固定構造

【課題】火災（加熱）時及び火災（加熱）終了後において、構造部材に固定部材を固定した状態を維持できる固定構造を提供する。
【解決手段】柱１２を構成する燃え代層２６の外周面に固定部材１４が固定され、この固定部材１４に燃え止まり部材１６が設けられている。これにより、火災時及び火災終了後において、柱１２に固定部材１４を固定した状態を維持することができる。

【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、柱や梁に固定部材を固定する固定構造に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、木造の柱や梁として、燃え止まり機能を備えた耐火構造部材が提案されている。例えば、特許文献１には、木材からなる荷重支持層と、荷重支持層の外側に設けられる燃え止まり層と、燃え止まり層の外側に設けられる燃え代層とを有する複合木質構造材が開示されている。
【０００３】
このような耐火構造部材の柱において、例えば、柱を構成する燃え代層の外周面にスタッド等の固定部材を固定し、建物の部屋空間を区画する壁ボードをこの固定部材で支持する場合、火災時においては、燃え代層が燃焼してこの固定が取れてしまい、壁ボードを支持する機能を果たせなくなってしまう。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００８−２１８９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、火災（加熱）時及び火災（加熱）終了後において、構造部材に固定部材を固定した状態を維持できることを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
請求項１に記載の発明は、荷重を支持する木製の柱心材と、前記柱心材の外周を取り囲む燃え止まり層と、前記燃え止まり層の外周を取り囲む木製の燃え代層とを備えた柱と、前記燃え代層又は前記柱心材の外周面に固定された固定部材と、前記固定部材又は前記固定部材に接する前記燃え代層に設けられた燃え止まり部材と、を有する固定構造である。
【０００７】
請求項１に記載の発明では、燃え止まり部材が熱を吸収することにより、固定部材が固定される固定部分（燃え止まり部材が設けられた固定部材が接する燃え代層の部分、固定部材が接する燃え代層の部分に設けられた燃え止まり部材、又は燃え止まり部材が設けられた固定部材が接する柱心材の部分）の温度上昇を抑制し、この固定部分が着火温度に達して燃焼することを防ぐ。これにより、火災（加熱）時及び火災（加熱）終了後において、所定時間（例えば、１時間耐火の場合には、１時間）の間、構造部材としての柱を構成する燃え代層又は柱心材の外周面に固定部材を固定した状態を維持できる。
【０００８】
請求項２に記載の発明は、荷重を支持する木製の梁心材と、前記梁心材の側面と下面とを取り囲む燃え止まり層と、前記燃え止まり層の側面と下面とを取り囲む木製の燃え代層とを備えた梁と、前記梁心材の上面に設けられたコンクリート製の床版と、前記燃え代層又は前記梁心材の側面又は下面に固定された固定部材と、前記固定部材又は前記固定部材に接する前記燃え代層に設けられた燃え止まり部材と、を有する固定構造である。
【０００９】
請求項２に記載の発明では、請求項１と同様の作用により、火災（加熱）時及び火災（加熱）終了後において、所定時間（例えば、１時間耐火の場合には、１時間）の間、構造部材としての梁を構成する燃え代層又は梁心材の側面又は下面に固定部材を固定した状態を維持できる。
【００１０】
請求項３に記載の発明は、荷重を支持する木製の梁心材と、前記梁心材の外周を取り囲む燃え止まり層と、前記燃え止まり層の外周を取り囲む木製の燃え代層とを備えた梁と、前記燃え代層又は前記梁心材の外周面に固定された固定部材と、前記固定部材又は前記固定部材に接する前記燃え代層に設けられた燃え止まり部材と、を有する固定構造である。
【００１１】
