鉄骨被覆構造
【課題】建築物における鉄骨の位置関係、鉄骨の厚みに依存することなく容易に施工することができ、火災等の熱にさらされた場合でも熱膨張性耐火シートの膨張残渣の厚みに薄い部分が生成することを防止できる鉄骨被覆構造を提供すること。
【解決手段】平行に対向する二本のフランジを有する断面Ｈ字状の鉄骨と、前記二本のフランジの少なくとも一方のフランジの両端に設置された拡張具と、前記鉄骨および前記拡張具を覆う熱膨張性耐火シートと、を有する鉄骨被覆構造であって、
前記拡張具が、前記フランジ端部にはめ合わせることのできる設置溝を有し、前記拡張具の設置溝が、前記拡張具の設置溝の一部または全部が変形された状態により、前記フランジ端部にはめ合わされて、前記拡張具が、前記フランジ端部から外部に突き出して設置され、
前記拡張具が、加熱された場合に変形することを特徴とする、鉄骨被覆構造。
【解決手段】平行に対向する二本のフランジを有する断面Ｈ字状の鉄骨と、前記二本のフランジの少なくとも一方のフランジの両端に設置された拡張具と、前記鉄骨および前記拡張具を覆う熱膨張性耐火シートと、を有する鉄骨被覆構造であって、
前記拡張具が、前記フランジ端部にはめ合わせることのできる設置溝を有し、前記拡張具の設置溝が、前記拡張具の設置溝の一部または全部が変形された状態により、前記フランジ端部にはめ合わされて、前記拡張具が、前記フランジ端部から外部に突き出して設置され、
前記拡張具が、加熱された場合に変形することを特徴とする、鉄骨被覆構造。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、鉄骨の耐火被覆構造に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来の鉄骨被覆構造として、金属板と熱膨張性材料層とを積層一体化し折り曲げ加工してなる耐火被覆ユニットを、予め鉄骨に取り付けられた拡張具を介して固定した鉄骨被覆構造が提案されている（特許文献１）。
【０００３】
図２９は従来の鉄骨被覆構造に使用する拡張具を説明するための模式斜視図である。
図２９（ａ）は拡張具２００の斜視図を示し、水平部２０２と、前記水平部２０２の対向する端部からそれぞれ垂下する二つのＬ字状片２０４，２０４と、前記水平部２０２の別の端部から垂下する垂直片２０６とを具備し、水平部２０２とＬ字状片２０４，２０４との間には挿入部２１０がそれぞれ形成されている。上記水平部２０２の形状は、正方形や長方形である。
【０００４】
上記拡張具２００の材質は金属が好ましいとされ、例えば、図２９（ｂ）に示された形状に打ち抜かれた鋼板、亜鉛メッキ鋼板、ステンレス鋼板等を破線に沿って折り曲げ加工することにより作製することができる。
【０００５】
図３０は従来の鉄骨被覆構造を説明するための模式断面図であり、床スラブ５００を支持しているＨ型鋼１００に耐火被覆を施した構造を示したものである。
【０００６】
まず、Ｈ型鋼１００の一方のフランジ２端部を拡張具２００の挿入部２１０に挿入することにより前記拡張具２００をＨ型鋼１００に取り付け、Ｈ型鋼１００のもう一方のフランジ２端部を別の拡張具２００の挿入部２１０に挿入することにより前記拡張具２００をＨ型鋼１００に取り付ける。同様にして、Ｈ型鋼１００の両方のフランジ３端部にさらに別の拡張具２００，２００をそれぞれ取り付ける。
以上の作業により、Ｈ型鋼１００のフランジ２および３に２個ずつ、計４個の拡張具２００を取り付ける。
【０００７】
次いで、図３０に示したように、不燃材３００を拡張具２００に固定することにより、Ｈ型鋼１００の三方を不燃材３００により被覆した後、石膏ボード３１０上に金属板と熱膨張性材料とからなる耐火被覆ユニット３２０を熱膨張性材料層側を内側として被覆し拡張具２００へ固定する。この様にして図３０に示される従来の鉄骨被覆構造が得られる。
【０００８】
図３０に示される従来の鉄骨被覆構造は、鉄骨に突起物等があった場合でも前記拡張具を介して鉄骨に耐火被覆ユニットを取り付けることにより施工することができるから、簡便かつ安価に、効率よく施工することができるとされる。
しかし先に説明した従来の鉄骨被覆構造の場合には鉄骨に突起物等があった場合でも施工することができる利点がある反面、金属板と熱膨張性材料層とを積層一体化し折り曲げ加工してなる耐火被覆ユニットを予め準備しておく必要があった。
このため建築物内部に鉄骨が複雑に組み合わされた場所が存在すると施工が困難となる場合があった。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００９】
【特許文献１】特開２００２−０１３２２４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
一方、本発明者が検討したところ、熱膨張性耐火シートにより鉄骨を被覆した鉄骨被覆構造が火災等の熱にさらされた場合、鉄骨を覆う熱膨張性耐火シートのうち、鉄骨を垂直方向に覆う部分と鉄骨を水平方向に覆う部分との境界となる角部分において、熱により膨張した熱膨張性耐火シートの膨張残渣に亀裂が入ったり、膨張残渣の厚みが前記角部分以外の部分と比較して薄くなったりする問題があることを発見した。
【００１１】
加えて、鉄骨に拡張具を設置する際に厚みの異なる複数の鉄骨が存在すると、拡張具を設置することができなない場合があったり、逆に拡張具を設置した後に容易に鉄骨から拡張具が抜けるため、鉄骨被覆構造の施工が困難になる問題があることも発見した。
【００１２】
本発明の目的は、建築物における鉄骨の位置関係、鉄骨の厚みに依存することなく容易に施工することができ、火災等の熱にさらされた場合であっても熱膨張性耐火シートの膨張残渣の厚みに薄い部分が生成することを防止できる鉄骨被覆構造を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１３】
上記課題を解決するため本発明者が鋭意検討した結果、鉄骨のフランジに拡張具を設置し、その拡張具の上から鉄骨を熱膨張性耐火シートが覆う鉄骨被覆構造であって、前記拡張具が火災等により加熱された場合に変形するものであり、鉄骨のフランジ端部が、前記拡張具の設置溝の一部または全部が変形状態を維持して前記拡張具の設置溝に挿入されている鉄骨被覆構造が本発明の目的に適うことを見出し、本発明を完成させるに至った。
【００１４】
すなわち本発明は、
［１］平行に対向する二本のフランジおよび前記フランジを両端に連結した一本のウェブからなる断面Ｈ字状の鉄骨と、
前記二本のフランジの少なくとも一方のフランジの両端に設置された拡張具と、
前記鉄骨および前記拡張具を覆う熱膨張性耐火シートと、
を有する鉄骨被覆構造であって、
前記拡張具が、前記フランジ端部を挿入することのできる設置溝を有し、
前記フランジ端部が、前記拡張具の設置溝に挿入されることにより、
前記拡張具が、前記拡張具の設置溝の一部または全部が変形された状態を維持して、前記フランジ端部に設置され、
かつ前記拡張具が、前記フランジ端部から外部に突き出して設置され、
前記拡張具が、加熱された場合に変形することを特徴とする、鉄骨被覆構造を提供するものである。
【００１５】
また本発明の一つは、
［２］前記拡張具の設置溝の一部または全部を変形させることにより、変形された拡張具の設置溝が変形前の形状に戻ろうとする応力が生じ、この応力により、前記拡張部の設置溝と前記フランジ端部とが固定されている、上記［１］に記載の鉄骨被覆構造を提供するものである。
【００１６】
また本発明の一つは、
［３］前記拡張具の設置溝が、次の（１）〜（５）からなる群より選ばれる少なくとも一つである、上記［１］または［２］に記載の鉄骨被覆構造を提供するものである。
（１）互いに対向する前記拡張具の設置溝の一方の内面（ａ）と他方の内面（ｂ）の少なくとも一方の面に突起部が設けられた設置溝
（２）前記拡張具の設置溝の奥の内面（ｃ）から前記設置溝の開口部方向に向かって、連続的または段階的に前記設置溝の開口部が狭くなる設置溝
（３）互いに対向する、前記拡張具の設置溝の一方の内面（ａ）と他方の内面（ｂ）の少なくとも一方の面が、折れ曲がり部を有する設置溝
（４）互いに対向する、前記拡張具の設置溝の一方の内面（ａ）と他方の内面（ｂ）の少なくとも一方の面が、波形部を有する設置溝
（５）板材を組み合わせてなる設置溝であって、前記設置溝を形成する板材の少なくとも一つが前記フランジに傾斜して接する設置溝
【００１７】
また本発明の一つは、
［４］前記拡張具が、設置溝を備えた球、設置溝を備えた立方体、設置溝を備えた直方体、設置溝を備えた円柱、設置溝を備えた多角柱、設置溝を備えた楕円柱、設置溝を備えた板状折り曲げ成形体からなる群より選ばれる少なくとも一つである、上記［１］〜［３］のいずれかに記載の鉄骨被覆構造を提供するものである。
【００１８】
また本発明の一つは、
［５］前記拡張具が、設置溝を備えた球、設置溝を備えた立方体、設置溝を備えた直方体、設置溝を備えた円柱、設置溝を備えた多角柱、設置溝を備えた楕円柱、設置溝を備えた板状成形体からなる群より選ばれる少なくとも二以上を連結部材により連結してなる、上記［１］〜［４］のいずれかに記載の鉄骨被覆構造を提供するものである。
【００１９】
また本発明の一つは、
［６］前記拡張具が、本体板と、前記本体板の両端に設置された相対する二つの側面板とを有し、
前記側面板が、支持部とフランジ保持部とを有し、
前記鉄骨のフランジ端部を挿入するための設置溝が、前記本体板、前記側面板の支持部および前記側面板のフランジ保持部により囲まれる切欠きにより形成され、
前記側面板の支持部と前記側面板のフランジ保持部との接合部に、前記側面板の支持部に対して前記側面板のフランジ保持部を傾斜可能に連結する切込みが形成されている、上記［１］〜［５］のいずれかに記載の鉄骨被覆構造を提供するものである。
【００２０】
また本発明の一つは、
［７］前記拡張具が、熱膨張性耐火シートの熱膨張開始温度以下の温度により変形する、上記［１］〜［６］のいずれかに記載の鉄骨被覆構造を提供するものである。
【００２１】
また本発明の一つは、
［８］前記拡張具が、紙材、木材、天然樹脂および合成樹脂からなる群より選ばれる少なくとも一つを含む、上記［１］〜［７］のいずれかに記載の鉄骨被覆構造を提供するものである。
【００２２】
また本発明の一つは、
［９］前記鉄骨が、建築物の仕切り部に設けられた区画に対して一方のフランジの外面を平行にして設置され、
前記拡張具が、前記一方のフランジとは反対側の他方のフランジの両端に設置され、
前記熱膨張性耐火シートが、前記鉄骨および前記拡張具を覆うと共に、前記鉄骨および前記区画の少なくとも一方に固定されている、
上記［１］〜［８］のいずれかに記載の鉄骨被覆構造を提供するものである。
【００２３】
また本発明は、
［１０］上記［１］〜［９］のいずれかに記載の鉄骨被覆構造に使用するための設置溝を有する拡張具であって、
前記拡張具の設置溝が、次の（１）〜（５）からなる群より選ばれる少なくとも一つである、拡張具を提供するものである。
（１）互いに対向する、前記拡張具の設置溝の一方の内面（ａ）と他方の内面（ｂ）の少なくとも一方の面に突起部が設けられた設置溝
（２）前記拡張具の設置溝の奥の内面（ｃ）から前記設置溝の開口部方向に向かって、連続的または段階的に前記設置溝の開口部が狭くなる設置溝
（３）互いに対向する、前記拡張具の設置溝の一方の内面（ａ）と他方の内面（ｂ）の少なくとも一方の面が、折れ曲がり部を有する設置溝
（４）互いに対向する、前記拡張具の設置溝の一方の内面（ａ）と他方の内面（ｂ）の少なくとも一方の面が、波形部を有する設置溝
（５）板材を組み合わせてなる設置溝であって、前記設置溝を形成する板材の少なくとも一つが前記フランジに傾斜して接する設置溝
【００２４】
また本発明の一つは、
［１１］前記拡張具が、本体板と、前記本体板の両端に設置された対向する二つの側面板とを有し、
前記側面板が、支持部とフランジ保持部とを有し、
前記鉄骨のフランジ端部を挿入するための設置溝が、前記本体板、前記側面板の支持部および前記側面板のフランジ保持部により囲まれる切欠きにより形成され、
前記側面板の支持部と前記側面板のフランジ保持部との連結部に、前記側面板の支持部に対して前記側面板のフランジ保持部を傾斜可能に連結する切込みが形成されていることを特徴とする、上記［１０］に記載の拡張具を提供するものである。
【発明の効果】
【００２５】
本発明の鉄骨被覆構造に使用する拡張具は、前記拡張具の設置溝の一部または全部が変形された状態により、前記フランジ端部が前記拡張具の設置溝に挿入されている。
このため前記拡張具の設置溝の一部または全部の変形の程度を調節することにより、前記鉄骨のフランジの厚みが異なる場合でも、前記拡張具を簡単に鉄骨に設置することができる。
【００２６】
さらに本発明の鉄骨被覆構造に使用する拡張具は、前記拡張具の設置溝の一部または全部を変形させることにより変形された拡張具の設置溝が変形前の形状に戻るための応力が生じ、この応力により、前記拡張部の設置溝と前記フランジ端部とが固定されている。
このため、前記フランジ端部に設置した前記拡張具が、容易に前記フランジ端部から脱落することを防止することができる。このため本発明の鉄骨被覆構造を施工する際の前記拡張具の脱落に伴う作業遅延が少なく、本発明の鉄骨被覆構造は施工性に優れる。
【００２７】
また本発明の鉄骨被覆構造は、鉄骨のフランジの端部に前記フランジから外部に突き出して拡張具が設置されている。
そして熱膨張性耐火シートが前記拡張具を介して前記鉄骨を覆っていることから、前記熱膨張性耐火シートと前記フランジの端部との間には一定の隙間が設けられている。
この一方、前記拡張具は火災等の熱により加熱された場合、変形する。
このため本発明の鉄骨被覆構造が火災等の熱にさらされた場合には、前記熱膨張性耐火シートが膨張すると共に、前記拡張具が変形することから、前記熱膨張性耐火シートと前記フランジの端部との隙間に前記熱膨張性耐火シートの膨張残渣が充填される。
この結果、前記鉄骨の周囲には前記熱膨張性耐火シートの膨張残渣が比較的均一に生成し、鉄骨に対して膨張残渣が極端に薄くなる部分が生成することはなく、火災等の熱が鉄骨に伝わる時間を有効に遅延させることができる。
これにより本発明の鉄骨被覆構造は耐火性に優れる。
【００２８】
また本発明の鉄骨被覆構造は、前記鉄骨および拡張具を熱膨張性耐火シートにより覆うことにより施工することができ、従来の鉄骨被覆構造の様に金属板と熱膨張性材料層とを積層一体化し折り曲げ加工してなる耐火被覆ユニットを準備する必要がない。このため鉄骨が複雑に組み合わさっている建築物においても容易に施工することができる。
