ＰＣ鋼材の耐火被覆構造およびその工法
【課題】耐火性、耐熱性に優れた耐火被覆構造およびその工法を提供する。
【解決手段】上端と下端とが構造物５０に接続され、緊張状態で斜めに配置された棒状のＰＣ鋼材１０と、前記ＰＣ鋼材１０との間に隙間を有しながら前記ＰＣ鋼材１０の周面を囲んで配置された外側管２０と、を備え、前記ＰＣ鋼材１０と前記外側管２０との隙間には、粒状又は粉状の熱発泡性耐火断熱材３０を充填する。
【解決手段】上端と下端とが構造物５０に接続され、緊張状態で斜めに配置された棒状のＰＣ鋼材１０と、前記ＰＣ鋼材１０との間に隙間を有しながら前記ＰＣ鋼材１０の周面を囲んで配置された外側管２０と、を備え、前記ＰＣ鋼材１０と前記外側管２０との隙間には、粒状又は粉状の熱発泡性耐火断熱材３０を充填する。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、建築、橋梁等に用いるＰＣ鋼材の耐火被覆構造およびその工法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、構造物や橋梁に用いる鋼材は、火災時の熱による鋼材の破壊を防ぐため、鋼材の周面に隙間を有するように外側管を囲んで配置し、鋼材と外側管との隙間にモルタルセメント等のグラウト材を充填して被覆する耐火被覆構造が知られている（特許文献１，２参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００７−４６２６８
【特許文献２】特開平１０−１８３３７１
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、グラウト材は、液体の粘性により流動性が低く、また含有水分に応じて粘性の変化が生じ、その粘性が低いと垂れ流れて空隙や気泡ができやすく、粘性が高いと内部まで充填されず気泡や間隙が残りやすいという問題があった。
【０００５】
また、グラウト材は、グラウト材の重力に任せて充填するため、充填されたグラウト材の表面が水平となることから、鋼材を斜め配置すると鋼材の上部の斜め上方に向いた側面が露出し耐火被覆されない部分が発生してしまうという問題があった。
【０００６】
本発明は、上述した事情に鑑みてなされたものであり、その目的は、耐火性、耐熱性に優れた耐火被覆構造およびその工法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
［１］上端と下端とが構造物に接続され、緊張状態で斜めに配置された棒状のＰＣ鋼材と、前記ＰＣ鋼材との間に隙間を有しながら前記ＰＣ鋼材の周面を囲んで配置された外側管と、を備え、前記ＰＣ鋼材と前記外側管との隙間には、粒状又は粉状の熱発泡性耐火断熱材が充填されていることを特徴とするＰＣ鋼材の耐火被覆構造。
【０００８】
［２］前記ＰＣ鋼材は、周面に防錆処理が施されていることを特徴とする前項１に記載のＰＣ鋼材の耐火被覆構造。
【０００９】
［３］前記外側管は、長手方向に複数に分割されていることを特徴とすることを特徴とする前項１又は２に記載のＰＣ鋼材の耐火被覆構造。
【００１０】
［４］前記外側管は、軸方向に二つ割りされていることを特徴とする前項１〜３のいずれかに記載のＰＣ鋼材の耐火被覆構造。
【００１１】
［５］ＰＣ鋼材との間に隙間を有しながら外側管を前記ＰＣ鋼材の周面を囲んで配置し、前記ＰＣ鋼材が斜め姿勢をとるように上端と下端とを構造物に緊張状態で接続し、
前記隙間に粒状又は粉状の熱発泡性耐火断熱材を充填したことを特徴とするＰＣ鋼材の耐火被覆工法。
【００１２】