請求項３に記載の発明では、請求項１と同様の作用により、火災（加熱）時及び火災（加熱）終了後において、所定時間（例えば、１時間耐火の場合には、１時間）の間、構造部材としての梁を構成する燃え代層又は梁心材の外周面に固定部材を固定した状態を維持できる。
【００１２】
請求項４に記載の発明は、前記燃え止まり部材は、前記固定部材に設けられ、加熱されることにより前記燃え止まり層へ向って膨張する固定構造である。
【００１３】
請求項４に記載の発明では、所定時間後に燃え代層が燃焼した場合、固定部材に設けられた燃え止まり部材が加熱されて燃え止まり層へ向かって膨張する。これにより、この燃え代層の燃焼により形成される隙間を無くす、又は低減することができる。よって、火災（加熱）時及び火災（加熱）終了後において、この隙間から進入する火炎や熱の進入を防ぐ、又はこの隙間から進入する火炎や熱を低減することができる。
【発明の効果】
【００１４】
本発明は上記構成としたので、火災（加熱）時及び火災（加熱）終了後において、構造部材に固定部材を固定した状態を維持できる。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】本発明の第１の実施形態に係る固定構造を示す斜視図である。
【図２】本発明の第１の実施形態に係る固定構造を示す平面断面図である。
【図３】従来の固定構造の問題点を説明する平面断面図である。
【図４】本発明の第１の実施形態に係る固定構造の変形例を示す平面断面図である。
【図５】本発明の第２の実施形態に係る固定構造を示す平面断面図である。
【図６】本発明の第３の実施形態に係る固定構造を示す側面断面図である。
【図７】本発明の第３の実施形態に係る固定構造の変形例を示す側面断面図である。
【図８】本発明の第３の実施形態に係る固定構造の変形例を示す側面断面図である。
【図９】本発明の第３の実施形態に係る固定構造の変形例を示す正面断面図及び側面断面図である。
【図１０】本発明の第３の実施形態に係る固定構造の変形例を示す正面断面図及び側面断面図である。
【図１１】本発明の実施形態に係る固定構造の変形例を示す平面断面図である。
【図１２】本発明の実施形態に係る固定構造の変形例を示す平面断面図である。
【図１３】本発明の実施形態に係る固定構造の変形例を示す平面断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１６】
図を参照しながら、本発明の実施形態を説明する。まず、本発明の第１の実施形態に係る固定構造について説明する。
【００１７】
図１の斜視図に示すように、固定構造１０は、柱１２と、床版（不図示）上に略鉛直に立設された固定部材としてのスタッド１４と、燃え止まり部材１６とを有している。
【００１８】
スタッド１４には、対向して配置された壁ボード１８、２０が、釘やネジ等により固定されている。これにより、壁ボード１８、２０は、床スラブ（不図示）上に略鉛直な面を形成するようにスタッド１４によって支持され、建物の部屋空間を防火区画する仕切り壁を構成している。
【００１９】
スタッド１４は、軽鉄製のＣ形鋼であり、壁ボード１８、２０は、繊維混入けい酸カルシウム、モルタル、セラミックファイバー、軽量気泡コンクリート等により形成されたボード、石膏ボード、強化石膏ボード、又は化粧板等からなる耐火ボードである。
【００２０】
図２の平面断面図に示すように、柱１２は、荷重を支持する木製の柱心材２２と、柱心材２２の外周を取り囲む燃え止まり層２４と、燃え止まり層２４の外周を取り囲む木製の燃え代層２６とを備えている。燃え止まり層２４は、吸熱性を有している。
【００２１】
スタッド１４は、固定手段としての釘２８により、燃え代層２６の外周面に固定されている。これによって、スタッド１４は燃え代層２６の外周面に密着している。なお、スタッド１４は燃え代層２６の外周面に接触していればよい。
【００２２】
また、釘２８は、略鉛直方向に対して複数設けられており、各釘２８の先端部は、柱心材２２に達している。これによって、スタッド１４に作用する荷重を、荷重を支持する柱心材２２へ確実に伝達することができる。すなわち、スタッド１４は、柱１２に確実に固定されている。