【００２９】
さらに本発明の鉄骨被覆構造は、鉄骨に拡張具を設置し、前記鉄骨および拡張具を熱膨張性耐火シートにより覆うことにより施工することができることから、本発明の鉄骨被覆構造を施工する際に熟練作業者以外にも施工が可能である。
これにより本発明の鉄骨被覆構造は施工作業性に優れる。
【図面の簡単な説明】
【００３０】
【図１】図１は本発明である鉄骨被覆構造の実施形態を説明するための模式断面図である。
【図２】図２は本発明の鉄骨被覆構造のうち、図１に示す鉄骨および拡張具の部分を示す模式部分断面図である。
【図３】図３は本発明である鉄骨被覆構造の実施形態を説明するための模式断面図である。
【図４】図４は本発明に使用する拡張具の形状を説明するための斜視図である。
【図５】図５は本発明に使用する拡張具の形状を説明するための斜視図である。
【図６】図６は本発明に使用する拡張具の変形例を説明するための斜視図である。
【図７】図７は本発明に使用する拡張具の変形例を説明するための斜視図である。
【図８】図８は本発明に使用する拡張具の変形例を説明するための断面図である。
【図９】図９は本発明に使用する拡張具の設置溝に設置される突起部の変形例を示す模式斜視図である。
【図１０】図１０は本発明に使用する拡張具の設置溝に設置される突起部の変形例を示す模式斜視図である。
【図１１】図１１は本発明に使用する拡張具の設置溝に設置される突起部の変形例を示す模式斜視図である。
【図１２】図１２は本発明に使用する拡張具の一実施形態を説明するための斜視図である。
【図１３】図１３は本発明に使用する拡張具の一実施形態を説明するための平面図である。
【図１４】図１４は本発明に使用する拡張具の一実施形態を説明するための斜視図である。
【図１５】図１５は本発明に使用する拡張具の一実施形態を説明するための平面図である。
【図１６】図１６は本発明に使用する拡張具の一実施形態を説明するための斜視図である。
【図１７】図１７は本発明に使用する拡張具を鉄骨に設置した状態を説明するための模式斜視図である。
【図１８】図１８は本発明に使用する拡張具を鉄骨に設置した状態を説明するための模式斜視図である。
【図１９】図１９は本発明に使用する拡張具の変形例を説明するための平面図である。
【図２０】図２０は本発明に使用する拡張具の一実施形態を説明するための平面図である。
【図２１】図２１は本発明に使用する拡張具の一実施形態を説明するための斜視図である。
【図２２】図２２は本発明に使用する拡張具の一実施形態を説明するための平面図である。
【図２３】図２３は本発明に使用する拡張具の一実施形態を説明するための斜視図である。
【図２４】図２４は本発明に追加して使用される拡張具の一実施形態を説明するための斜視図である。
【図２５】図２５は本発明に追加して使用される拡張具の一実施形態を説明するための斜視図である。
【図２６】図２６は本発明の実施例１の鉄骨被覆構造を説明するための模式断面図である。
【図２７】図２７は比較例１の鉄骨被覆構造を説明するための模式断面図である。
【図２８】図２８は比較例３の鉄骨被覆構造を説明するための模式断面図である。
【図２９】図２９は従来の鉄骨被覆構造に使用する拡張具を説明するための模式斜視図である。
【図３０】図３０は従来の鉄骨被覆構造を説明するための模式断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００３１】
以下に図面を参照しつつ、本発明の鉄骨被覆構造の実施形態について説明する。
図１は、本発明である鉄骨被覆構造の実施形態を説明するための模式断面図である。
図１に例示された鉄骨１は、その断面がＨ字状の構造を有するものであり、２本のフランジ２，３と１本のウェブ４とを備えるものである。前記２本のフランジ２，３のうち、上フランジ２と下フランジ３とは平行に対向していて、上フランジ２および下フランジ３の中央部に前記ウェブ４の両端が接続されている。
この鉄骨１は公知であり、市販品等を適宜選択して使用することができる。
【００３２】
ここで前記鉄骨１は建物の床や天井等の構造材５を支える梁としての機能を有するものであり、前記構造材５と直接または金属接続部材等を介してボルト、溶接等の固定手段により固定されている（図示せず）。
なお図１では前記鉄骨１が梁として水平方向に設置された場合について説明しているが、前記鉄骨１を柱として垂直方向に設置した場合も同様に本発明の鉄骨被覆構造を形成することが可能である。
【００３３】
前記下フランジ３の両端には拡張具６，６が設置されている。前記拡張具６，６はそれぞれ前記下フランジ３の端部の厚みよりも狭い開口部の設置溝を有していて、その設置溝を広げて前記下フランジ３を挿入することにより、前記下フランジ３の両端に拡張具６，６を設置することができる。
前記拡張具６，６はそれぞれ前記下フランジ３の両端から、前記ウエブ４に対して垂直方向および水平方向に外部に突き出して設置されている。
ここで前記下フランジ３から外部に突き出すとは、前記下フランジ３の両端を基準として、鉄骨１の外部へ拡張部分を有することを意味する。
【００３４】
図２は本発明の鉄骨被覆構造のうち、図１に示す鉄骨および拡張具の部分を示す模式部分断面図である。
前記鉄骨１のうち、一点破線ａ‐ａおよびｂ‐ｂにより分けられる範囲のうち、参照符号Ａ〜Ｈにより示される範囲が鉄骨１の外部を示す。
図２に示される様に、前記拡張具６，６はそれぞれ、参照符号Ａ、ＢおよびＣ、ならびに参照符号Ｃ、ＤおよびＥに拡張部分を有する。
本発明に使用する拡張具は、図２の場合で説明すると、参照符号Ａ、ＢおよびＣのうち少なくとも一つの範囲に拡張部分を有するものであり、また参照符号参照符号Ｃ、ＤおよびＥのうち少なくとも一つの範囲に拡張部分を有するものである。
本発明に使用拡張具は、参照符号ＡおよびＥに拡張部分を有するものであれば好ましい。
【００３５】
再度図１に戻って説明する。
前記鉄骨１および拡張具６，６は熱膨張性耐火シート７により覆われている。
前記熱膨張性耐火シート７を、ビス、タッカー、溶接ピン、ボルト、タッピング螺子等の固定手段により前記鉄骨１に対して固定することができる。
図１の場合では溶接ピン８により、前記熱膨張性耐火シート７が前記鉄骨１に固定されている。
【００３６】
必要に応じて前記熱膨張性耐火シート７の端面を、床や天井等の構造材５にボルト、ビス、タッカー、タッピングねじ等の固定手段により固定することにより本発明の鉄骨被覆構造が得られる。
前記構造材５に対して前記熱膨張性耐火シート７を固定する際には、例えば前記構造材５に予め埋込ピン等の突起物を設置しておき、外側から押して前記熱膨張性耐火シート７に前記突起物を貫通させ、前記突起物の貫通部分を曲げる等の固定手段等によっても、前記構造材５に対して前記熱膨張性耐火シート７を固定することが可能である。
【００３７】
図３は本発明である鉄骨被覆構造の実施形態を説明するための模式断面図である。
図１は鉄骨１を切断した断面を示す断面図であったが、図３は鉄骨１のウエブ４（図３ではウエブ４は熱膨張性耐火シート７により覆われているため図示されていない）と平行な面により切断した断面を示す断面図である。
図３では２５０ｍｍ毎に前記熱膨張性耐火シート７が鉄骨１に対して溶接ピン８により固定されている。
また前記熱膨張性耐火シート７を二枚以上使用する場合には、図３に示される様に、前記熱膨張性耐火シート７，７同士の境界部分を重ね合わせて固定することが好ましい。
図３の場合では前記熱膨張性耐火シート７，７が１００ｍｍの幅に重ねられている。
図３に示される様に、鉄骨１に対する火災等の熱の影響を排除するために本発明の鉄骨構造は、前記熱膨張性耐火シート７により前記鉄骨１および拡張具６が隙間なく覆われていることが好ましい。
【００３８】
本発明に使用される拡張具６は、火災等により加熱された場合に変形するものが用いられる。
前記拡張具６の変形は、体積の減少を伴うものが好ましく、前記熱膨張性耐火シート７が膨張を開始する前後の温度において前記６の変形や体積の減少が伴う変形が始まることがより好ましく、前記熱膨張性耐火シート７の熱膨張開始温度よりも低い温度において前記拡張具６の変形や体積の減少を伴う変形が始まることがさらに好ましい。
前記熱膨張性耐火シート７の熱膨張開始温度よりも低い温度において変形する拡張具を使用することにより、前記熱膨張性耐火シートが膨張する前に前記拡張具が前記熱膨張性耐火シートを保持すると共に前記熱膨張性耐火シートの位置が変動することを防止することができる。
【００３９】
通常本発明に使用する熱膨張性耐火シート７は８０〜３００℃の温度範囲により膨張を開始するが、本発明に使用する拡張具６は前記熱膨張性耐火シートの膨張開始温度に合わせて、その熱膨張を妨げない温度範囲において変形するものを適宜選択されることが好ましい。
【００４０】
図１に示される鉄骨被覆構造が火災等の熱にさらされた場合、前記鉄骨１および拡張具６，６を覆う前記熱膨張性耐火シート７が膨張すると共に前記拡張具６，６は、使用する熱膨張性耐火シートの熱膨張開始温度の前後の温度において変形を開始する。
前記拡張具６，６は６０〜５５０℃の温度範囲において収縮、溶融、流出、気化、分解、焼失等により変形しながらその体積が減少するものを使用することが好ましく、前記熱膨張性耐火シート７の熱膨張開始温度以下の温度で変形しながらその体積が減少するものであればより好ましい。
火災等の熱により前記拡張具６，６が変形し、前記拡張具６，６が損なわれた場合であっても前記熱膨張性耐火シート７が膨張し、前記熱膨張性耐火シート７による膨張残渣が前記拡張具６，６の存在していた空間を含めて、前記鉄骨１の下ウエブ３と前記熱膨張性耐火シート７との隙間に配置される。
これにより前記鉄骨１の周囲は、前記拡張具６，６を使用しなかった場合と比較して前記熱膨張性耐火シートの膨張残渣により比較的均一に取り囲まれる。
前記鉄骨１の周囲には前記膨張残渣が極端に薄くなった部分が存在しないため、火災等の熱から鉄骨１を有効に保護することができる。
【００４１】
次に本発明に使用する熱膨張性耐火シートについて説明する。
本発明に使用する熱膨張性耐火シートは、エポキシ樹脂やゴム等の樹脂成分、リン化合物、熱膨張性黒鉛、無機充填材等を含有する熱膨張性樹脂組成物をシート状に成形してなるものである。
前記熱膨張性耐火シートは、ガラスクロス等の無機繊維シート、アルミニウム箔、銅箔等の金属箔等の一種もしくは二種以上を積層したものを使用することができる。
【００４２】
前記無機繊維シートに使用する無機繊維としては、例えば、グラスウール、ロックウール、セラミックウール、石膏繊維、炭素繊維、ステンレス繊維、スラグ繊維、シリカアルミナ繊維、アルミナ繊維、シリカ繊維、ジルコニア繊維等が挙げられる。
前記無機繊維層は、前記無機繊維を用いた無機繊維クロスを使用することが好ましい。
また前記無機繊維シートに使用する無機繊維は、金属箔をラミネートしたものを使用することが好ましい。
金属箔ラミネート無機繊維の具体例としては、例えば、アルミニウム箔ラミネートガラスクロス、銅箔ラミネートガラスクロス等がさらに好ましい。
【００４３】
前記熱膨張性耐火シートは、例えば金属箔層、熱膨張性樹脂層および無機繊維層等を積層すること等により得ることができる。これらの積層には溶融同時押出、熱プレス等の他、接着剤により各層を貼着する手段等を挙げることができる。本発明に使用する熱膨張性耐火シートは金属箔層が最外面にあることが好ましい。
【００４４】
前記熱膨張性耐火シートは市販品を使用することができ、例えば積水化学工業社製フィブロック（商品名。エポキシ樹脂やゴムを樹脂成分とし、リン化合物、熱膨張性黒鉛および無機充填材等を含む熱膨張性樹脂組成物のシート状成形物）等を入手して使用することが可能である。
なお前記熱膨張性黒鉛は中和された熱膨張性黒鉛を使用することが好ましい。
【００４５】
前記熱膨張性耐火シートは火災等の熱により膨張し、膨張残渣を形成する。この膨張残渣が前記鉄骨に対する火災等の炎を遮断する。このため火災等が発生した場合であっても前記鉄骨の強度が低下すること等を防止することができる。
【００４６】
また本発明においては、前記鉄骨および拡張具を鉄骨被覆材により覆ってから熱膨張性耐火シートを重ねて覆うことができ、また前記熱膨張性耐火シート７の上から鉄骨被覆材により重ねて覆うこともできる。
【００４７】
前記鉄骨用被覆材としては、例えば、ロックウール、グラスウール、セラミックウール等の無機繊維からなる無機繊維シート、
アルミ箔、鉄箔、ステンレス箔、錫箔、鉛箔、錫鉛合金箔、銅箔、クラッド箔、鉛アンチ箔等の金属や、アルミニウム薄板、銅薄板、ステンレス薄板、錫薄板、鉛薄板、錫鉛合金薄板、クラッド薄板、鉛アンチ薄板等の金属薄板、アルミガラスクロス、合成樹脂に対し、アルミニウム、マグネシウム等の金属粉を分散させたもの等からなる金属シート等を挙げることができる。
これらの前記無機繊維シート、前記金属シート等の一種もしくは二種以上を組み合わせて使用するか、あるいは積層させて使用することができる。
【００４８】
次に本発明に使用する拡張具の詳細について説明する。
図４および図５は本発明に使用する拡張具の形状を説明するための斜視図である。
図４および図５に例示される様に、本発明に使用する拡張具の形状としては、例えば球、立方体、直方体等の他、円柱、四角柱、多角柱等の形状が挙げられる。
なお本発明においては、長手方向に２００ｍｍ未満の長さのものを直方体と表現し、長手方向に２００ｍｍ以上の長さのものを四角柱、多角柱等と表現する。
【００４９】
図４および図５に例示される拡張具は設置溝１０を備える。前記設置溝１０は鉄骨のフランジ端部に前記拡張具を設置するために設けられている。
図４および図５の場合、鉄骨のフランジの厚みよりも前記設置溝の開口部の大きさが狭い。このため拡張具の設置溝の一部または全部を変形させることにより、拡張具の設置溝に本発明に使用する鉄骨のフランジの端部を挿入することができる。
【００５０】
ここで鉄骨のフランジの厚みと前記設置溝の開口部の大きさとの関係を説明する。
前記設置溝の開口部の大きさは、鉄骨のフランジの厚みＴｍｍを基準として、前記設置溝の開口部の大きさが、前記鉄骨のフランジの厚み方向に最も狭い部分を基準として（Ｔ−１）〜（Ｔ−３０）ｍｍの範囲にあることが好ましい。
前記設置溝の開口部の大きさは、（Ｔ−５）〜（Ｔ−２０）ｍｍの範囲であればより好ましく、（Ｔ−５）〜（Ｔ−１０）ｍｍの範囲であればさらに好ましい。
【００５１】
拡張具の設置溝の一部または全部を変形させる際には、前記設置溝の開口部を広げるとよい。