［６］前項１〜４のいずれか１項に記載のＰＣ鋼材の耐火被覆構造を使用して建てられた構造物。
【発明の効果】
【００１３】
本発明は以下の効果を奏する。
【００１４】
前項［１］の発明によると、粒状又は粉状の熱発泡性耐火断熱材を充填したため、固体の高い流動性により、垂れ流れて空隙や気泡ができることなく、内部に気泡や間隙が残らないとともに、火災時には熱発泡して体積増加するため、ＰＣ鋼材の上部の斜め上方に向いた側面に露出部分が充填時に残っていても、このような露出部分も確実に被覆することができ、ひいては、耐火性、耐熱性に優れた耐火断熱構造を提供することができる。
【００１５】
前項［２］の発明によると、ＰＣ鋼材の周面に防錆処理を施したため、ＰＣ鋼材の錆による劣化を防ぐことができる。
【００１６】
前項［３］の発明によると、外側管を長手方向に複数に分割したため、各外側管に対して、その上側に隣接した外側管との間から熱発泡性耐火断熱材を充填することができ、これにより、充填部となる各外側管に対して未充填部が残りにくい近い位置から確実に充填できる。
【００１７】
前項［４］の発明によると、外側管を軸方向に二つ割りにしたため、予めＰＣ鋼材に通しておかなくても、ＰＣ鋼材を接続した後から外側管を配置することができ、これにより、施工性を向上させることができる。さらに、既設構造物の耐火構造を強化することもできる。
【００１８】
前項［５］の発明によると、ＰＣ鋼材との間に隙間を有しながら外側管を前記ＰＣ鋼材の周面を囲んで配置し、前記ＰＣ鋼材が斜め姿勢をとるように上端と下端とを構造物に緊張状態で接続し、前記隙間に粒状又は粉状の熱発泡性耐火断熱材を充填したため、固体の高い流動性により、空隙や気泡できなく、気泡や間隙が残らないとともに、火災時の熱により発泡による体積増加により鋼材の上部の斜め上方に向いた側面に生じる未充填部分まで被覆でき、耐火性、耐熱性を向上させることができる。
【００１９】
前項［６］の発明によると、前項１〜４のいずれか１項に記載の耐火被覆構造によって建てられた構造物としたため、構造物について上述した効果を奏することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２０】
【図１】図１は、本発明の第１実施形態にかかるＰＣ鋼材の耐火被覆構造を示した正面図である。
【図２】図２は、同ＰＣ鋼材の耐火被覆構造を示した断面図である。
【図３】図２は、同ＰＣ鋼材の耐火被覆構造の第１工程を示した工程図である。
【図４】図３は、同ＰＣ鋼材の耐火被覆構造の第２工程を示した工程図である。
【図５】図４は、同ＰＣ鋼材の耐火被覆構造の第３工程を示した工程図である。
【図６】図６は、同ＰＣ鋼材を使用し、第１〜３工程を経て施工された構造物の全体を示す外観断面図である。
【図７】図７は、熱発泡性耐火断熱材の発泡の変化を示した図で、（Ａ）は発泡前、（Ｂ）発泡後、の熱発泡性耐火断熱材を説明するものである。
【図８】図８は、本発明の第２実施形態にかかるＰＣ鋼材の耐火被覆構造を示した断面図である。
【図９】図９は、本発明の第３実施形態にかかるＰＣ鋼材の耐火被覆構造を示した断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００２１】
次に、本発明の第１実施形態について、図１〜図７を参照して説明する。
【００２２】
図１は、本発明の第１実施形態にかかるＰＣ鋼材の耐火被覆構造を示した正面図である。図２は、同ＰＣ鋼材の耐火被覆構造を示した断面図である。
【００２３】
