみ（ｍｍ）を表す。線Ｌ２１から線Ｌ２６は、ケース１からケース６の結果をそれぞれ表す。
例えば、図１５において、加熱時間が６０分のときの各ケースにおけるたわみを求めた結果を、表３及び図１６に示す。図１６は、実施例であるケース１，３，５に対する傾向を見たグラフである。
【0067】
【表3】
【0068】
図１６において、横軸は（Ａ×σｙ）（ｋＮ）を表し、縦軸は中央Ｐ１でのたわみを表す。降伏軸力（Ａ×σｙ）が、大きくなると、たわみが小さくなることがわかる。そして、降伏軸力（Ａ×σｙ）に対して、たわみは、ほぼ線形の関係がある。このとき、たわみδ（ｍｍ）と、降伏軸力（Ａ×σｙ）との関係は、（１）式のようになる。
δ＝－０．０７９３×（Ａ×σｙ）＋５７２．６８ ・・（１）
降伏軸力（Ａ×σｙ）は、１０００ｋＮ（キロニュートン）以上６０００ｋＮ以下であることが好ましい。降伏軸力（Ａ×σｙ）は、１０００ｋＮ以上３０００ｋＮ以下であることが、より好ましい。
降伏軸力が１０００ｋＮ以上６０００ｋＮ以下であることにより、耐火性能を改善したＨ形鋼４２，５６の仕様を、耐火構造物１Ｂ，２に適用することができる。
δ＝－０．０７９３×（Ａ×σｙ）＋５７２．６８ ・・（１）
降伏軸力（Ａ×σｙ）は、１０００ｋＮ（キロニュートン）以上６０００ｋＮ以下であることが好ましい。降伏軸力（Ａ×σｙ）は、１０００ｋＮ以上３０００ｋＮ以下であることが、より好ましい。
降伏軸力が１０００ｋＮ以上６０００ｋＮ以下であることにより、耐火性能を改善したＨ形鋼４２，５６の仕様を、耐火構造物１Ｂ，２に適用することができる。
【0069】
以上、本発明の一実施形態について図面を参照して詳述したが、具体的な構成はこの実施形態に限られるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲の構成の変更、組み合わせ、削除等も含まれる。
【符号の説明】
【0070】
１ 耐火構造物
１０ 床部
１１ デッキプレート
１２ コンクリート
１３ 鉄筋（引張力伝達部材）
１５，１６ 第１鉄筋
１７ 第２鉄筋
２５ 耐火被覆梁
３５ 耐火被覆柱
４０ 減耐火被覆梁
４１ 耐火被覆
４２ 溶接組立Ｈ形鋼
５０ 梁
５１ 柱
Ｒ１ 領域
Ｓ１０ 設計方法（耐火構造物の設計方法）
Ｓ１１ 構造設定工程
Ｓ１３ 第１耐火仕様設定工程
Ｓ１５ 第２耐火仕様設定工程
Ｓ１７ 第３耐火仕様設定工程
Ｓ２０ 施工方法（耐火構造物の施工方法）
Ｓ２１ 柱梁施工工程
Ｓ２３ 第１被覆工程
Ｓ２５ 第２被覆工程
Ｓ２７ 第３被覆工程
Ｘ 第１交差方向
Ｙ 第２交差方向
１０ 床部
１１ デッキプレート
１２ コンクリート
１３ 鉄筋（引張力伝達部材）
１５，１６ 第１鉄筋
１７ 第２鉄筋
２５ 耐火被覆梁
３５ 耐火被覆柱
４０ 減耐火被覆梁
４１ 耐火被覆
４２ 溶接組立Ｈ形鋼
５０ 梁
５１ 柱
Ｒ１ 領域
Ｓ１０ 設計方法（耐火構造物の設計方法）
Ｓ１１ 構造設定工程
Ｓ１３ 第１耐火仕様設定工程
Ｓ１５ 第２耐火仕様設定工程
Ｓ１７ 第３耐火仕様設定工程
Ｓ２０ 施工方法（耐火構造物の施工方法）
Ｓ２１ 柱梁施工工程
Ｓ２３ 第１被覆工程
Ｓ２５ 第２被覆工程
Ｓ２７ 第３被覆工程
Ｘ 第１交差方向
Ｙ 第２交差方向
【図1】
【図2】
【図3】
【図4】
【図5】
【図6】
【図7】
【図8】
【図9】
【図10】
【図11】
【図12】
【図13】
【図14】
【図15】
【図16】