前記球の拡張具の設置溝１０を変形させることにより、変形された拡張具の設置溝１０が変形前の形状に戻るための応力が生じる。この応力により、前記拡張部の設置溝１０と前記フランジ端部とを固定することができる。
前記応力により、前記拡張部の設置溝１０と前記フランジ端部とを固定することができる点は、以下の拡張具の場合も同様である。
【００５２】
図６、図７、図９〜図１１は、図４および図５に記載された拡張具の変形例を例示した斜視図である。また図８は図４および図５に記載された拡張具の変形例を例示した断面図である。
図６（ａ’）に例示される球の拡張具は設置溝１０に加え、突起部４０を備える。
図６（ａ’）に例示される設置溝１０は、前記拡張具の設置溝１０の一方の内面３０および他方の内面３１ならびに奥の内面３２により形成されている。また前記拡張具の設置溝１０の一方の内面３０および他方の内面３１は互いに対向する関係にある。
前記球の拡張具の設置溝１０の内面３０には突起部４０が設けられている。前記突起部４０の形状は先端が球面状の略円錐形状である。
本発明に使用する前記突起部の形状に限定はなく、目的に合わせて適宜選択して採用することができる。
【００５３】
前記球の拡張具の設置溝１０の内面３１と前記突起部４０の先端との距離は、本発明に使用する鉄骨のフランジ端部の厚みよりも小さい。
このため前記球の拡張具の設置溝１０を本発明に使用する鉄骨のフランジ端部に設置する際には、前記球の拡張具の設置溝１０を広げてから、前記球の拡張具の設置溝１０に鉄骨のフランジの端部を挿入する。
前記立方体の拡張具の設置溝１０を変形させることにより生じる、変形された拡張具の設置溝１０が変形前の形状に戻るための応力により、前記拡張部の設置溝１０と前記フランジ端部とを固定することができる。
【００５４】
図６（ｂ’）に例示される立方体の拡張具は設置溝１０に加え、突起部４１を備える。
図６（ｂ’）に例示される設置溝１０は、図６（ａ’）の場合と同様に前記拡張具の設置溝の一方の内面３０および他方の内面３１ならびに奥の内面３２により形成されている。
前記立方体の拡張具の設置溝１０の内面３０および３１にはそれぞれ突起部４１，４１が設けられている。前記突起部４１，４１の形状は直方体である。
【００５５】
前記立方体の拡張具の設置溝１０の内面３０に設置された前記突起部４１と、前記立方体の拡張具の設置溝１０の内面３１に設置された前記突起部４１との距離は、本発明に使用する鉄骨のフランジ端部の厚みよりも小さい。
このため前記立方体の拡張具の設置溝１０を本発明に使用する鉄骨のフランジ端部に設置する際には、前記立方体の拡張具の設置溝１０を広げてから、前記立方体の拡張具の設置溝１０に鉄骨のフランジの端部を挿入する。
前記立方体の拡張具の設置溝１０を変形させることにより生じる、変形された拡張具の設置溝１０が変形前の形状に戻るための応力により、先の球の拡張具の場合と同様に前記拡張部の設置溝１０と前記フランジ端部とを固定することができる。
【００５６】
図６（ｃ’）に例示される直方体の拡張具は設置溝１０を備える。
図６（ｃ’）に例示される直方体の拡張具は、先の図６（ｂ’）に例示した立方体の拡張具の場合と同様、前記立方体の拡張具の設置溝１０の内面３０に設置された前記突起部４１と、前記立方体の拡張具の設置溝１０の内面３１に設置された前記突起部４１とを有する。
図６（ｂ’）に例示される立方体の拡張具の場合には、前記突起部４１が前記設置溝１０の内部に対称的に配置されているが、図６（ｃ’）に例示される直方体の拡張具の場合には、前記突起部４１は前記設置溝１０の内面３０と内面３１にそれぞれ交互に配置されている点が異なる。
【００５７】
図７（ｄ’）〜（ｆ’）に例示される柱状の拡張具は設置溝１０に加え、突起部４２を備える。
前記柱状の拡張具の設置溝１０の内部にも突起部４２，４２が設置されている。前記突起部４２，４２間の距離は鉄骨の厚みより狭いが、前記柱状の拡張具の設置溝１０を広げることにより、前柱状の拡張具の設置溝１０に鉄骨のフランジの端部を挿入することができる。
【００５８】
図８は、本発明に使用する拡張具の設置溝に設置される突起部の変形例を示す模式断面図である。
図８（ｄ）および（ｅ）に例示される様に、拡張具の設置溝１０の内面３０、内面３１および奥の内面３２のうち、内面３０および内面３１の少なくとも一方に突起部４２を設置することができる。
【００５９】
また図８（ｆ）および（ｇ）に例示される様に、前記拡張具の設置溝１０の奥の内面３２から前記設置溝１０の開口部方向に向かって、前記設置溝１０の開口部を狭くすることにより、拡張具の設置溝１０の内面３０および内面３１に、図８（ｄ）および（ｅ）に例示される突起部４２と同様の機能を与えることができる。
図８（ｄ）および（ｅ）に例示される突起部４２は段階的に前記設置溝１０の開口部方向に向かって隆起するのに対し、図６（ｆ）および（ｇ）に例示される突起部４３は連続的に前記設置溝１０の開口部方向に向かって隆起している。
【００６０】
また図８（ｈ）および（ｉ）に例示される様に、拡張具の設置溝に設置される突起部として、拡張具の設置溝１０の内面３０および内面３１の少なくとも一方の面に平面部分を有する突起部４４、曲面部分を有する突起部４５を設けることもできる。
【００６１】
図９〜１１は、本発明に使用する拡張具の設置溝に設置される突起部の変形例を示す模式斜視図である。
先に説明した図７の柱状の拡張具の場合は、突起部４２が前記柱状の拡張具の長手方向に沿って設置されていたが、図９に例示する柱状の拡張具の場合は、突起部４６が間隔をおいて、前記柱状の拡張具の長手方向に対して垂直方向に設置されている点が異なる。
なお図９に例示した柱状の拡張具の場合には前記突起部４６は、設置溝１０の内面３０に設けられているが、設置溝１０の内面３１にも前記突起部４６を設置することができる。
【００６２】
また図１０に例示される様に、本発明に使用する拡張具は、互いに対向する、前記拡張具の設置溝１０の一方の内面３０と他方の内面３１との少なくとも一方の面に折れ曲がり部を設置することができる。
前記折れ曲がり部は、谷部４７と山部４８が繰り返す形状により形成されている。なお、前記折れ曲がり部は平面を含む形状であってもよい。
【００６３】
また図１１に例示される様に、本発明に使用する拡張具は、互いに対向する、前記拡張具の設置溝１０の一方の内面３０と他方の内面３１との少なくとも一方の面に波形部を設置することができる。
なお、前記波形部は平面を含む形状であってもよい。
【００６４】
図４〜１１に例示した拡張具の設置溝１０を広げることにより、前記拡張具１０の設置溝１０に鉄骨のフランジの端部を挿入することができる。
【００６５】
また図１２に例示される様に、本発明に使用する拡張具は、鉄骨のフランジ端部を挿入するためのフランジ接合部２０，２０と、前記フランジ接合部２０，２０同士を連結する連結部材２１を有するものであってもよい。
【００６６】
図１３および図１５は本発明に使用する拡張具の一実施形態を説明するための平面図であり、図１４および図１６は本発明に使用する拡張具の一実施形態を説明するための斜視図である。
図１３および１４に例示される様に、拡張具６００は本体板６１０と、前記本体板６１０の両端に設置された対向する二つの側面板６２０，６３０とを有する。
前記側面６２０，６３０はそれぞれ前記本体板６１０に対して屈曲可能に接続されている。
前記側面６２０，６３０はそれぞれ支持部６４０，６５０ならびにフランジ保持部６６０，６７０を有する。
前記本体板６１０、前記側面板６２０の支持部６４０および前記側面板６２０のフランジ保持部６６０により囲まれる切欠き６８０、ならびに前記本体板６１０、前記側面板６３０の支持部６５０および前記側面板６３０のフランジ保持部６７０により囲まれる切欠き６９０が、鉄骨のフランジに設置するための設置溝を形成する。
【００６７】
また前記側面板６２０の支持部６４０と前記側面板６２０のフランジ保持部６６０との接合部に、前記側面板６２０の支持部６４０に対して前記側面板６２０のフランジ保持部６６０を傾斜可能に連結する切込み７００ならびに前記側面板６３０の支持部６５０と前記側面板６３０のフランジ保持部６７０との接合部に、前記側面板６３０の支持部６５０に対して前記側面板６３０のフランジ保持部６７０を傾斜可能に連結する切込み７１０が形成されている。
【００６８】
図１５および図１６に示される拡張具６０１は図１３および図１４に示される拡張具６００の変形例である。
前記拡張具６０１は、鉄骨に対する設置作業を高めるため側面板６２１，６３１の端部が丸く成形されている。
【００６９】
図１７および図１８はそれぞれ本発明に使用する拡張具を鉄骨に設置した状態を説明するための模式斜視図である。
図１７に例示される様に、前記拡張具６００には前記鉄骨１のフランジ３の端部の外形よりも狭い設置溝を有する。前記フランジ保持部６６０，６７０を変形させて前記設置溝を前記鉄骨１のフランジ３の端部に挿入することにより、前記鉄骨１に対して前記拡張具６００を設置することができる。
【００７０】
また図１８に例示される様に、前記側面板６２０のフランジ保持部６６０が前記側面板６２０の支持部６４０に対して傾斜可能に連結されていることから、前記側面板６２０のフランジ保持部６６０を前記側面板６２０の支持部６４０に対して傾斜させることにより、前記設置溝の幅が前記鉄骨１のフランジ３の端部の厚みより狭い場合であっても、前記拡張具６００を前記鉄骨１のフランジ３の端部に設置することができる。
【００７１】
同様に前記側面板６３０のフランジ保持部６７０が前記側面板６３０の支持部６５０に対して傾斜可能に連結されていることから、前記側面板６３０のフランジ保持部６７０を前記側面板６３０の支持部６５０に対して傾斜させることにより、前記設置溝の幅が前記鉄骨１のフランジ３の端部の厚みより狭い場合であっても、前記拡張具６００を前記鉄骨１のフランジ３の端部に設置することができる。
【００７２】
図１９は本発明に使用する拡張具の変形例を説明するための平面図である。
図１９に例示される拡張具６０４は、前記拡張具６００の変形例を例示したものである。
拡張具６０４は本体板６１４と、前記本体板６１４の両端に設置された対向する二つの側面板６２４，６３４とを有する。
前記側面６２４，６３４はそれぞれ支持部６４４，６５４ならびにフランジ保持部６６４，６７４を有する。
前記本体板６１４、前記側面板６２４の支持部６４４および前記側面板６２４のフランジ保持部６６４により囲まれる切欠き６８４、ならびに前記本体板６１４、前記側面板６３４の支持部６５４および前記側面板６３４のフランジ保持部６７４により囲まれる切欠き６９４が、鉄骨のフランジに設置するための設置溝を形成する。
【００７３】
またフランジ保持部６６４ａに対してフランジ保持部６６４ｂを傾斜可能に連結する切込み７０４、およびフランジ保持部６７４ａに対してフランジ保持部６７４ｂを傾斜可能に連結する切込み７１４が形成されている。
拡張具６０４に鉄骨のフランジ端部を挿入した場合には、フランジ保持部６６４ａに対してフランジ保持部６６４ｂが変形する。
またフランジ保持部６７４ａに対してフランジ保持部６７４ｂが変形する。
変形したフランジ部６６４ｂおよびフランジ部６７４ｂが元の形状に戻る際の応力により、前記拡張具６０４を鉄骨のフランジ端部に固定することができる。
【００７４】
図２０および図２１に示される拡張具６０２は図１３および図１４に示される拡張具６００の変形例である。
図２０および２０に例示される様に、拡張具６０２は本体板６１２と、前記本体板６１２の両端に設置された対向する二つの側面板６２２，６３２とを有する。
前記側面６２２，６３２はそれぞれ前記本体板６１２に対して屈曲可能に接続されている。
前記側面６２２，６３２はそれぞれ支持部６４２，６５２ならびにフランジ保持部６６２，６７２を有する。
前記本体板６１２、前記側面板６２２の支持部６４２および前記側面板６２２のフランジ保持部６６２により囲まれる切欠き６８２、ならびに前記本体板６１２、前記側面板６３２の支持部６５２および前記側面板６３２のフランジ保持部６７２により囲まれる切欠き６９２が、鉄骨のフランジに設置するための設置溝を形成する。
【００７５】
図２１に例示される様に、前記切欠き６９２により形成される設置溝は、内面３０、内面３１および奥の内面３２により形成される。なお設置溝の内面３１は本体板６１２により形成され、設置溝の内面３１および奥の内面３２はそれぞれ側面板６３２の端面により形成される。
前記拡張具の設置溝の奥の内面３２から前記設置溝の開口部方向に向かって、前記設置溝の開口部が狭くなっている。
拡張具６０２に鉄骨のフランジ端部を挿入した場合には、本体板６１２および側面板６２２，６３２が変形する。
変形した本体板６１２および側面板６２２，６３２が元の形状に戻る際の応力により、前記拡張具６０２を鉄骨のフランジ端部に固定することができる。
【００７６】
図２２および図２３に示される拡張具６０３は図２０および図２１に示される拡張具６０２の変形例である。
前記拡張具６０３は、側面板６２３，６３３と本体板６１３により形成される設置溝の内面３０に突起部が設置されている。
この突起部を設置することにより、切り欠き６８３，６９３により形成される設置溝の厚みを鉄骨のフランジ端部より狭くすることができる。
側面板６２３，６３３と本体板６１３とを変形させることにより、拡張具６０３の設置溝に鉄骨のフランジ端部を挿入することができる。
【００７７】
本発明の鉄骨被覆構造は、必要に応じて前記拡張具の設置溝を変形させることなく鉄骨のフランジ端部に設置することのできる拡張具を併用することもできる。
この様な拡張具の具体例としては、例えば、図２４に例示される設置溝を備えた拡張具等が挙げられる。
図２４に例示する設置溝１０ａを備えた形状の前記設置溝は段差１０ａを備えるものであってもよい。
この段差１０ａを前記鉄骨１に設置する際は耐熱粘着テープ等により、段差１０ａを、前記鉄骨１のフランジ３の両端部に貼着することにより設置することができる。
【００７８】
図２５に例示される拡張具は両端に段差１０ｂ，１０ｃが設けられていて、これらをそれぞれ鉄骨１の上フランジ２の端部と下フランジ３の端部に設置することにより鉄骨１に設置することもできる。
【００７９】
次に本発明に使用する拡張具の素材について説明する。
本発明に使用する拡張具は、先に説明した通り、火災等の熱により加熱された場合に変形するものである。
【００８０】
前記拡張具の素材としては、例えば、紙材、木材、天然樹脂、合成樹脂等の一種もしくは二種以上を含むものが挙げられる。
【００８１】