図１、図２に示すように、この第１実施形態にかかるＰＣ鋼材の耐火被覆構造１は、ＰＣ鋼材１０と、外側管２０と、熱発泡性耐火断熱材３０と、防錆処理部４０と、から構成されている。
【００２４】
「ＰＣ鋼材１０」とは、プレストレスコンクリートの緊張材として用いられる鋼材を言う。このＰＣ鋼材１０は、鋼線、ＰＣ鋼より線、鋼棒等を含むものである。この実施形態にかかるＰＣ鋼材１０は、複数本（この実施形態では７本）の素線１０ａ・・・を撚り束ねて構成されている。この素線１０ａの直径は、例えば９．５〜１５．２ｍｍが好ましく、この実施形態では１２．７ｍｍ又は１５．２ｍｍのものが採用されている。複数本（この実施形態では７本）束ねたＰＣ鋼材１０の太さは、例えば１５．２〜７６．０ｍｍが好ましく、この実施形態では３８．１ｍｍ又は４５．６ｍｍとなっている。
【００２５】
ＰＣ鋼材１０の上端および下端には、構造物５０に緊張状態で接続するための、固定具１４が固着されている。この固定具１４には、ネジ溝１４ａが形成され、このネジ溝１４ａには、アンカープレート１５が通され、ナット１６が螺嵌されている。このナット１６を回転移動させることにより、アンカープレート１５がＰＣ鋼材１０の長手方向に移動する。ナット１６と固定具１４の上端との周面には、固定具１４のネジ溝１４ａやナット１６などの劣化を防ぐため、保護カバー１７が取り付けられている。固定具１４の先端には、端部栓１９が取り付けられている。
【００２６】
このＰＣ鋼材１０の周面には、防錆処理部４０が形成されている。この防錆処理部４０は、防錆材を塗布することにより形成されている。
【００２７】
ＰＣ鋼材１０の周面には、所定の隙間を有して外側管２０が囲うように配置されている。この隙間は、例えば３〜５０ｍｍに設定されているのが好ましく、この実施形態では２０〜４０ｍｍに設定されている。
【００２８】
外側管２０は、例えば円形の筒状に形成された鋼管からなる。この外側管２０の直径は、例えば４０〜２４０ｍｍが好ましく、この実施形態では、９０〜１３０ｍｍのものを採用している。
【００２９】
各外側管２０・・・の長手方向の長さは、例えば１０００〜５０００ｍｍが好ましく、この実施形態では１５００ｍｍのものを採用している。
【００３０】
この外側管２０は、長手方向に複数に分割され、各外側管２０・・・は隣接するように配置されている。この隣接する外側管２０・・・は、例えば接着２１によって連結されるようになっている。この隣接する外側管２０を全て接着２１したときの全長は、熱発泡性耐火断熱材の充填口を確保するため、構造物に接続したときに一定の間隔を有するように長さ設定がされている。
【００３１】
ＰＣ鋼材１０と外側管２０との間の隙間には、粒状または粉状の熱発泡性耐火断熱材３０が充填されている。
【００３２】
ここで「粒状」とは、その形状（粒の形状）を肉眼で認識できる程度の大きさのものであって固体状のものを言う。また、「粉状」とは、その形状（粒の形状）を肉眼で認識できない程度の大きさのものであって固体状のものを言う。この発明では、粒度が１ｍｍ以上のものを「粒状」と呼び、粒度が１ｍｍ未満のものを「粉状」と呼ぶものとする。
【００３３】
粒状または粉状の熱発泡性耐火断熱材３０の粒度は、例えば０．５〜１．５ｍｍが好ましく、この実施形態では１．０ｍｍの粒状のものを採用している。
【００３４】
この熱発泡性耐火断熱材３０は、熱により発泡し膨張する性質を有するものである。この熱発泡性耐火断熱材３０は、例えば熱を受けた発泡後の直径が発泡前の約２倍以上に膨張するものが好ましい。
【００３５】
次に、本実施形態にかかるＰＣ鋼材の耐火被覆構造の施工順序について説明する。