【００２３】
スタッド１４の内側には、スタッド１４の長手方向に沿って、スタッド１４の内周面に接触するように燃え止まり部材１６が設けられている。燃え止まり部材１６は、吸熱性を有している。
【００２４】
次に、本発明の第１の実施形態に係る固定構造の作用と効果について説明する。
【００２５】
本発明の第１の実施形態の固定構造１０では、図２に示すように、火災時において、火炎が燃え代層２６に着火し、燃え代層２６が燃焼する。そして、燃焼した燃え代層２６は炭化する。よって、柱１２の外部から柱心材２２への熱伝達と酸素供給とを炭化した燃え代層２６が遮断し、燃え止まり層２４が吸熱するので、火災（加熱）時及び火災（加熱）終了後における柱心材２２の温度上昇を抑制することができる。これにより、火災（加熱）時及び火災（加熱）終了後において、所定時間（例えば、１時間耐火の場合には、１時間）の間、柱心材２２を着火温度未満に抑え、柱心材２２を燃焼させずに燃え止まらせて、構造体として機能させることができる。
【００２６】
また、固定構造１０では、燃え止まり部材１６が熱を吸収することにより、スタッド１４が固定される燃え代層２６の固定部分３０（燃え止まり部材１６が設けられたスタッド１４が接する燃え代層２６の部分）の温度上昇を抑制し、この固定部分３０が着火温度に達して燃焼することを防ぐことができる。これにより、火災（加熱）時及び火災（加熱）終了後において、所定時間（例えば、１時間耐火の場合には、１時間）の間、構造部材としての柱１２（燃え代層２６の外周面）にスタッド１４を固定した状態を維持できる。
【００２７】
また、図３（ａ）の平面断面図に示すような、燃え止まり部材１６が設けられていないスタッド１４を柱１２に固定している固定構造３２においては、燃え代層２６が燃焼することにより、図３（ｂ）の平面断面図に示すように、壁ボード１８、２０の端部（スタッド１４）と柱１２との間に隙間Ｓができてしまう。これにより、矢印３４のように、防火区画を超えて隣接する区画に火炎や熱が進行してしまうので、壁ボード１８、２０が防火区画として機能しなくなってしまう。また、燃え代層２６が燃焼することにより、柱１２からスタッド１４が取れてしまい、壁ボード１８、２０が倒れてしまったり、壁ボード１８、２０の端部（スタッド１４）と柱１２との間に隙間ができてしまったりする。
【００２８】
これに対して固定構造１０では、先に説明したように、火災（加熱）時及び火災（加熱）終了後において、所定時間の間、構造部材としての柱１２にスタッド１４を固定した状態を維持できるので、建物の部屋空間を防火区画する仕切り壁として壁ボード１８、２０を機能させることができる。
【００２９】
以上、本発明の第１の実施形態に係る固定構造について説明した。
【００３０】
なお、本発明の第１の実施形態では、図２で示したように、燃え止まり部材１６をスタッド１４の内側に設けた例を示したが、燃え止まり部材１６は、固定部材としてのスタッド１４に接する燃え代層２６の部分に設けてもよい。すなわち、図４に示すように、固定構造１０における固定部分３０を燃え止まり部材１６とした固定構造３６としてもよい。
【００３１】
固定構造３６では、燃え止まり部材１６が熱を吸収することにより、スタッド１４が固定される燃え代層２６の固定部分３０（燃え止まり部材１６）の温度上昇を抑制し、着火温度に達して燃焼することを防ぐことができる。
【００３２】
次に、本発明の第２の実施形態に係る固定構造について説明する。
【００３３】
第２の実施形態の説明において、第１の実施形態と同じ構成のものは、同符号を付すると共に、適宜省略して説明する。第２の実施形態の固定構造３８では、図５（ａ）の平面断面図に示すように、スタッド１４の内側には、スタッド１４の長手方向に沿って、スタッド１４の内周面に接触するように燃え止まり部材としての膨張部材４０が設けられている。膨張部材４０は、吸熱性を有するとともに、加熱されることにより膨張する。
【００３４】
次に、本発明の第２の実施形態に係る固定構造の作用と効果について説明する。