前記紙材としては、例えば、木材等の植物から取り出した繊維状物質や化学繊維を水等の分散媒中に分散させ、これを濾過して均一層を形成してから乾燥させた紙等が挙げられる。
前記紙に対して、塗料、撥水剤等を塗布して得られる加工紙、波状の紙をライナーと呼ばれる平面の紙により挟んで接着した段ボール等が挙げられる。
【００８２】
前記木材としては、例えば、天然木材から得られる木素材に限られず、木素材を含む集成木材、積層木材、積層木板等が挙げられる。
【００８３】
前記天然樹脂としては、例えば、セルロース誘導体、ゼラチン、アルギン酸塩、キトサン、プルラン、ペクチン、カラゲナン、タンパク質、タンニン、リグニン、ロジン酸等を主成分とする高分子、ろう、ワックス、天然ゴム等が挙げられる。
【００８４】
前記合成樹脂としては、例えば、イソプレンゴム、ブタジエンゴム、１，２−ポリブタジエンゴム、スチレン−ブタジエンゴム、クロロプレンゴム、ニトリルゴム、ブチルゴム、エチレン−プロピレンゴム、クロロスルホン化ポリエチレン、アクリルゴム、エピクロルヒドリンゴム、シリコーンゴム、フッ素ゴム、ウレタンゴム、ポリイソブチレンゴム、塩化ブチルゴム等の合成ゴム、
ポリプロピレン樹脂、ポリエチレン樹脂、ポリ（１−）ブテン樹脂、ポリペンテン樹脂等のポリオレフィン樹脂、
ポリスチレン樹脂、アクリロニトリル−ブタジエン−スチレン樹脂、ポリカーボネート樹脂、アクリル樹脂、ポリアミド樹脂、ポリ塩化ビニル樹脂、ポリエチレンテレフタレート樹脂、ポリブチレンテレフタレート樹脂、ポリフェニレンエーテル樹脂、全芳香族ポリエステル樹脂、ポリエーテルスルホン樹脂、フェノール樹脂、ポリウレタン樹脂、エポキシ樹脂等が挙げられる。
【００８５】
前記拡張具の素材は、火災等の熱に本発明の鉄骨被覆構造がさらされた場合に、本発明に使用する熱膨張性耐火シートの膨張を阻害しない範囲で適宜選択することが好ましい。
【００８６】
次に本発明について図面に基づき実施例により詳細に説明するが、本発明はこれらの実施例により何ら限定されるものではない。
【実施例１】
【００８７】
図２６は本発明の実施例１の鉄骨被覆構造を説明するための模式断面図である。
実施例１では構造材５として、ケイ酸カルシウム板が使用されている。また前記構造材５に対して鉄骨１が埋め込みボルト（図示せず）により固定されている。
実施例１に使用した拡張具６００は、図１４に示された拡張具と同一の形状を有していて、ポリプロピレンにより形成されている。
前記拡張具６００はフランジ３に対して２００〜８００ｍｍ間隔に設置することが好ましく、４００〜６００ｍｍ間隔に設置すればさらに好ましい。
前記鉄骨１および拡張具６００を覆う様に熱膨張性耐火シート７が設置されていて、長さが１５ｍｍの溶接ピン８により鉄骨１に溶接されている。
【００８８】
実施例１に使用した熱膨張性耐火シート７は０．７ｍｍ厚の熱膨張性耐火材の両面を、アルミニウム箔ラミネートガラスクロスにより積層されたものであり、前記アルミニウム箔ラミネートガラスクロスのアルミ箔は前記熱膨張性耐火シート７の最外面に配置されているものである。
前記熱膨張性耐火シート７は端部の２０ｍｍが前記構造材５に接している。
また前記拡張具６００は前記鉄骨１のフランジ３の両端から外側へ５０ｍｍ突き出して設置されていて、前記熱膨張性耐火シート７が鉄骨１のフランジ３に対して直接接触しないようにされている。
また前記鉄骨１および前記拡張具６００に対する前記熱膨張性耐火シート７の覆い方は先に示した図２の場合と同様であり、２５０ｍｍ間隔に溶接ピン８が鉄骨１のフランジ２に溶接されている。
【００８９】
また熱膨張性耐火シート７，７との境界部分では、熱膨張性耐火シート７，７同士が１００ｍｍの幅で重なって固定されている。
実施例１に示される鉄骨被覆構造に対し、ＩＳＯ ８３４の試験方法に準拠して耐火１時間の耐火性能試験を行い、前記断面Ｈ字状の鉄骨梁の表面最高温度を測定した。この結果、前記断面Ｈ字状の鉄骨１の表面最高温度は最大５４６℃、平均で５２９℃であった。
【００９０】
なお、耐火性能試験後の熱膨張性耐火シートの膨張残渣は、ウエブに垂直方向に５５〜６０ｍｍの範囲で膨張した。
また鉄骨１のフランジ３の両端では、前記フランジ３の両端から水平方向に２５ｍｍの膨張残渣が形成された。
また前記フランジ３の下面では、前記フランジ３に対して垂直下方向に６５ｍｍ程度の膨張残渣が形成された。
前記鉄骨１全体を膨張残渣が覆っていて、外部に鉄骨１が露出した部分や膨張残渣が極端に薄くなった場所は観察することができなかった。
【実施例２】
【００９１】
実施例１の場合において、ポリプロピレン製の拡張具６００に代えて、図４（ｂ）に示される形状の発泡スチロール製の拡張具を、前記鉄骨１のフランジ３の両端から外側へ５０ｍｍ突き出して設置して使用した他は実施例１の場合と全く同様にＩＳＯ ８３４の試験方法に準拠して耐火１時間の耐火性能試験を行った。
前記断面Ｈ字状の鉄骨１の表面最高温度は最大５４０℃、平均で５２６℃であった。
前記鉄骨１全体を膨張残渣が覆っていて、外部に鉄骨１が露出した部分や膨張残渣が極端に薄くなった場所は観察することができなかった。
【実施例３】
【００９２】
実施例２の場合において、熱膨張性耐火シート７に代えて、０．５ｍｍ厚の熱膨張性耐火材の両面を、アルミニウム箔ラミネートガラスクロスにより積層されたものを使用した他は実施例１の場合と全く同様にＩＳＯ ８３４の試験方法に準拠して耐火１時間の耐火性能試験を行った。
前記断面Ｈ字状の鉄骨１の表面最高温度は最大６１３℃、平均で５９４℃であった。
前記鉄骨１全体を膨張残渣が覆っていて、外部に鉄骨１が露出した部分や膨張残渣が極端に薄くなった場所は観察することができなかった。
【００９３】
［比較例１］
図２７は比較例１の鉄骨被覆構造を説明するための模式断面図である。
実施例１の場合において拡張具を使用しなかった点、鉄骨１のフランジ３の下面に熱膨張性耐火シート７のたるみ部分（中央部で４０ｍｍの隙間）を設けることにより、前記熱膨張性耐火シート７が直接前記鉄骨１のフランジ３の下面に接触しないようにした他は実施例１の場合と全く同様に耐火性能試験を行った。
この結果、試験開始後５５分間で、前記断面Ｈ字状の鉄骨１の表面最高温度は６２３℃に達したため耐火性能試験を中止した。前記断面Ｈ字状の鉄骨１の表面最高温度は平均で４８２℃であった。
また鉄骨１のフランジ３の両端では、前記フランジ３の両端から水平方向に膨張残渣がほとんど形成されていないことが観察された。
【００９４】
［比較例２］
比較例１の場合において、熱膨張性耐火シート７に代えて、０．５ｍｍ厚の熱膨張性耐火材の両面を、アルミニウム箔ラミネートガラスクロスにより積層されたものを使用した
他は比較例１の場合と全く同様にＩＳＯ ８３４の試験方法に準拠して耐火１時間の耐火性能試験を行った。
この結果、試験開始後５４分間で、前記断面Ｈ字状の鉄骨１の表面最高温度は６３５℃に達したため耐火性能試験を中止した。前記断面Ｈ字状の鉄骨１の表面最高温度は平均で６１５℃であった。
また鉄骨１のフランジ３の両端では、前記フランジ３の両端から水平方向に膨張残渣がほとんど形成されていないことが観察された。
【００９５】
［比較例３］
図２８は比較例３の鉄骨被覆構造を説明するための模式断面図である。
比較例２の場合において、熱膨張性耐火シート７のたるみ部分を設けなかった他は比較例２の場合と全く同様にＩＳＯ ８３４の試験方法に準拠して耐火１時間の耐火性能試験を行った。
この結果、試験開始後５２分間で、前記断面Ｈ字状の鉄骨１の表面最高温度は６４３℃に達したため耐火性能試験を中止した。前記断面Ｈ字状の鉄骨１の表面最高温度は平均で５８６℃であった。 また鉄骨１のフランジ３の両端では、前記フランジ３の両端から水平方向に膨張残渣がほとんど形成されていないことが観察された。
【００９６】
本明細書は、２０１０年９月１日出願の特願２０１０−１９６２６３に基づく。この内容は全てここに含めておく。
【産業上の利用可能性】
【００９７】
本発明は鉄骨を使用している建築物に対し、容易に耐火性を与えることができることから、広く建築用途の耐火構造に応用することができる。
【符号の説明】
【００９８】
１ 鉄骨
２、３ フランジ
４ ウェブ
５ 構造材
６、２００、６００〜６０４ 拡張具
７ 熱膨張性耐火シート
８ 溶接ピン
１０ 設置溝
１０ａ、１０ｂ、１０ｃ 段差
２０ フランジ接合部
２１ 連結部材
３０、３１ 内面
３２ 奥の内面
４０〜４６ 突起部
４７ 谷部
４８ 山部
４９ 波形部
１００ Ｈ型鋼
２０２ 水平部
２０４ Ｌ字状片
２０６ 垂直片
２１０ 挿入部
３００ 不燃材
３１０ 石膏ボード
３２０ 耐火被覆ユニット
５００ 床スラブ
６１０、６１１ ６１２、６１３、６１４ 本体板
６２０、６２１、６２２、６２３、６２４、６３０、６３１、６３２、６３３、６３４ 側面板
６４０、６４１、６４２、６４３、６４４、６５０、６５１、６５２、６５３、６５４ 支持部
６６０、６６１、６６２、６６３、６６４、６７０、６７１、６７２、６７３、６７４ フランジ保持部
６８０、６８１、６８２、６８３、６８４、６９０、６９１、６９２、６９３、６９４ 切欠き
７００、７０１、７０４、７１０、７１１、７１４ 切込み
参照符号Ａ〜Ｈ 鉄骨の外部
【技術分野】
【０００１】
本発明は、鉄骨の耐火被覆構造に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来の鉄骨被覆構造として、金属板と熱膨張性材料層とを積層一体化し折り曲げ加工してなる耐火被覆ユニットを、予め鉄骨に取り付けられた拡張具を介して固定した鉄骨被覆構造が提案されている（特許文献１）。
【０００３】
図２９は従来の鉄骨被覆構造に使用する拡張具を説明するための模式斜視図である。
図２９（ａ）は拡張具２００の斜視図を示し、水平部２０２と、前記水平部２０２の対向する端部からそれぞれ垂下する二つのＬ字状片２０４，２０４と、前記水平部２０２の別の端部から垂下する垂直片２０６とを具備し、水平部２０２とＬ字状片２０４，２０４との間には挿入部２１０がそれぞれ形成されている。上記水平部２０２の形状は、正方形や長方形である。
【０００４】
上記拡張具２００の材質は金属が好ましいとされ、例えば、図２９（ｂ）に示された形状に打ち抜かれた鋼板、亜鉛メッキ鋼板、ステンレス鋼板等を破線に沿って折り曲げ加工することにより作製することができる。
【０００５】
図３０は従来の鉄骨被覆構造を説明するための模式断面図であり、床スラブ５００を支持しているＨ型鋼１００に耐火被覆を施した構造を示したものである。
【０００６】
まず、Ｈ型鋼１００の一方のフランジ２端部を拡張具２００の挿入部２１０に挿入することにより前記拡張具２００をＨ型鋼１００に取り付け、Ｈ型鋼１００のもう一方のフランジ２端部を別の拡張具２００の挿入部２１０に挿入することにより前記拡張具２００をＨ型鋼１００に取り付ける。同様にして、Ｈ型鋼１００の両方のフランジ３端部にさらに別の拡張具２００，２００をそれぞれ取り付ける。
以上の作業により、Ｈ型鋼１００のフランジ２および３に２個ずつ、計４個の拡張具２００を取り付ける。
【０００７】
次いで、図３０に示したように、不燃材３００を拡張具２００に固定することにより、Ｈ型鋼１００の三方を不燃材３００により被覆した後、石膏ボード３１０上に金属板と熱膨張性材料とからなる耐火被覆ユニット３２０を熱膨張性材料層側を内側として被覆し拡張具２００へ固定する。この様にして図３０に示される従来の鉄骨被覆構造が得られる。
【０００８】
図３０に示される従来の鉄骨被覆構造は、鉄骨に突起物等があった場合でも前記拡張具を介して鉄骨に耐火被覆ユニットを取り付けることにより施工することができるから、簡便かつ安価に、効率よく施工することができるとされる。
しかし先に説明した従来の鉄骨被覆構造の場合には鉄骨に突起物等があった場合でも施工することができる利点がある反面、金属板と熱膨張性材料層とを積層一体化し折り曲げ加工してなる耐火被覆ユニットを予め準備しておく必要があった。
このため建築物内部に鉄骨が複雑に組み合わされた場所が存在すると施工が困難となる場合があった。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００９】
【特許文献１】特開２００２−０１３２２４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
一方、本発明者が検討したところ、熱膨張性耐火シートにより鉄骨を被覆した鉄骨被覆構造が火災等の熱にさらされた場合、鉄骨を覆う熱膨張性耐火シートのうち、鉄骨を垂直方向に覆う部分と鉄骨を水平方向に覆う部分との境界となる角部分において、熱により膨張した熱膨張性耐火シートの膨張残渣に亀裂が入ったり、膨張残渣の厚みが前記角部分以外の部分と比較して薄くなったりする問題があることを発見した。
【００１１】
加えて、鉄骨に拡張具を設置する際に厚みの異なる複数の鉄骨が存在すると、拡張具を設置することができなない場合があったり、逆に拡張具を設置した後に容易に鉄骨から拡張具が抜けるため、鉄骨被覆構造の施工が困難になる問題があることも発見した。
【００１２】
本発明の目的は、建築物における鉄骨の位置関係、鉄骨の厚みに依存することなく容易に施工することができ、火災等の熱にさらされた場合であっても熱膨張性耐火シートの膨張残渣の厚みに薄い部分が生成することを防止できる鉄骨被覆構造を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１３】
上記課題を解決するため本発明者が鋭意検討した結果、鉄骨のフランジに拡張具を設置し、その拡張具の上から鉄骨を熱膨張性耐火シートが覆う鉄骨被覆構造であって、前記拡張具が火災等により加熱された場合に変形するものであり、鉄骨のフランジ端部が、前記拡張具の設置溝の一部または全部が変形状態を維持して前記拡張具の設置溝に挿入されている鉄骨被覆構造が本発明の目的に適うことを見出し、本発明を完成させるに至った。
【００１４】
すなわち本発明は、
［１］平行に対向する二本のフランジおよび前記フランジを両端に連結した一本のウェブからなる断面Ｈ字状の鉄骨と、
前記二本のフランジの少なくとも一方のフランジの両端に設置された拡張具と、
前記鉄骨および前記拡張具を覆う熱膨張性耐火シートと、
を有する鉄骨被覆構造であって、
前記拡張具が、前記フランジ端部を挿入することのできる設置溝を有し、
前記フランジ端部が、前記拡張具の設置溝に挿入されることにより、
前記拡張具が、前記拡張具の設置溝の一部または全部が変形された状態を維持して、前記フランジ端部に設置され、