【００３６】
図３は、同ＰＣ鋼材の耐火被覆構造の第１工程を示した工程図である。図４は、同ＰＣ鋼材の耐火被覆構造の第２工程を示した工程図である。図５は、同ＰＣ鋼材の耐火被覆構造の第３工程を示した工程図である。
【００３７】
はじめに、施工に必要な資材と施工する構造物とについて説明する。
【００３８】
図３〜図５に示すように、作業に必要な資材は、防錆処理（防錆処理部４０）を施したＰＣ鋼材１０と、長手方向に複数に分割された外側管２０・・・と、鋼材引寄ケーブル１２とである。作業員Ｈは、これらの資材を構造物５０内の施工場所（吊り下げ位置）に搬入する。
【００３９】
次に、ＰＣ鋼材１０を取り付ける構造物５０について説明する。
【００４０】
構造物５０の中層階の天井および床５３には、ＰＣ鋼材１０を挿入しその両端を固定するための、鋼材挿入孔５１が予め形成されている。上側の鋼材挿入孔５１は、設置予定階の天井すなわち上階の床５３と柱５２とが交わる箇所に形成され、下側の鋼材挿入孔５１は、設置予定階の床５３であって、上側の鋼材挿入孔５１の斜め下方の位置に形成されている。また、この鋼材挿入孔５１は、斜め姿勢に配置されたＰＣ鋼材１０が全長にわたって直線状となるように、ＰＣ鋼材１０の斜め姿勢に沿った傾斜がつけられている。また、鋼材挿入孔５１には、外側管２０よりも少し大きめの径の外側管受け部５１ａと、アンカープレート１５よりも少し大きめの径のアンカープレート受け部５１ｂとが形成されている。
【００４１】
次に、第１工程について説明する。
【００４２】
図３に示すとおり、作業員Ｈは、ＰＣ鋼材１０の上端部にＰＣ鋼材引寄ケーブル１２を取り付ける。そして、作業員Ｈは、長手方向に複数に分割された外側管２０・・・にＰＣ鋼材１０を挿入していく。そして、作業員Ｈは、ＰＣ鋼材引寄ケーブル１２を設置予定階の上側の鋼材挿入孔５１に挿入し、構造物５０の外側から作業員ＨがＰＣ鋼材引寄ケーブル１２を手繰り寄せ、ＰＣ鋼材１０の上端側を鋼材挿入孔５１に挿入しＰＣ鋼材１０の上端部が鋼材挿入孔５１から抜け落ちないように仮止めをしておく。
【００４３】
次に、第２工程について説明する。
【００４４】
図４に示すように、まず、作業員Ｈは、設置予定階の下側の鋼材挿入孔５１に挿入したＰＣ鋼材１０の固定具１４に、アンカープレート１５を通し、ナット１６を螺嵌する。こうして、ＰＣ鋼材１０の下端部に取り付けられたアンカープレート１５が構造物５０のアンカープレート受け部５１ｂで係止することにより、ＰＣ鋼材１０の下端部が構造物５０に固定される。
【００４５】
次に、作業員Ｈは、設置予定階の上側の鋼材挿入孔５１に挿入したＰＣ鋼材１０の固定具１４に、アンカープレート１５を通し、ナット１６を螺嵌していく。このとき、ナット１６を回転させていくことにより、アンカープレート受け部５１ｂに係止されるアンカープレート１５は下方に移動し、ＰＣ鋼材１０が緊張状態になっていく。この緊張作業は、例えば緊張ジャッキを使用して行うことができる。以上の緊張作業が終了すると、作業員Ｈは、保護カバー１７を取り付ける。
【００４６】
なお、外側管２０は、外側管受け部５１ａで止まり、それより内部に挿入されないようになっている。
【００４７】
次に、第３工程について説明する。
【００４８】