【００３５】
本発明の第２の実施形態の固定構造３８では、図５（ｂ）の平面断面図に示すように、所定時間後に燃え代層２６が燃焼した場合、加熱されることにより膨張部材４０が燃え止まり層２４へ向かって膨張する。これにより、この燃え代層２６の燃焼により形成される、壁ボード１８、２０の端部（スタッド１４）と柱１２との間の隙間を無くす、又は低減することができる。よって、火災（加熱）時及び火災（加熱）終了後において、この隙間から進入する火炎や熱の進入を防ぐ、又はこの隙間から進入する火炎や熱を低減することができる。
【００３６】
以上、本発明の第２の実施形態に係る固定構造について説明した。
【００３７】
なお、膨張部材４０は、吸熱性を有し且つ加熱されることにより燃え止まり層２４へ向かって膨張するものであればよい。
【００３８】
次に、本発明の第３の実施形態に係る固定構造について説明する。
【００３９】
第３の実施形態の説明において、第１の実施形態と同じ構成のものは、同符号を付すると共に、適宜省略して説明する。図６の側面断面図に示すように、固定構造４２は、梁４４と、固定部材としてのスタッド１４と、燃え止まり部材１６とを有している。
【００４０】
スタッド１４には、対向して配置された壁ボード１８、２０が、釘やネジ等により固定されている。これにより、壁ボード１８、２０は、床スラブ（不図示）上に略鉛直な面を形成するようにスタッド１４によって支持され、建物の部屋空間を防火区画する仕切り壁を構成している。壁ボード１８、２０は、梁４４の梁長方向と略平行な略鉛直面を形成するように配置されている。
【００４１】
梁４４は、荷重を支持する木製の梁心材４６と、柱心材４６の側面と下面とを取り囲む燃え止まり層４８と、燃え止まり層４８の側面と下面とを取り囲む木製の燃え代層５０とを備えている。燃え止まり層４８は、吸熱性を有している。
【００４２】
梁４４の上面には、鉄筋コンクリート製の床版６６が設けられている。すなわち、梁心材４６、燃え止まり層４８、及び燃え代層５０の上面に、床版６６が設けられている。
【００４３】
スタッド１４は、梁４４の梁長方向へ沿って配置され、固定手段としての釘２８により燃え代層５０の下面に固定されている。これによって、スタッド１４は燃え代層５０の下面に密着している。なお、スタッド１４は燃え代層５０の下面に接触していればよい。
【００４４】
また、釘２８は、梁４４の梁長方向に対して複数設けられており、各釘２８の先端部は、梁心材４６に達している。これによって、スタッド１４に作用する荷重を、荷重を支持する梁心材４６へ確実に伝達することができる。すなわち、スタッド１４は、梁４４に確実に固定されている。
【００４５】
スタッド１４の内側には、スタッド１４の長手方向に沿って、スタッド１４の内周面に接触するように燃え止まり部材１６が設けられている。燃え止まり部材１６は、吸熱性を有している。
【００４６】
次に、本発明の第３の実施形態に係る固定構造の作用と効果について説明する。
【００４７】
本発明の第３の実施形態の固定構造４２では、図６に示すように、火災時において、火炎が燃え代層５０に着火し、燃え代層５０が燃焼する。そして、燃焼した燃え代層５０は炭化する。よって、梁４４の外部から梁心材４６への熱伝達と酸素供給とを炭化した燃え代層５０と床版６６とが遮断し、燃え止まり層４８が吸熱するので、火災（加熱）時及び火災（加熱）終了後における梁心材４６の温度上昇を抑制することができる。これにより、火災（加熱）時及び火災（加熱）終了後において、所定時間（例えば、１時間耐火の場合には、１時間）の間、梁心材４６を着火温度未満に抑え、梁心材４６を燃焼させずに燃え止まらせて、構造体として機能させることができる。
【００４８】
また、固定構造４２では、燃え止まり部材１６が熱を吸収することにより、スタッド１４が固定される燃え代層２６の固定部分５２（燃え止まり部材１６が設けられたスタッド１４が接する燃え代層５０の部分）の温度上昇を抑制し、この固定部分５２が着火温度に達して燃焼することを防ぐことができる。これにより、火災（加熱）時及び火災（加熱）終了後において、所定時間（例えば、１時間耐火の場合には、１時間）の間、構造部材としての梁４４（燃え代層５０の下面）にスタッド１４を固定した状態を維持できる。