かつ前記拡張具が、前記フランジ端部から外部に突き出して設置され、
前記拡張具が、加熱された場合に変形することを特徴とする、鉄骨被覆構造を提供するものである。
【００１５】
また本発明の一つは、
［２］前記拡張具の設置溝の一部または全部を変形させることにより、変形された拡張具の設置溝が変形前の形状に戻ろうとする応力が生じ、この応力により、前記拡張部の設置溝と前記フランジ端部とが固定されている、上記［１］に記載の鉄骨被覆構造を提供するものである。
【００１６】
また本発明の一つは、
［３］前記拡張具の設置溝が、次の（１）〜（５）からなる群より選ばれる少なくとも一つである、上記［１］または［２］に記載の鉄骨被覆構造を提供するものである。
（１）互いに対向する前記拡張具の設置溝の一方の内面（ａ）と他方の内面（ｂ）の少なくとも一方の面に突起部が設けられた設置溝
（２）前記拡張具の設置溝の奥の内面（ｃ）から前記設置溝の開口部方向に向かって、連続的または段階的に前記設置溝の開口部が狭くなる設置溝
（３）互いに対向する、前記拡張具の設置溝の一方の内面（ａ）と他方の内面（ｂ）の少なくとも一方の面が、折れ曲がり部を有する設置溝
（４）互いに対向する、前記拡張具の設置溝の一方の内面（ａ）と他方の内面（ｂ）の少なくとも一方の面が、波形部を有する設置溝
（５）板材を組み合わせてなる設置溝であって、前記設置溝を形成する板材の少なくとも一つが前記フランジに傾斜して接する設置溝
【００１７】
また本発明の一つは、
［４］前記拡張具が、設置溝を備えた球、設置溝を備えた立方体、設置溝を備えた直方体、設置溝を備えた円柱、設置溝を備えた多角柱、設置溝を備えた楕円柱、設置溝を備えた板状折り曲げ成形体からなる群より選ばれる少なくとも一つである、上記［１］〜［３］のいずれかに記載の鉄骨被覆構造を提供するものである。
【００１８】
また本発明の一つは、
［５］前記拡張具が、設置溝を備えた球、設置溝を備えた立方体、設置溝を備えた直方体、設置溝を備えた円柱、設置溝を備えた多角柱、設置溝を備えた楕円柱、設置溝を備えた板状成形体からなる群より選ばれる少なくとも二以上を連結部材により連結してなる、上記［１］〜［４］のいずれかに記載の鉄骨被覆構造を提供するものである。
【００１９】
また本発明の一つは、
［６］前記拡張具が、本体板と、前記本体板の両端に設置された相対する二つの側面板とを有し、
前記側面板が、支持部とフランジ保持部とを有し、
前記鉄骨のフランジ端部を挿入するための設置溝が、前記本体板、前記側面板の支持部および前記側面板のフランジ保持部により囲まれる切欠きにより形成され、
前記側面板の支持部と前記側面板のフランジ保持部との接合部に、前記側面板の支持部に対して前記側面板のフランジ保持部を傾斜可能に連結する切込みが形成されている、上記［１］〜［５］のいずれかに記載の鉄骨被覆構造を提供するものである。
【００２０】
また本発明の一つは、
［７］前記拡張具が、熱膨張性耐火シートの熱膨張開始温度以下の温度により変形する、上記［１］〜［６］のいずれかに記載の鉄骨被覆構造を提供するものである。
【００２１】
また本発明の一つは、
［８］前記拡張具が、紙材、木材、天然樹脂および合成樹脂からなる群より選ばれる少なくとも一つを含む、上記［１］〜［７］のいずれかに記載の鉄骨被覆構造を提供するものである。
【００２２】
また本発明の一つは、
［９］前記鉄骨が、建築物の仕切り部に設けられた区画に対して一方のフランジの外面を平行にして設置され、
前記拡張具が、前記一方のフランジとは反対側の他方のフランジの両端に設置され、
前記熱膨張性耐火シートが、前記鉄骨および前記拡張具を覆うと共に、前記鉄骨および前記区画の少なくとも一方に固定されている、
上記［１］〜［８］のいずれかに記載の鉄骨被覆構造を提供するものである。
【００２３】
また本発明は、
［１０］上記［１］〜［９］のいずれかに記載の鉄骨被覆構造に使用するための設置溝を有する拡張具であって、
前記拡張具の設置溝が、次の（１）〜（５）からなる群より選ばれる少なくとも一つである、拡張具を提供するものである。
（１）互いに対向する、前記拡張具の設置溝の一方の内面（ａ）と他方の内面（ｂ）の少なくとも一方の面に突起部が設けられた設置溝
（２）前記拡張具の設置溝の奥の内面（ｃ）から前記設置溝の開口部方向に向かって、連続的または段階的に前記設置溝の開口部が狭くなる設置溝
（３）互いに対向する、前記拡張具の設置溝の一方の内面（ａ）と他方の内面（ｂ）の少なくとも一方の面が、折れ曲がり部を有する設置溝
（４）互いに対向する、前記拡張具の設置溝の一方の内面（ａ）と他方の内面（ｂ）の少なくとも一方の面が、波形部を有する設置溝
（５）板材を組み合わせてなる設置溝であって、前記設置溝を形成する板材の少なくとも一つが前記フランジに傾斜して接する設置溝
【００２４】
また本発明の一つは、
［１１］前記拡張具が、本体板と、前記本体板の両端に設置された対向する二つの側面板とを有し、
前記側面板が、支持部とフランジ保持部とを有し、
前記鉄骨のフランジ端部を挿入するための設置溝が、前記本体板、前記側面板の支持部および前記側面板のフランジ保持部により囲まれる切欠きにより形成され、
前記側面板の支持部と前記側面板のフランジ保持部との連結部に、前記側面板の支持部に対して前記側面板のフランジ保持部を傾斜可能に連結する切込みが形成されていることを特徴とする、上記［１０］に記載の拡張具を提供するものである。
【発明の効果】
【００２５】
本発明の鉄骨被覆構造に使用する拡張具は、前記拡張具の設置溝の一部または全部が変形された状態により、前記フランジ端部が前記拡張具の設置溝に挿入されている。
このため前記拡張具の設置溝の一部または全部の変形の程度を調節することにより、前記鉄骨のフランジの厚みが異なる場合でも、前記拡張具を簡単に鉄骨に設置することができる。
【００２６】
さらに本発明の鉄骨被覆構造に使用する拡張具は、前記拡張具の設置溝の一部または全部を変形させることにより変形された拡張具の設置溝が変形前の形状に戻るための応力が生じ、この応力により、前記拡張部の設置溝と前記フランジ端部とが固定されている。
このため、前記フランジ端部に設置した前記拡張具が、容易に前記フランジ端部から脱落することを防止することができる。このため本発明の鉄骨被覆構造を施工する際の前記拡張具の脱落に伴う作業遅延が少なく、本発明の鉄骨被覆構造は施工性に優れる。
【００２７】
また本発明の鉄骨被覆構造は、鉄骨のフランジの端部に前記フランジから外部に突き出して拡張具が設置されている。
そして熱膨張性耐火シートが前記拡張具を介して前記鉄骨を覆っていることから、前記熱膨張性耐火シートと前記フランジの端部との間には一定の隙間が設けられている。
この一方、前記拡張具は火災等の熱により加熱された場合、変形する。
このため本発明の鉄骨被覆構造が火災等の熱にさらされた場合には、前記熱膨張性耐火シートが膨張すると共に、前記拡張具が変形することから、前記熱膨張性耐火シートと前記フランジの端部との隙間に前記熱膨張性耐火シートの膨張残渣が充填される。
この結果、前記鉄骨の周囲には前記熱膨張性耐火シートの膨張残渣が比較的均一に生成し、鉄骨に対して膨張残渣が極端に薄くなる部分が生成することはなく、火災等の熱が鉄骨に伝わる時間を有効に遅延させることができる。
これにより本発明の鉄骨被覆構造は耐火性に優れる。
【００２８】
また本発明の鉄骨被覆構造は、前記鉄骨および拡張具を熱膨張性耐火シートにより覆うことにより施工することができ、従来の鉄骨被覆構造の様に金属板と熱膨張性材料層とを積層一体化し折り曲げ加工してなる耐火被覆ユニットを準備する必要がない。このため鉄骨が複雑に組み合わさっている建築物においても容易に施工することができる。
【００２９】
さらに本発明の鉄骨被覆構造は、鉄骨に拡張具を設置し、前記鉄骨および拡張具を熱膨張性耐火シートにより覆うことにより施工することができることから、本発明の鉄骨被覆構造を施工する際に熟練作業者以外にも施工が可能である。
これにより本発明の鉄骨被覆構造は施工作業性に優れる。
【図面の簡単な説明】
【００３０】
【図１】図１は本発明である鉄骨被覆構造の実施形態を説明するための模式断面図である。
【図２】図２は本発明の鉄骨被覆構造のうち、図１に示す鉄骨および拡張具の部分を示す模式部分断面図である。
【図３】図３は本発明である鉄骨被覆構造の実施形態を説明するための模式断面図である。
【図４】図４は本発明に使用する拡張具の形状を説明するための斜視図である。
【図５】図５は本発明に使用する拡張具の形状を説明するための斜視図である。
【図６】図６は本発明に使用する拡張具の変形例を説明するための斜視図である。
【図７】図７は本発明に使用する拡張具の変形例を説明するための斜視図である。
【図８】図８は本発明に使用する拡張具の変形例を説明するための断面図である。
【図９】図９は本発明に使用する拡張具の設置溝に設置される突起部の変形例を示す模式斜視図である。
【図１０】図１０は本発明に使用する拡張具の設置溝に設置される突起部の変形例を示す模式斜視図である。
【図１１】図１１は本発明に使用する拡張具の設置溝に設置される突起部の変形例を示す模式斜視図である。
【図１２】図１２は本発明に使用する拡張具の一実施形態を説明するための斜視図である。
【図１３】図１３は本発明に使用する拡張具の一実施形態を説明するための平面図である。
【図１４】図１４は本発明に使用する拡張具の一実施形態を説明するための斜視図である。
【図１５】図１５は本発明に使用する拡張具の一実施形態を説明するための平面図である。
【図１６】図１６は本発明に使用する拡張具の一実施形態を説明するための斜視図である。
【図１７】図１７は本発明に使用する拡張具を鉄骨に設置した状態を説明するための模式斜視図である。
【図１８】図１８は本発明に使用する拡張具を鉄骨に設置した状態を説明するための模式斜視図である。
【図１９】図１９は本発明に使用する拡張具の変形例を説明するための平面図である。
【図２０】図２０は本発明に使用する拡張具の一実施形態を説明するための平面図である。
【図２１】図２１は本発明に使用する拡張具の一実施形態を説明するための斜視図である。
【図２２】図２２は本発明に使用する拡張具の一実施形態を説明するための平面図である。
【図２３】図２３は本発明に使用する拡張具の一実施形態を説明するための斜視図である。
【図２４】図２４は本発明に追加して使用される拡張具の一実施形態を説明するための斜視図である。
【図２５】図２５は本発明に追加して使用される拡張具の一実施形態を説明するための斜視図である。
【図２６】図２６は本発明の実施例１の鉄骨被覆構造を説明するための模式断面図である。
【図２７】図２７は比較例１の鉄骨被覆構造を説明するための模式断面図である。
【図２８】図２８は比較例３の鉄骨被覆構造を説明するための模式断面図である。
【図２９】図２９は従来の鉄骨被覆構造に使用する拡張具を説明するための模式斜視図である。
【図３０】図３０は従来の鉄骨被覆構造を説明するための模式断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００３１】
以下に図面を参照しつつ、本発明の鉄骨被覆構造の実施形態について説明する。
図１は、本発明である鉄骨被覆構造の実施形態を説明するための模式断面図である。
図１に例示された鉄骨１は、その断面がＨ字状の構造を有するものであり、２本のフランジ２，３と１本のウェブ４とを備えるものである。前記２本のフランジ２，３のうち、上フランジ２と下フランジ３とは平行に対向していて、上フランジ２および下フランジ３の中央部に前記ウェブ４の両端が接続されている。
この鉄骨１は公知であり、市販品等を適宜選択して使用することができる。
【００３２】
ここで前記鉄骨１は建物の床や天井等の構造材５を支える梁としての機能を有するものであり、前記構造材５と直接または金属接続部材等を介してボルト、溶接等の固定手段により固定されている（図示せず）。
なお図１では前記鉄骨１が梁として水平方向に設置された場合について説明しているが、前記鉄骨１を柱として垂直方向に設置した場合も同様に本発明の鉄骨被覆構造を形成することが可能である。
【００３３】
前記下フランジ３の両端には拡張具６，６が設置されている。前記拡張具６，６はそれぞれ前記下フランジ３の端部の厚みよりも狭い開口部の設置溝を有していて、その設置溝を広げて前記下フランジ３を挿入することにより、前記下フランジ３の両端に拡張具６，６を設置することができる。
前記拡張具６，６はそれぞれ前記下フランジ３の両端から、前記ウエブ４に対して垂直方向および水平方向に外部に突き出して設置されている。
ここで前記下フランジ３から外部に突き出すとは、前記下フランジ３の両端を基準として、鉄骨１の外部へ拡張部分を有することを意味する。
【００３４】
図２は本発明の鉄骨被覆構造のうち、図１に示す鉄骨および拡張具の部分を示す模式部分断面図である。
前記鉄骨１のうち、一点破線ａ‐ａおよびｂ‐ｂにより分けられる範囲のうち、参照符号Ａ〜Ｈにより示される範囲が鉄骨１の外部を示す。
図２に示される様に、前記拡張具６，６はそれぞれ、参照符号Ａ、ＢおよびＣ、ならびに参照符号Ｃ、ＤおよびＥに拡張部分を有する。
本発明に使用する拡張具は、図２の場合で説明すると、参照符号Ａ、ＢおよびＣのうち少なくとも一つの範囲に拡張部分を有するものであり、また参照符号参照符号Ｃ、ＤおよびＥのうち少なくとも一つの範囲に拡張部分を有するものである。
本発明に使用拡張具は、参照符号ＡおよびＥに拡張部分を有するものであれば好ましい。
【００３５】
再度図１に戻って説明する。
前記鉄骨１および拡張具６，６は熱膨張性耐火シート７により覆われている。
前記熱膨張性耐火シート７を、ビス、タッカー、溶接ピン、ボルト、タッピング螺子等の固定手段により前記鉄骨１に対して固定することができる。
図１の場合では溶接ピン８により、前記熱膨張性耐火シート７が前記鉄骨１に固定されている。
【００３６】
必要に応じて前記熱膨張性耐火シート７の端面を、床や天井等の構造材５にボルト、ビス、タッカー、タッピングねじ等の固定手段により固定することにより本発明の鉄骨被覆構造が得られる。
前記構造材５に対して前記熱膨張性耐火シート７を固定する際には、例えば前記構造材５に予め埋込ピン等の突起物を設置しておき、外側から押して前記熱膨張性耐火シート７に前記突起物を貫通させ、前記突起物の貫通部分を曲げる等の固定手段等によっても、前記構造材５に対して前記熱膨張性耐火シート７を固定することが可能である。
【００３７】
図３は本発明である鉄骨被覆構造の実施形態を説明するための模式断面図である。