図５に示すように、作業員Ｈは、最下方側に位置する外側管２０と、その上側に隣接する外側管２０との間（充填部）から、ＰＣ鋼材１０と外側管２０の隙間内に熱発泡性耐火断熱材３０を十分に充填していく。そして、この隙間内に熱発泡性耐火断熱材３０が十分に充填されると、作業員Ｈは、充填部（最下方側に位置する外側管２０と、その上側に隣接する外側管２０との間）を接着２１する。そして、作業員Ｈは、既に接着２１済みの外側管２０と、その上方側に隣接する外側管２０との間から、同様に熱発泡性耐火断熱材３０を十分に充填し、同様に充填部を接着２１する。そして、この作業（充填作業と接着作業）を最上方側の外側管２０まで繰り返す。なお、最上方側の外側管２０については、作業員Ｈが下側の外側管２０との間から上方に向かって熱発泡性耐火断熱材３０充填していく。
【００４９】
次に、作業員Ｈは、劣化防止のため、すでに構造物５０に固定してあるＰＣ鋼材１０の上端部と下端部とを構造物５０に無収縮モルタル等で後埋め５４して仕上げる。
【００５０】
図６は、同ＰＣ鋼材を使用し、第１〜３工程を経て施工された構造物の全体を示す外観断面図である。この構造物５０は、吊り下げ構造の構造物５０であり、柱５２・・・と、床５３・・・と、耐火被覆を施したＰＣ鋼材１０と、からなる。左右両端の柱５２，５２には、各１本のＰＣ鋼材１０が接続されている。また、中央の柱５２には、交叉するように左右から２本のＰＣ鋼材１０，１０が接続されている。床５３は、上階から吊り下げるＰＣ鋼材１０で支えられている。ここで使用するＰＣ鋼材１０は、ＰＣ鋼材１０の特性をいかした吊り下げ部材として緊張状態に接続されている。また、この構造物５０は、例えば駐車場である。
【００５１】
図７は、熱発泡性耐火断熱材３０の発泡の変化を示した図で、（Ａ）は発泡前、（Ｂ）発泡後、の熱発泡性耐火断熱材を説明するものである。
【００５２】
図７の（Ａ）に示すように、火災等での熱を受けて発泡する前は、重力の影響により、熱発泡性耐火断熱材３０の表面が水平となり、斜め配置された外側管２０の内部に隙間Ｃ（未充填部分）ができてしまう。すなわち、発泡前は、未充填部分ができるため、ＰＣ鋼材１０の上部の斜め上方に向いた側面が、露出している。なお、このとき、ＰＣ鋼材１０の下方側に充填されている熱発泡性耐火断熱材３０は、固体の高い流動性により、間隙や気泡などができず、隅々まで被覆されている。
【００５３】
図７の（Ｂ）に示すように、各粒状の熱発泡性耐火断熱材３０が火災時等の熱を受けた後は、各熱発泡性耐火断熱材３０が発泡して膨張（この実施形態では、発泡前の約２倍に膨張）することにより、熱発泡性耐火断熱材３０の体積が増加し、ＰＣ鋼材１０の全周面を耐火被覆することになる。このとき、ＰＣ鋼材１０は、発泡前に被覆されなかった隙間Ｃ（未充填部分）についても被覆されることになる。すなわち、発泡前に存在していたＰＣ鋼材１０の露出している部分についても耐火被覆されることになる。
【００５４】
本実施形態のＰＣ鋼材の耐火被覆構造は次の利点がある。
【００５５】
すなわち、ＰＣ鋼材の耐火被覆構造１をＰＣ鋼材１０と、外側管２０と、熱発泡性耐火断熱材３０と、防錆処理部４０とから構成したため、固体の高い流動性により、垂れ流れて空隙や気泡ができることなく、内部に気泡や間隙が残らないとともに、火災時には熱発泡して体積増加するため、鋼材の上部の斜め上方に向いた側面に露出部分が充填時に残っていても、このような露出部分も確実に被覆することができ、ひいては、耐火性、耐熱性に優れた耐火断熱構造を提供することができる。
【００５６】
さらに熱発泡性耐火断熱材３０が熱を受けた発泡後の直径が発泡前の約２倍以上に膨張するものを使用したため、火災時には熱発泡して体積が増加し、鋼材の上部の斜め上方に向いた側面に露出部分が充填時に残っていても、このような露出部分も確実に被覆することができ、ひいては、耐火性、耐熱性に優れた耐火断熱構造を提供することができる。