【００４９】
また、固定構造４２では、先に説明したように、火災（加熱）時及び火災（加熱）終了後において、所定時間の間、構造部材としての梁４４にスタッド１４を固定した状態を維持できるので、建物の部屋空間を防火区画する仕切り壁として壁ボード１８、２０を機能させることができる。
【００５０】
以上、本発明の第３の実施形態に係る固定構造について説明した。
【００５１】
なお、本発明の第３の実施形態では、図６で示したように、燃え止まり部材１６をスタッド１４の内側に設けた例を示したが、燃え止まり部材１６は、固定部材としてのスタッド１４に接する燃え代層５０の部分に設けてもよい。すなわち、図７の側面断面図に示すように、固定構造４２における固定部分５２を燃え止まり部材１６とした固定構造５４としてもよい。
【００５２】
固定構造５４では、燃え止まり部材１６が熱を吸収することにより、スタッド１４が固定される燃え代層５０の固定部分（燃え止まり部材１６）の温度上昇を抑制し、着火温度に達して燃焼することを防ぐことができる。
【００５３】
また、本発明の第３の実施形態では、図６で示したように、燃え止まり層４８が、梁心材４６の側面と下面とを取り囲み、燃え代層５０が、燃え止まり層４８の側面と下面とを取り囲む例を示したが、図８の側面断面図に示すように、燃え止まり層４８が、梁心材４６の外周を取り囲み、燃え代層５０が、燃え止まり層４８の外周を取り囲むようにしてもよい。
【００５４】
また、本発明の第３の実施形態では、壁ボード１８、２０を、梁４４の梁長方向と略平行な鉛直面を形成するように配置した例を示したが、図９（ａ）、（ｂ）、及び図１０（ａ）、（ｂ）に示すように、壁ボード１８、２０を、梁４４の梁長方向と略直交する略鉛直面を形成するように配置してもよい。図９（ａ）の正面断面図、及び図９（ａ）のＡ−Ａ断面図である図９（ｂ）には、固定構造５８が描かれており、図１０（ａ）の正面断面図、及び図１０（ａ）のＢ−Ｂ断面図である図１０（ｂ）には、固定構造６０が描かれている。
【００５５】
また、本発明の第３の実施形態では、図６で示したように、固定部材としてのスタッド１４を梁４４を構成する燃え代層５０の下面に固定した例を示したが、スタッド１４は、燃え代層５０の側面に固定してもよいし、図８の場合には、燃え代層５０の上面に固定してもよい。
【００５６】
以上、本発明の第１〜第３の実施形態に係る固定構造について説明した。
【００５７】
なお、第１、第３の実施形態では、固定部材としてのスタッド１４を燃え代層２６、５０の外周面に固定した例を示したが、図１１の拡大図に示すように、固定部材は、柱心材２２や梁心材４６の外周面に固定するようにしてもよい。これにより、燃え止まり部材１６が熱を吸収することによって、スタッド１４が固定される柱心材２２又は梁心材４６の固定部分６２の温度上昇を抑制し、この固定部分６２が着火温度に達して燃焼することを防ぐことができる。なお、壁ボード１８、２０の外表面と、燃え止まり層２４、４８、及び燃え代層２６、５０との間の目地は、融解温度が高く耐火性を有するシール材６４により塞いで、目地から熱が進入するのを防ぐのが好ましい。
【００５８】
また、第１〜第３の実施形態では、固定部材をスタッド１４とした例を示したが、固定部材は、柱や梁に固定されるさまざまな部材とすることができる。例えば、固定部材を、防火扉や防火シャッターの枠部材、スイッチボックス等の設備が取り付けられる下地材等としてもよい。
【００５９】
図１２、１３の平面断面図には、固定部材を防火扉７０の枠部材６８とした例が示されている。図１２では、燃え止まり部材１６が枠部材６８に設けられて一体化されている。また、図１３では、枠部材６８に接する燃え代層２６の部分に燃え止まり部材１６が設けられている。
【００６０】