図１は鉄骨１を切断した断面を示す断面図であったが、図３は鉄骨１のウエブ４（図３ではウエブ４は熱膨張性耐火シート７により覆われているため図示されていない）と平行な面により切断した断面を示す断面図である。
図３では２５０ｍｍ毎に前記熱膨張性耐火シート７が鉄骨１に対して溶接ピン８により固定されている。
また前記熱膨張性耐火シート７を二枚以上使用する場合には、図３に示される様に、前記熱膨張性耐火シート７，７同士の境界部分を重ね合わせて固定することが好ましい。
図３の場合では前記熱膨張性耐火シート７，７が１００ｍｍの幅に重ねられている。
図３に示される様に、鉄骨１に対する火災等の熱の影響を排除するために本発明の鉄骨構造は、前記熱膨張性耐火シート７により前記鉄骨１および拡張具６が隙間なく覆われていることが好ましい。
【００３８】
本発明に使用される拡張具６は、火災等により加熱された場合に変形するものが用いられる。
前記拡張具６の変形は、体積の減少を伴うものが好ましく、前記熱膨張性耐火シート７が膨張を開始する前後の温度において前記６の変形や体積の減少が伴う変形が始まることがより好ましく、前記熱膨張性耐火シート７の熱膨張開始温度よりも低い温度において前記拡張具６の変形や体積の減少を伴う変形が始まることがさらに好ましい。
前記熱膨張性耐火シート７の熱膨張開始温度よりも低い温度において変形する拡張具を使用することにより、前記熱膨張性耐火シートが膨張する前に前記拡張具が前記熱膨張性耐火シートを保持すると共に前記熱膨張性耐火シートの位置が変動することを防止することができる。
【００３９】
通常本発明に使用する熱膨張性耐火シート７は８０〜３００℃の温度範囲により膨張を開始するが、本発明に使用する拡張具６は前記熱膨張性耐火シートの膨張開始温度に合わせて、その熱膨張を妨げない温度範囲において変形するものを適宜選択されることが好ましい。
【００４０】
図１に示される鉄骨被覆構造が火災等の熱にさらされた場合、前記鉄骨１および拡張具６，６を覆う前記熱膨張性耐火シート７が膨張すると共に前記拡張具６，６は、使用する熱膨張性耐火シートの熱膨張開始温度の前後の温度において変形を開始する。
前記拡張具６，６は６０〜５５０℃の温度範囲において収縮、溶融、流出、気化、分解、焼失等により変形しながらその体積が減少するものを使用することが好ましく、前記熱膨張性耐火シート７の熱膨張開始温度以下の温度で変形しながらその体積が減少するものであればより好ましい。
火災等の熱により前記拡張具６，６が変形し、前記拡張具６，６が損なわれた場合であっても前記熱膨張性耐火シート７が膨張し、前記熱膨張性耐火シート７による膨張残渣が前記拡張具６，６の存在していた空間を含めて、前記鉄骨１の下ウエブ３と前記熱膨張性耐火シート７との隙間に配置される。
これにより前記鉄骨１の周囲は、前記拡張具６，６を使用しなかった場合と比較して前記熱膨張性耐火シートの膨張残渣により比較的均一に取り囲まれる。
前記鉄骨１の周囲には前記膨張残渣が極端に薄くなった部分が存在しないため、火災等の熱から鉄骨１を有効に保護することができる。
【００４１】
次に本発明に使用する熱膨張性耐火シートについて説明する。
本発明に使用する熱膨張性耐火シートは、エポキシ樹脂やゴム等の樹脂成分、リン化合物、熱膨張性黒鉛、無機充填材等を含有する熱膨張性樹脂組成物をシート状に成形してなるものである。
前記熱膨張性耐火シートは、ガラスクロス等の無機繊維シート、アルミニウム箔、銅箔等の金属箔等の一種もしくは二種以上を積層したものを使用することができる。
【００４２】
前記無機繊維シートに使用する無機繊維としては、例えば、グラスウール、ロックウール、セラミックウール、石膏繊維、炭素繊維、ステンレス繊維、スラグ繊維、シリカアルミナ繊維、アルミナ繊維、シリカ繊維、ジルコニア繊維等が挙げられる。
前記無機繊維層は、前記無機繊維を用いた無機繊維クロスを使用することが好ましい。
また前記無機繊維シートに使用する無機繊維は、金属箔をラミネートしたものを使用することが好ましい。
金属箔ラミネート無機繊維の具体例としては、例えば、アルミニウム箔ラミネートガラスクロス、銅箔ラミネートガラスクロス等がさらに好ましい。
【００４３】
前記熱膨張性耐火シートは、例えば金属箔層、熱膨張性樹脂層および無機繊維層等を積層すること等により得ることができる。これらの積層には溶融同時押出、熱プレス等の他、接着剤により各層を貼着する手段等を挙げることができる。本発明に使用する熱膨張性耐火シートは金属箔層が最外面にあることが好ましい。
【００４４】
前記熱膨張性耐火シートは市販品を使用することができ、例えば積水化学工業社製フィブロック（商品名。エポキシ樹脂やゴムを樹脂成分とし、リン化合物、熱膨張性黒鉛および無機充填材等を含む熱膨張性樹脂組成物のシート状成形物）等を入手して使用することが可能である。
なお前記熱膨張性黒鉛は中和された熱膨張性黒鉛を使用することが好ましい。
【００４５】
前記熱膨張性耐火シートは火災等の熱により膨張し、膨張残渣を形成する。この膨張残渣が前記鉄骨に対する火災等の炎を遮断する。このため火災等が発生した場合であっても前記鉄骨の強度が低下すること等を防止することができる。
【００４６】
また本発明においては、前記鉄骨および拡張具を鉄骨被覆材により覆ってから熱膨張性耐火シートを重ねて覆うことができ、また前記熱膨張性耐火シート７の上から鉄骨被覆材により重ねて覆うこともできる。
【００４７】
前記鉄骨用被覆材としては、例えば、ロックウール、グラスウール、セラミックウール等の無機繊維からなる無機繊維シート、
アルミ箔、鉄箔、ステンレス箔、錫箔、鉛箔、錫鉛合金箔、銅箔、クラッド箔、鉛アンチ箔等の金属や、アルミニウム薄板、銅薄板、ステンレス薄板、錫薄板、鉛薄板、錫鉛合金薄板、クラッド薄板、鉛アンチ薄板等の金属薄板、アルミガラスクロス、合成樹脂に対し、アルミニウム、マグネシウム等の金属粉を分散させたもの等からなる金属シート等を挙げることができる。
これらの前記無機繊維シート、前記金属シート等の一種もしくは二種以上を組み合わせて使用するか、あるいは積層させて使用することができる。
【００４８】
次に本発明に使用する拡張具の詳細について説明する。
図４および図５は本発明に使用する拡張具の形状を説明するための斜視図である。
図４および図５に例示される様に、本発明に使用する拡張具の形状としては、例えば球、立方体、直方体等の他、円柱、四角柱、多角柱等の形状が挙げられる。
なお本発明においては、長手方向に２００ｍｍ未満の長さのものを直方体と表現し、長手方向に２００ｍｍ以上の長さのものを四角柱、多角柱等と表現する。
【００４９】
図４および図５に例示される拡張具は設置溝１０を備える。前記設置溝１０は鉄骨のフランジ端部に前記拡張具を設置するために設けられている。
図４および図５の場合、鉄骨のフランジの厚みよりも前記設置溝の開口部の大きさが狭い。このため拡張具の設置溝の一部または全部を変形させることにより、拡張具の設置溝に本発明に使用する鉄骨のフランジの端部を挿入することができる。
【００５０】
ここで鉄骨のフランジの厚みと前記設置溝の開口部の大きさとの関係を説明する。
前記設置溝の開口部の大きさは、鉄骨のフランジの厚みＴｍｍを基準として、前記設置溝の開口部の大きさが、前記鉄骨のフランジの厚み方向に最も狭い部分を基準として（Ｔ−１）〜（Ｔ−３０）ｍｍの範囲にあることが好ましい。
前記設置溝の開口部の大きさは、（Ｔ−５）〜（Ｔ−２０）ｍｍの範囲であればより好ましく、（Ｔ−５）〜（Ｔ−１０）ｍｍの範囲であればさらに好ましい。
【００５１】
拡張具の設置溝の一部または全部を変形させる際には、前記設置溝の開口部を広げるとよい。
前記球の拡張具の設置溝１０を変形させることにより、変形された拡張具の設置溝１０が変形前の形状に戻るための応力が生じる。この応力により、前記拡張部の設置溝１０と前記フランジ端部とを固定することができる。
前記応力により、前記拡張部の設置溝１０と前記フランジ端部とを固定することができる点は、以下の拡張具の場合も同様である。
【００５２】
図６、図７、図９〜図１１は、図４および図５に記載された拡張具の変形例を例示した斜視図である。また図８は図４および図５に記載された拡張具の変形例を例示した断面図である。
図６（ａ’）に例示される球の拡張具は設置溝１０に加え、突起部４０を備える。
図６（ａ’）に例示される設置溝１０は、前記拡張具の設置溝１０の一方の内面３０および他方の内面３１ならびに奥の内面３２により形成されている。また前記拡張具の設置溝１０の一方の内面３０および他方の内面３１は互いに対向する関係にある。
前記球の拡張具の設置溝１０の内面３０には突起部４０が設けられている。前記突起部４０の形状は先端が球面状の略円錐形状である。
本発明に使用する前記突起部の形状に限定はなく、目的に合わせて適宜選択して採用することができる。
【００５３】
前記球の拡張具の設置溝１０の内面３１と前記突起部４０の先端との距離は、本発明に使用する鉄骨のフランジ端部の厚みよりも小さい。
このため前記球の拡張具の設置溝１０を本発明に使用する鉄骨のフランジ端部に設置する際には、前記球の拡張具の設置溝１０を広げてから、前記球の拡張具の設置溝１０に鉄骨のフランジの端部を挿入する。
前記立方体の拡張具の設置溝１０を変形させることにより生じる、変形された拡張具の設置溝１０が変形前の形状に戻るための応力により、前記拡張部の設置溝１０と前記フランジ端部とを固定することができる。
【００５４】
図６（ｂ’）に例示される立方体の拡張具は設置溝１０に加え、突起部４１を備える。
図６（ｂ’）に例示される設置溝１０は、図６（ａ’）の場合と同様に前記拡張具の設置溝の一方の内面３０および他方の内面３１ならびに奥の内面３２により形成されている。
前記立方体の拡張具の設置溝１０の内面３０および３１にはそれぞれ突起部４１，４１が設けられている。前記突起部４１，４１の形状は直方体である。
【００５５】
前記立方体の拡張具の設置溝１０の内面３０に設置された前記突起部４１と、前記立方体の拡張具の設置溝１０の内面３１に設置された前記突起部４１との距離は、本発明に使用する鉄骨のフランジ端部の厚みよりも小さい。
このため前記立方体の拡張具の設置溝１０を本発明に使用する鉄骨のフランジ端部に設置する際には、前記立方体の拡張具の設置溝１０を広げてから、前記立方体の拡張具の設置溝１０に鉄骨のフランジの端部を挿入する。
前記立方体の拡張具の設置溝１０を変形させることにより生じる、変形された拡張具の設置溝１０が変形前の形状に戻るための応力により、先の球の拡張具の場合と同様に前記拡張部の設置溝１０と前記フランジ端部とを固定することができる。
【００５６】
図６（ｃ’）に例示される直方体の拡張具は設置溝１０を備える。
図６（ｃ’）に例示される直方体の拡張具は、先の図６（ｂ’）に例示した立方体の拡張具の場合と同様、前記立方体の拡張具の設置溝１０の内面３０に設置された前記突起部４１と、前記立方体の拡張具の設置溝１０の内面３１に設置された前記突起部４１とを有する。
図６（ｂ’）に例示される立方体の拡張具の場合には、前記突起部４１が前記設置溝１０の内部に対称的に配置されているが、図６（ｃ’）に例示される直方体の拡張具の場合には、前記突起部４１は前記設置溝１０の内面３０と内面３１にそれぞれ交互に配置されている点が異なる。
【００５７】
図７（ｄ’）〜（ｆ’）に例示される柱状の拡張具は設置溝１０に加え、突起部４２を備える。
前記柱状の拡張具の設置溝１０の内部にも突起部４２，４２が設置されている。前記突起部４２，４２間の距離は鉄骨の厚みより狭いが、前記柱状の拡張具の設置溝１０を広げることにより、前柱状の拡張具の設置溝１０に鉄骨のフランジの端部を挿入することができる。
【００５８】
図８は、本発明に使用する拡張具の設置溝に設置される突起部の変形例を示す模式断面図である。
図８（ｄ）および（ｅ）に例示される様に、拡張具の設置溝１０の内面３０、内面３１および奥の内面３２のうち、内面３０および内面３１の少なくとも一方に突起部４２を設置することができる。
【００５９】
また図８（ｆ）および（ｇ）に例示される様に、前記拡張具の設置溝１０の奥の内面３２から前記設置溝１０の開口部方向に向かって、前記設置溝１０の開口部を狭くすることにより、拡張具の設置溝１０の内面３０および内面３１に、図８（ｄ）および（ｅ）に例示される突起部４２と同様の機能を与えることができる。
図８（ｄ）および（ｅ）に例示される突起部４２は段階的に前記設置溝１０の開口部方向に向かって隆起するのに対し、図６（ｆ）および（ｇ）に例示される突起部４３は連続的に前記設置溝１０の開口部方向に向かって隆起している。
【００６０】
また図８（ｈ）および（ｉ）に例示される様に、拡張具の設置溝に設置される突起部として、拡張具の設置溝１０の内面３０および内面３１の少なくとも一方の面に平面部分を有する突起部４４、曲面部分を有する突起部４５を設けることもできる。
【００６１】
図９〜１１は、本発明に使用する拡張具の設置溝に設置される突起部の変形例を示す模式斜視図である。
先に説明した図７の柱状の拡張具の場合は、突起部４２が前記柱状の拡張具の長手方向に沿って設置されていたが、図９に例示する柱状の拡張具の場合は、突起部４６が間隔をおいて、前記柱状の拡張具の長手方向に対して垂直方向に設置されている点が異なる。
なお図９に例示した柱状の拡張具の場合には前記突起部４６は、設置溝１０の内面３０に設けられているが、設置溝１０の内面３１にも前記突起部４６を設置することができる。
【００６２】
また図１０に例示される様に、本発明に使用する拡張具は、互いに対向する、前記拡張具の設置溝１０の一方の内面３０と他方の内面３１との少なくとも一方の面に折れ曲がり部を設置することができる。
前記折れ曲がり部は、谷部４７と山部４８が繰り返す形状により形成されている。なお、前記折れ曲がり部は平面を含む形状であってもよい。
【００６３】
また図１１に例示される様に、本発明に使用する拡張具は、互いに対向する、前記拡張具の設置溝１０の一方の内面３０と他方の内面３１との少なくとも一方の面に波形部を設置することができる。
なお、前記波形部は平面を含む形状であってもよい。
【００６４】
図４〜１１に例示した拡張具の設置溝１０を広げることにより、前記拡張具１０の設置溝１０に鉄骨のフランジの端部を挿入することができる。
【００６５】
また図１２に例示される様に、本発明に使用する拡張具は、鉄骨のフランジ端部を挿入するためのフランジ接合部２０，２０と、前記フランジ接合部２０，２０同士を連結する連結部材２１を有するものであってもよい。
【００６６】
図１３および図１５は本発明に使用する拡張具の一実施形態を説明するための平面図であり、図１４および図１６は本発明に使用する拡張具の一実施形態を説明するための斜視図である。
図１３および１４に例示される様に、拡張具６００は本体板６１０と、前記本体板６１０の両端に設置された対向する二つの側面板６２０，６３０とを有する。
前記側面６２０，６３０はそれぞれ前記本体板６１０に対して屈曲可能に接続されている。
前記側面６２０，６３０はそれぞれ支持部６４０，６５０ならびにフランジ保持部６６０，６７０を有する。
前記本体板６１０、前記側面板６２０の支持部６４０および前記側面板６２０のフランジ保持部６６０により囲まれる切欠き６８０、ならびに前記本体板６１０、前記側面板６３０の支持部６５０および前記側面板６３０のフランジ保持部６７０により囲まれる切欠き６９０が、鉄骨のフランジに設置するための設置溝を形成する。
【００６７】
また前記側面板６２０の支持部６４０と前記側面板６２０のフランジ保持部６６０との接合部に、前記側面板６２０の支持部６４０に対して前記側面板６２０のフランジ保持部６６０を傾斜可能に連結する切込み７００ならびに前記側面板６３０の支持部６５０と前記側面板６３０のフランジ保持部６７０との接合部に、前記側面板６３０の支持部６５０に対して前記側面板６３０のフランジ保持部６７０を傾斜可能に連結する切込み７１０が形成されている。
【００６８】
図１５および図１６に示される拡張具６０１は図１３および図１４に示される拡張具６００の変形例である。
前記拡張具６０１は、鉄骨に対する設置作業を高めるため側面板６２１，６３１の端部が丸く成形されている。
【００６９】
図１７および図１８はそれぞれ本発明に使用する拡張具を鉄骨に設置した状態を説明するための模式斜視図である。
図１７に例示される様に、前記拡張具６００には前記鉄骨１のフランジ３の端部の外形よりも狭い設置溝を有する。前記フランジ保持部６６０，６７０を変形させて前記設置溝を前記鉄骨１のフランジ３の端部に挿入することにより、前記鉄骨１に対して前記拡張具６００を設置することができる。
【００７０】
また図１８に例示される様に、前記側面板６２０のフランジ保持部６６０が前記側面板６２０の支持部６４０に対して傾斜可能に連結されていることから、前記側面板６２０のフランジ保持部６６０を前記側面板６２０の支持部６４０に対して傾斜させることにより、前記設置溝の幅が前記鉄骨１のフランジ３の端部の厚みより狭い場合であっても、前記拡張具６００を前記鉄骨１のフランジ３の端部に設置することができる。
【００７１】
同様に前記側面板６３０のフランジ保持部６７０が前記側面板６３０の支持部６５０に対して傾斜可能に連結されていることから、前記側面板６３０のフランジ保持部６７０を前記側面板６３０の支持部６５０に対して傾斜させることにより、前記設置溝の幅が前記鉄骨１のフランジ３の端部の厚みより狭い場合であっても、前記拡張具６００を前記鉄骨１のフランジ３の端部に設置することができる。
【００７２】
図１９は本発明に使用する拡張具の変形例を説明するための平面図である。
図１９に例示される拡張具６０４は、前記拡張具６００の変形例を例示したものである。
拡張具６０４は本体板６１４と、前記本体板６１４の両端に設置された対向する二つの側面板６２４，６３４とを有する。
前記側面６２４，６３４はそれぞれ支持部６４４，６５４ならびにフランジ保持部６６４，６７４を有する。
前記本体板６１４、前記側面板６２４の支持部６４４および前記側面板６２４のフランジ保持部６６４により囲まれる切欠き６８４、ならびに前記本体板６１４、前記側面板６３４の支持部６５４および前記側面板６３４のフランジ保持部６７４により囲まれる切欠き６９４が、鉄骨のフランジに設置するための設置溝を形成する。
【００７３】
またフランジ保持部６６４ａに対してフランジ保持部６６４ｂを傾斜可能に連結する切込み７０４、およびフランジ保持部６７４ａに対してフランジ保持部６７４ｂを傾斜可能に連結する切込み７１４が形成されている。
拡張具６０４に鉄骨のフランジ端部を挿入した場合には、フランジ保持部６６４ａに対してフランジ保持部６６４ｂが変形する。
またフランジ保持部６７４ａに対してフランジ保持部６７４ｂが変形する。
変形したフランジ部６６４ｂおよびフランジ部６７４ｂが元の形状に戻る際の応力により、前記拡張具６０４を鉄骨のフランジ端部に固定することができる。
【００７４】
図２０および図２１に示される拡張具６０２は図１３および図１４に示される拡張具６００の変形例である。
図２０および２０に例示される様に、拡張具６０２は本体板６１２と、前記本体板６１２の両端に設置された対向する二つの側面板６２２，６３２とを有する。
前記側面６２２，６３２はそれぞれ前記本体板６１２に対して屈曲可能に接続されている。
前記側面６２２，６３２はそれぞれ支持部６４２，６５２ならびにフランジ保持部６６２，６７２を有する。
前記本体板６１２、前記側面板６２２の支持部６４２および前記側面板６２２のフランジ保持部６６２により囲まれる切欠き６８２、ならびに前記本体板６１２、前記側面板６３２の支持部６５２および前記側面板６３２のフランジ保持部６７２により囲まれる切欠き６９２が、鉄骨のフランジに設置するための設置溝を形成する。
【００７５】
図２１に例示される様に、前記切欠き６９２により形成される設置溝は、内面３０、内面３１および奥の内面３２により形成される。なお設置溝の内面３１は本体板６１２により形成され、設置溝の内面３１および奥の内面３２はそれぞれ側面板６３２の端面により形成される。
前記拡張具の設置溝の奥の内面３２から前記設置溝の開口部方向に向かって、前記設置溝の開口部が狭くなっている。
拡張具６０２に鉄骨のフランジ端部を挿入した場合には、本体板６１２および側面板６２２，６３２が変形する。
変形した本体板６１２および側面板６２２，６３２が元の形状に戻る際の応力により、前記拡張具６０２を鉄骨のフランジ端部に固定することができる。
【００７６】
図２２および図２３に示される拡張具６０３は図２０および図２１に示される拡張具６０２の変形例である。
前記拡張具６０３は、側面板６２３，６３３と本体板６１３により形成される設置溝の内面３０に突起部が設置されている。
この突起部を設置することにより、切り欠き６８３，６９３により形成される設置溝の厚みを鉄骨のフランジ端部より狭くすることができる。
側面板６２３，６３３と本体板６１３とを変形させることにより、拡張具６０３の設置溝に鉄骨のフランジ端部を挿入することができる。
【００７７】
本発明の鉄骨被覆構造は、必要に応じて前記拡張具の設置溝を変形させることなく鉄骨のフランジ端部に設置することのできる拡張具を併用することもできる。
この様な拡張具の具体例としては、例えば、図２４に例示される設置溝を備えた拡張具等が挙げられる。
図２４に例示する設置溝１０ａを備えた形状の前記設置溝は段差１０ａを備えるものであってもよい。
この段差１０ａを前記鉄骨１に設置する際は耐熱粘着テープ等により、段差１０ａを、前記鉄骨１のフランジ３の両端部に貼着することにより設置することができる。
【００７８】
図２５に例示される拡張具は両端に段差１０ｂ，１０ｃが設けられていて、これらをそれぞれ鉄骨１の上フランジ２の端部と下フランジ３の端部に設置することにより鉄骨１に設置することもできる。
【００７９】
次に本発明に使用する拡張具の素材について説明する。
本発明に使用する拡張具は、先に説明した通り、火災等の熱により加熱された場合に変形するものである。
【００８０】
前記拡張具の素材としては、例えば、紙材、木材、天然樹脂、合成樹脂等の一種もしくは二種以上を含むものが挙げられる。
【００８１】
前記紙材としては、例えば、木材等の植物から取り出した繊維状物質や化学繊維を水等の分散媒中に分散させ、これを濾過して均一層を形成してから乾燥させた紙等が挙げられる。
前記紙に対して、塗料、撥水剤等を塗布して得られる加工紙、波状の紙をライナーと呼ばれる平面の紙により挟んで接着した段ボール等が挙げられる。
【００８２】
前記木材としては、例えば、天然木材から得られる木素材に限られず、木素材を含む集成木材、積層木材、積層木板等が挙げられる。
【００８３】
前記天然樹脂としては、例えば、セルロース誘導体、ゼラチン、アルギン酸塩、キトサン、プルラン、ペクチン、カラゲナン、タンパク質、タンニン、リグニン、ロジン酸等を主成分とする高分子、ろう、ワックス、天然ゴム等が挙げられる。
【００８４】
前記合成樹脂としては、例えば、イソプレンゴム、ブタジエンゴム、１，２−ポリブタジエンゴム、スチレン−ブタジエンゴム、クロロプレンゴム、ニトリルゴム、ブチルゴム、エチレン−プロピレンゴム、クロロスルホン化ポリエチレン、アクリルゴム、エピクロルヒドリンゴム、シリコーンゴム、フッ素ゴム、ウレタンゴム、ポリイソブチレンゴム、塩化ブチルゴム等の合成ゴム、
ポリプロピレン樹脂、ポリエチレン樹脂、ポリ（１−）ブテン樹脂、ポリペンテン樹脂等のポリオレフィン樹脂、
ポリスチレン樹脂、アクリロニトリル−ブタジエン−スチレン樹脂、ポリカーボネート樹脂、アクリル樹脂、ポリアミド樹脂、ポリ塩化ビニル樹脂、ポリエチレンテレフタレート樹脂、ポリブチレンテレフタレート樹脂、ポリフェニレンエーテル樹脂、全芳香族ポリエステル樹脂、ポリエーテルスルホン樹脂、フェノール樹脂、ポリウレタン樹脂、エポキシ樹脂等が挙げられる。
【００８５】
前記拡張具の素材は、火災等の熱に本発明の鉄骨被覆構造がさらされた場合に、本発明に使用する熱膨張性耐火シートの膨張を阻害しない範囲で適宜選択することが好ましい。
【００８６】
次に本発明について図面に基づき実施例により詳細に説明するが、本発明はこれらの実施例により何ら限定されるものではない。
【実施例１】
【００８７】
図２６は本発明の実施例１の鉄骨被覆構造を説明するための模式断面図である。
実施例１では構造材５として、ケイ酸カルシウム板が使用されている。また前記構造材５に対して鉄骨１が埋め込みボルト（図示せず）により固定されている。
実施例１に使用した拡張具６００は、図１４に示された拡張具と同一の形状を有していて、ポリプロピレンにより形成されている。
前記拡張具６００はフランジ３に対して２００〜８００ｍｍ間隔に設置することが好ましく、４００〜６００ｍｍ間隔に設置すればさらに好ましい。
前記鉄骨１および拡張具６００を覆う様に熱膨張性耐火シート７が設置されていて、長さが１５ｍｍの溶接ピン８により鉄骨１に溶接されている。
【００８８】
実施例１に使用した熱膨張性耐火シート７は０．７ｍｍ厚の熱膨張性耐火材の両面を、アルミニウム箔ラミネートガラスクロスにより積層されたものであり、前記アルミニウム箔ラミネートガラスクロスのアルミ箔は前記熱膨張性耐火シート７の最外面に配置されているものである。
前記熱膨張性耐火シート７は端部の２０ｍｍが前記構造材５に接している。
また前記拡張具６００は前記鉄骨１のフランジ３の両端から外側へ５０ｍｍ突き出して設置されていて、前記熱膨張性耐火シート７が鉄骨１のフランジ３に対して直接接触しないようにされている。
また前記鉄骨１および前記拡張具６００に対する前記熱膨張性耐火シート７の覆い方は先に示した図２の場合と同様であり、２５０ｍｍ間隔に溶接ピン８が鉄骨１のフランジ２に溶接されている。
【００８９】
また熱膨張性耐火シート７，７との境界部分では、熱膨張性耐火シート７，７同士が１００ｍｍの幅で重なって固定されている。
実施例１に示される鉄骨被覆構造に対し、ＩＳＯ ８３４の試験方法に準拠して耐火１時間の耐火性能試験を行い、前記断面Ｈ字状の鉄骨梁の表面最高温度を測定した。この結果、前記断面Ｈ字状の鉄骨１の表面最高温度は最大５４６℃、平均で５２９℃であった。
【００９０】
なお、耐火性能試験後の熱膨張性耐火シートの膨張残渣は、ウエブに垂直方向に５５〜６０ｍｍの範囲で膨張した。
また鉄骨１のフランジ３の両端では、前記フランジ３の両端から水平方向に２５ｍｍの膨張残渣が形成された。
また前記フランジ３の下面では、前記フランジ３に対して垂直下方向に６５ｍｍ程度の膨張残渣が形成された。
前記鉄骨１全体を膨張残渣が覆っていて、外部に鉄骨１が露出した部分や膨張残渣が極端に薄くなった場所は観察することができなかった。
【実施例２】
【００９１】
実施例１の場合において、ポリプロピレン製の拡張具６００に代えて、図４（ｂ）に示される形状の発泡スチロール製の拡張具を、前記鉄骨１のフランジ３の両端から外側へ５０ｍｍ突き出して設置して使用した他は実施例１の場合と全く同様にＩＳＯ ８３４の試験方法に準拠して耐火１時間の耐火性能試験を行った。
前記断面Ｈ字状の鉄骨１の表面最高温度は最大５４０℃、平均で５２６℃であった。
前記鉄骨１全体を膨張残渣が覆っていて、外部に鉄骨１が露出した部分や膨張残渣が極端に薄くなった場所は観察することができなかった。
【実施例３】
【００９２】
実施例２の場合において、熱膨張性耐火シート７に代えて、０．５ｍｍ厚の熱膨張性耐火材の両面を、アルミニウム箔ラミネートガラスクロスにより積層されたものを使用した他は実施例１の場合と全く同様にＩＳＯ ８３４の試験方法に準拠して耐火１時間の耐火性能試験を行った。
前記断面Ｈ字状の鉄骨１の表面最高温度は最大６１３℃、平均で５９４℃であった。
前記鉄骨１全体を膨張残渣が覆っていて、外部に鉄骨１が露出した部分や膨張残渣が極端に薄くなった場所は観察することができなかった。
【００９３】
［比較例１］
図２７は比較例１の鉄骨被覆構造を説明するための模式断面図である。
実施例１の場合において拡張具を使用しなかった点、鉄骨１のフランジ３の下面に熱膨張性耐火シート７のたるみ部分（中央部で４０ｍｍの隙間）を設けることにより、前記熱膨張性耐火シート７が直接前記鉄骨１のフランジ３の下面に接触しないようにした他は実施例１の場合と全く同様に耐火性能試験を行った。
この結果、試験開始後５５分間で、前記断面Ｈ字状の鉄骨１の表面最高温度は６２３℃に達したため耐火性能試験を中止した。前記断面Ｈ字状の鉄骨１の表面最高温度は平均で４８２℃であった。
また鉄骨１のフランジ３の両端では、前記フランジ３の両端から水平方向に膨張残渣がほとんど形成されていないことが観察された。
【００９４】
［比較例２］
比較例１の場合において、熱膨張性耐火シート７に代えて、０．５ｍｍ厚の熱膨張性耐火材の両面を、アルミニウム箔ラミネートガラスクロスにより積層されたものを使用した
他は比較例１の場合と全く同様にＩＳＯ ８３４の試験方法に準拠して耐火１時間の耐火性能試験を行った。
この結果、試験開始後５４分間で、前記断面Ｈ字状の鉄骨１の表面最高温度は６３５℃に達したため耐火性能試験を中止した。前記断面Ｈ字状の鉄骨１の表面最高温度は平均で６１５℃であった。