また、第１〜第３の実施形態では、釘２８によって、固定部材としてのスタッド１４を柱１２の燃え代層２６、柱心材２２や、梁４４の燃え代層５０、梁心材４６の外周面に固定した例を示したが、他の方法で固定してもよい。例えば、ネジ、接着剤により固定してもよいし、燃え代層に形成した凹部に固定部材を挿入して固定してもよい。
【００６１】
また、第１〜第３の実施形態で示した柱心材２０、梁心材４６、及び燃え代層２６、５０は、木材によって形成されていればよい。例えば、柱心材２０、梁心材４６、及び燃え代層２６、５０は、米松、唐松、檜、杉、あすなろ等の一般の木造建築に用いられる柱材や梁材（以下、「一般木材」とする）によって形成してもよいし、これらの一般木材を角柱状の単材に加工し、この単材を複数集成し単材同士を接着剤により接着して一体化することによって形成してもよい。
【００６２】
また、燃え止まり層２４、４８、及び燃え止まり部材１６は、熱の吸収が可能な層又は部材であればよい。例えば、燃え止まり層２４、４８、及び燃え止まり部材１６は、一般木材よりも熱容量が大きな材料、一般木材よりも断熱性が高い材料、又は一般木材よりも熱慣性が高い材料によって形成してもよいし、これらの材料と一般木材とを組み合わせて形成してもよい。
【００６３】
一般木材よりも熱容量が大きな材料としては、モルタル、石材、ガラス、繊維補強セメント等の無機質材料、各種の金属材料などが挙げられる。一般木材よりも断熱性が高い材料としては、珪酸カルシウム板、ロックウール、グラスウールなどが挙げられる。一般木材よりも熱慣性が高い材料としては、セランガンバツ、ジャラ、ボンゴシ等の木材が挙げられる。
【００６４】
また、第２の実施形態では、図２で示した燃え止まり部材１６を膨張部材４０とした例を示したが、図６、８、９、１２の燃え止まり部材１６を膨張部材４０としてもよい。これらの場合には、加熱により膨張部材４０が燃え止まり層２４、４８へ向って膨張するように、横断面におけるスタッド１４の開口面が燃え止まり層２４、４８へ対向するようにして、柱１２の燃え代層２６、梁４４の燃え代層５０の外周面に、スタッド１４を固定する。
【００６５】
以上、本発明の第１〜第３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、第１〜第３の実施形態を組み合わせて用いてもよいし、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】
【００６６】
１０、３６、３８、４２、５４、５６、５８、６０固定構造
１２柱
１４スタッド（固定部材）
１６燃え止まり部材
２２柱心材
２４、４８燃え止まり層
２６、５０燃え代層
４０膨張部材（燃え止まり部材）
４４梁
４６梁心材
６８枠部材（固定部材）

【特許請求の範囲】
【請求項１】
荷重を支持する木製の柱心材と、前記柱心材の外周を取り囲む燃え止まり層と、前記燃え止まり層の外周を取り囲む木製の燃え代層とを備えた柱と、
前記燃え代層又は前記柱心材の外周面に固定された固定部材と、
前記固定部材又は前記固定部材に接する前記燃え代層に設けられた燃え止まり部材と、
を有する固定構造。
【請求項２】
荷重を支持する木製の梁心材と、前記梁心材の側面と下面とを取り囲む燃え止まり層と、前記燃え止まり層の側面と下面とを取り囲む木製の燃え代層とを備えた梁と、
前記梁心材の上面に設けられたコンクリート製の床版と、
前記燃え代層又は前記梁心材の側面又は下面に固定された固定部材と、
前記固定部材又は前記固定部材に接する前記燃え代層に設けられた燃え止まり部材と、
を有する固定構造。
【請求項３】
荷重を支持する木製の梁心材と、前記梁心材の外周を取り囲む燃え止まり層と、前記燃え止まり層の外周を取り囲む木製の燃え代層とを備えた梁と、
前記燃え代層又は前記梁心材の外周面に固定された固定部材と、
前記固定部材又は前記固定部材に接する前記燃え代層に設けられた燃え止まり部材と、
を有する固定構造。
【請求項４】
前記燃え止まり部材は、前記固定部材に設けられ、加熱されることにより前記燃え止まり層へ向って膨張する請求項１〜３の何れか１項に記載の固定構造。

【図１】