また鉄骨１のフランジ３の両端では、前記フランジ３の両端から水平方向に膨張残渣がほとんど形成されていないことが観察された。
【００９５】
［比較例３］
図２８は比較例３の鉄骨被覆構造を説明するための模式断面図である。
比較例２の場合において、熱膨張性耐火シート７のたるみ部分を設けなかった他は比較例２の場合と全く同様にＩＳＯ ８３４の試験方法に準拠して耐火１時間の耐火性能試験を行った。
この結果、試験開始後５２分間で、前記断面Ｈ字状の鉄骨１の表面最高温度は６４３℃に達したため耐火性能試験を中止した。前記断面Ｈ字状の鉄骨１の表面最高温度は平均で５８６℃であった。 また鉄骨１のフランジ３の両端では、前記フランジ３の両端から水平方向に膨張残渣がほとんど形成されていないことが観察された。
【００９６】
本明細書は、２０１０年９月１日出願の特願２０１０−１９６２６３に基づく。この内容は全てここに含めておく。
【産業上の利用可能性】
【００９７】
本発明は鉄骨を使用している建築物に対し、容易に耐火性を与えることができることから、広く建築用途の耐火構造に応用することができる。
【符号の説明】
【００９８】
１ 鉄骨
２、３ フランジ
４ ウェブ
５ 構造材
６、２００、６００〜６０４ 拡張具
７ 熱膨張性耐火シート
８ 溶接ピン
１０ 設置溝
１０ａ、１０ｂ、１０ｃ 段差
２０ フランジ接合部
２１ 連結部材
３０、３１ 内面
３２ 奥の内面
４０〜４６ 突起部
４７ 谷部
４８ 山部
４９ 波形部
１００ Ｈ型鋼
２０２ 水平部
２０４ Ｌ字状片
２０６ 垂直片
２１０ 挿入部
３００ 不燃材
３１０ 石膏ボード
３２０ 耐火被覆ユニット
５００ 床スラブ
６１０、６１１ ６１２、６１３、６１４ 本体板
６２０、６２１、６２２、６２３、６２４、６３０、６３１、６３２、６３３、６３４ 側面板
６４０、６４１、６４２、６４３、６４４、６５０、６５１、６５２、６５３、６５４ 支持部
６６０、６６１、６６２、６６３、６６４、６７０、６７１、６７２、６７３、６７４ フランジ保持部
６８０、６８１、６８２、６８３、６８４、６９０、６９１、６９２、６９３、６９４ 切欠き
７００、７０１、７０４、７１０、７１１、７１４ 切込み
参照符号Ａ〜Ｈ 鉄骨の外部
【特許請求の範囲】
【請求項１】
平行に対向する二本のフランジおよび前記フランジを両端に連結した一本のウェブからなる断面Ｈ字状の鉄骨と、
前記二本のフランジの少なくとも一方のフランジの両端に設置された拡張具と、
前記鉄骨および前記拡張具を覆う熱膨張性耐火シートと、
を有する鉄骨被覆構造であって、
前記拡張具が、前記フランジ端部を挿入することのできる設置溝を有し、
前記フランジ端部が、前記拡張具の設置溝に挿入されることにより、
前記拡張具が、前記拡張具の設置溝の一部または全部が変形された状態を維持して、前記フランジ端部に設置され、
かつ前記拡張具が、前記フランジ端部から外部に突き出して設置され、
前記拡張具が、加熱された場合に変形することを特徴とする、鉄骨被覆構造。
【請求項２】
前記拡張具の設置溝の一部または全部を変形させることにより、変形された拡張具の設置溝が変形前の形状に戻ろうとする応力が生じ、この応力により、前記拡張部の設置溝と前記フランジ端部とが固定されている、請求項１に記載の鉄骨被覆構造。
【請求項３】
前記拡張具の設置溝が、次の（１）〜（５）からなる群より選ばれる少なくとも一つである、請求項１または２に記載の鉄骨被覆構造。
（１）互いに対向する前記拡張具の設置溝の一方の内面（ａ）と他方の内面（ｂ）の少なくとも一方の面に突起部が設けられた設置溝
（２）前記拡張具の設置溝の奥の内面（ｃ）から前記設置溝の開口部方向に向かって、連続的または段階的に前記設置溝の開口部が狭くなる設置溝
（３）互いに対向する、前記拡張具の設置溝の一方の内面（ａ）と他方の内面（ｂ）の少なくとも一方の面が、折れ曲がり部を有する設置溝
（４）互いに対向する、前記拡張具の設置溝の一方の内面（ａ）と他方の内面（ｂ）の少なくとも一方の面が、波形部を有する設置溝
（５）板材を組み合わせてなる設置溝であって、前記設置溝を形成する板材の少なくとも一つが前記フランジに傾斜して接する設置溝
【請求項４】
前記拡張具が、設置溝を備えた球、設置溝を備えた立方体、設置溝を備えた直方体、設置溝を備えた円柱、設置溝を備えた多角柱、設置溝を備えた楕円柱、設置溝を備えた板状折り曲げ成形体からなる群より選ばれる少なくとも一つである、請求項１〜３のいずれかに記載の鉄骨被覆構造。
【請求項５】
前記拡張具が、設置溝を備えた球、設置溝を備えた立方体、設置溝を備えた直方体、設置溝を備えた円柱、設置溝を備えた多角柱、設置溝を備えた楕円柱、設置溝を備えた板状成形体からなる群より選ばれる少なくとも二以上を連結部材により連結してなる、請求項１〜４のいずれかに記載の鉄骨被覆構造。
【請求項６】
前記拡張具が、本体板と、前記本体板の両端に設置された相対する二つの側面板とを有し、
前記側面板が、支持部とフランジ保持部とを有し、
前記鉄骨のフランジ端部を挿入するための設置溝が、前記本体板、前記側面板の支持部および前記側面板のフランジ保持部により囲まれる切欠きにより形成され、
前記側面板の支持部と前記側面板のフランジ保持部との接合部に、前記側面板の支持部に対して前記側面板のフランジ保持部を傾斜可能に連結する切込みが形成されている、請求項１〜５のいずれかに記載の鉄骨被覆構造。
【請求項７】
前記拡張具が、熱膨張性耐火シートの熱膨張開始温度以下の温度により変形する、請求項１〜６のいずれかに記載の鉄骨被覆構造。
【請求項８】
前記拡張具が、紙材、木材、天然樹脂および合成樹脂からなる群より選ばれる少なくとも一つを含む、請求項１〜７のいずれかに記載の鉄骨被覆構造。
【請求項９】
前記鉄骨が、建築物の仕切り部に設けられた区画に対して一方のフランジの外面を平行にして設置され、
前記拡張具が、前記一方のフランジとは反対側の他方のフランジの両端に設置され、
前記熱膨張性耐火シートが、前記鉄骨および前記拡張具を覆うと共に、前記鉄骨および前記区画の少なくとも一方に固定されている、請求項１〜８のいずれかに記載の鉄骨被覆構造。
【請求項１０】
請求項１〜９のいずれかに記載の鉄骨被覆構造に使用するための設置溝を有する拡張具であって、
前記拡張具の設置溝が、次の（１）〜（５）からなる群より選ばれる少なくとも一つである、拡張具を提供するものである。
（１）互いに対向する、前記拡張具の設置溝の一方の内面（ａ）と他方の内面（ｂ）の少なくとも一方の面に突起部が設けられた設置溝
（２）前記拡張具の設置溝の奥の内面（ｃ）から前記設置溝の開口部方向に向かって、連続的または段階的に前記設置溝の開口部が狭くなる設置溝
（３）互いに対向する、前記拡張具の設置溝の一方の内面（ａ）と他方の内面（ｂ）の少なくとも一方の面が、折れ曲がり部を有する設置溝
（４）互いに対向する、前記拡張具の設置溝の一方の内面（ａ）と他方の内面（ｂ）の少なくとも一方の面が、波形部を有する設置溝
（５）板材を組み合わせてなる設置溝であって、前記設置溝を形成する板材の少なくとも一つが前記フランジに傾斜して接する設置溝
【請求項１１】
前記拡張具が、本体板と、前記本体板の両端に設置された対向する二つの側面板とを有し、
前記側面板が、支持部とフランジ保持部とを有し、
前記鉄骨のフランジ端部を挿入するための設置溝が、前記本体板、前記側面板の支持部および前記側面板のフランジ保持部により囲まれる切欠きにより形成され、
前記側面板の支持部と前記側面板のフランジ保持部との連結部に、前記側面板の支持部に対して前記側面板のフランジ保持部を傾斜可能に連結する切込みが形成されていることを特徴とする、請求項１０に記載の拡張具。
【請求項１】
平行に対向する二本のフランジおよび前記フランジを両端に連結した一本のウェブからなる断面Ｈ字状の鉄骨と、
前記二本のフランジの少なくとも一方のフランジの両端に設置された拡張具と、
前記鉄骨および前記拡張具を覆う熱膨張性耐火シートと、
を有する鉄骨被覆構造であって、
前記拡張具が、前記フランジ端部を挿入することのできる設置溝を有し、
前記フランジ端部が、前記拡張具の設置溝に挿入されることにより、
前記拡張具が、前記拡張具の設置溝の一部または全部が変形された状態を維持して、前記フランジ端部に設置され、
かつ前記拡張具が、前記フランジ端部から外部に突き出して設置され、
前記拡張具が、加熱された場合に変形することを特徴とする、鉄骨被覆構造。
【請求項２】
前記拡張具の設置溝の一部または全部を変形させることにより、変形された拡張具の設置溝が変形前の形状に戻ろうとする応力が生じ、この応力により、前記拡張部の設置溝と前記フランジ端部とが固定されている、請求項１に記載の鉄骨被覆構造。
【請求項３】
前記拡張具の設置溝が、次の（１）〜（５）からなる群より選ばれる少なくとも一つである、請求項１または２に記載の鉄骨被覆構造。
（１）互いに対向する前記拡張具の設置溝の一方の内面（ａ）と他方の内面（ｂ）の少なくとも一方の面に突起部が設けられた設置溝
（２）前記拡張具の設置溝の奥の内面（ｃ）から前記設置溝の開口部方向に向かって、連続的または段階的に前記設置溝の開口部が狭くなる設置溝
（３）互いに対向する、前記拡張具の設置溝の一方の内面（ａ）と他方の内面（ｂ）の少なくとも一方の面が、折れ曲がり部を有する設置溝
（４）互いに対向する、前記拡張具の設置溝の一方の内面（ａ）と他方の内面（ｂ）の少なくとも一方の面が、波形部を有する設置溝
（５）板材を組み合わせてなる設置溝であって、前記設置溝を形成する板材の少なくとも一つが前記フランジに傾斜して接する設置溝
【請求項４】
前記拡張具が、設置溝を備えた球、設置溝を備えた立方体、設置溝を備えた直方体、設置溝を備えた円柱、設置溝を備えた多角柱、設置溝を備えた楕円柱、設置溝を備えた板状折り曲げ成形体からなる群より選ばれる少なくとも一つである、請求項１〜３のいずれかに記載の鉄骨被覆構造。
【請求項５】
前記拡張具が、設置溝を備えた球、設置溝を備えた立方体、設置溝を備えた直方体、設置溝を備えた円柱、設置溝を備えた多角柱、設置溝を備えた楕円柱、設置溝を備えた板状成形体からなる群より選ばれる少なくとも二以上を連結部材により連結してなる、請求項１〜４のいずれかに記載の鉄骨被覆構造。
【請求項６】
前記拡張具が、本体板と、前記本体板の両端に設置された相対する二つの側面板とを有し、
前記側面板が、支持部とフランジ保持部とを有し、
前記鉄骨のフランジ端部を挿入するための設置溝が、前記本体板、前記側面板の支持部および前記側面板のフランジ保持部により囲まれる切欠きにより形成され、
前記側面板の支持部と前記側面板のフランジ保持部との接合部に、前記側面板の支持部に対して前記側面板のフランジ保持部を傾斜可能に連結する切込みが形成されている、請求項１〜５のいずれかに記載の鉄骨被覆構造。
【請求項７】
前記拡張具が、熱膨張性耐火シートの熱膨張開始温度以下の温度により変形する、請求項１〜６のいずれかに記載の鉄骨被覆構造。
【請求項８】
前記拡張具が、紙材、木材、天然樹脂および合成樹脂からなる群より選ばれる少なくとも一つを含む、請求項１〜７のいずれかに記載の鉄骨被覆構造。
【請求項９】
前記鉄骨が、建築物の仕切り部に設けられた区画に対して一方のフランジの外面を平行にして設置され、
前記拡張具が、前記一方のフランジとは反対側の他方のフランジの両端に設置され、
前記熱膨張性耐火シートが、前記鉄骨および前記拡張具を覆うと共に、前記鉄骨および前記区画の少なくとも一方に固定されている、請求項１〜８のいずれかに記載の鉄骨被覆構造。
【請求項１０】
請求項１〜９のいずれかに記載の鉄骨被覆構造に使用するための設置溝を有する拡張具であって、
前記拡張具の設置溝が、次の（１）〜（５）からなる群より選ばれる少なくとも一つである、拡張具を提供するものである。
（１）互いに対向する、前記拡張具の設置溝の一方の内面（ａ）と他方の内面（ｂ）の少なくとも一方の面に突起部が設けられた設置溝
（２）前記拡張具の設置溝の奥の内面（ｃ）から前記設置溝の開口部方向に向かって、連続的または段階的に前記設置溝の開口部が狭くなる設置溝
（３）互いに対向する、前記拡張具の設置溝の一方の内面（ａ）と他方の内面（ｂ）の少なくとも一方の面が、折れ曲がり部を有する設置溝
（４）互いに対向する、前記拡張具の設置溝の一方の内面（ａ）と他方の内面（ｂ）の少なくとも一方の面が、波形部を有する設置溝
（５）板材を組み合わせてなる設置溝であって、前記設置溝を形成する板材の少なくとも一つが前記フランジに傾斜して接する設置溝
【請求項１１】
前記拡張具が、本体板と、前記本体板の両端に設置された対向する二つの側面板とを有し、
前記側面板が、支持部とフランジ保持部とを有し、
前記鉄骨のフランジ端部を挿入するための設置溝が、前記本体板、前記側面板の支持部および前記側面板のフランジ保持部により囲まれる切欠きにより形成され、
前記側面板の支持部と前記側面板のフランジ保持部との連結部に、前記側面板の支持部に対して前記側面板のフランジ保持部を傾斜可能に連結する切込みが形成されていることを特徴とする、請求項１０に記載の拡張具。
【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】
【図１７】
【図１８】
【図１９】
【図２０】
【図２１】
【図２２】
【図２３】
【図２４】
【図２５】
【図２６】
【図２７】
【図２８】
【図２９】
【図３０】
【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】
【図１７】
【図１８】
【図１９】
【図２０】
【図２１】
【図２２】
【図２３】
【図２４】
【図２５】
【図２６】
【図２７】
【図２８】
【図２９】
【図３０】
【公開番号】特開２０１２−７２６４９（Ｐ２０１２−７２６４９Ａ）
【公開日】平成２４年４月１２日（２０１２．４．１２）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１１−１９０２２４（Ｐ２０１１−１９０２２４）
【出願日】平成２３年８月３１日（２０１１．８．３１）
【出願人】（０００００２１７４）積水化学工業株式会社 (5,781)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２４年４月１２日（２０１２．４．１２）
【国際特許分類】
【出願日】平成２３年８月３１日（２０１１．８．３１）
【出願人】（０００００２１７４）積水化学工業株式会社 (5,781)
【Ｆターム（参考）】
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