さらに、ＰＣ鋼材１０の表面に防錆材を塗布して防錆処理部４０を形成したため、ＰＣ鋼材の錆による劣化を防ぐことができる。
【００５７】
さらに、外側管２０を鋼管としたため、熱で熱発泡性耐火断熱材が膨張しＰＣ鋼材１０を被覆するまでの時間を十分に確保することができる。
【００５８】
さらに、作業員Ｈは、ＰＣ鋼材１０の上端部にＰＣ鋼材引寄ケーブル１２を取り付け、長手方向に複数に分割された外側管２０・・・にＰＣ鋼材１０を挿入し、作業員Ｈは、ＰＣ鋼材引寄ケーブル１２を設置予定階の上側の鋼材挿入孔５１に挿入し、構造物５０の外側から作業員ＨがＰＣ鋼材引寄ケーブル１２を手繰り寄せ、ＰＣ鋼材１０を鋼材挿入孔５１に挿入したため、容易にＰＣ鋼材１０を鋼材挿入孔５１に挿入することができる。
【００５９】
さらに、作業員Ｈは、設置予定階の上側の鋼材挿入孔５１に挿入したＰＣ鋼材１０の固定具１４に、アンカープレート１５を通し、ナット１６を螺嵌し、このとき、作業員Ｈは例えば緊張ジャッキを使用して、ナット１６を回転させていくことにより、アンカープレート受け部５１ｂに係止されるアンカープレート１５は下方に移動し、ＰＣ鋼材１０が緊張状態になっていくため、容易にＰＣ鋼材１０を構造物５０に緊張状態に接続することができる。
【００６０】
さらに、作業員Ｈは、最下方側に位置する外側管２０と、その上側に隣接する外側管２０との間（充填部）から、ＰＣ鋼材１０と外側管２０の隙間内に熱発泡性耐火断熱材３０を十分に充填し、この隙間内に熱発泡性耐火断熱材３０が十分に充填されると、作業員Ｈは、充填部（最下方側に位置する外側管２０と、その上側に隣接する外側管２０との間）を接着２１し、既に接着２１済みの外側管２０と、その上方側に隣接する外側管２０との間から、同様に熱発泡性耐火断熱材３０を十分に充填し、同様に充填部を接着２１し、この作業（充填作業と接着作業）を最上方側の外側管２０まで繰り返したため、各外側管２０・・・に対して、その上側に隣接した外側管２０との間から熱発泡性耐火断熱材３０を充填することができ、これにより、充填部となる各外側管２０・・・に対して未充填部が残りにくい近い位置から確実に充填できる。さらに、固体の高い流動性により、垂れ流れて空隙や気泡ができることなく、内部に気泡や間隙が残らないとともに、火災時には熱発泡して体積増加するため、鋼材の上部の斜め上方に向いた側面に露出部分が充填時に残っていても、このような露出部分も確実に被覆することができ、ひいては、耐火性、耐熱性に優れた耐火断熱構造を提供することができる。
【００６１】
さらに、構造物５０を柱５２・・・と床５３・・・と耐火被覆を施したＰＣ鋼材１０とから構成した吊り下げ構造の構造物５０としたため、この吊り下げ構造の構造物５０について、上述した効果を奏することができる。
【００６２】
さらに、構造物５０は駐車場としたため、この駐車場について上述した効果を奏することができる。
【００６３】
次に、本発明の第２実施形態について、図８を参照して以下に説明する。
【００６４】
図８は、本発明の第２実施形態にかかるＰＣ鋼材の耐火被覆構造を示した断面図である。
【００６５】
図８に示すように、この第２実施形態にかかるＰＣ鋼材１０の耐火被覆構造２は、ＰＣ鋼材１０と、熱発泡性耐火断熱材３０と、防錆処理部４０と、外側管６０ａ，６０ｂと、ボルト締め７０，７０と、から構成されている。外側管６０ａ，６０ｂは、軸方向に二つ割り形状に形成されており、長手方向に複数に分割されている。この外側管６０ａ，６０ｂ・・・は、この実施形態ではボルト締め７０，７０・・・によって固定されている。なお、ＰＣ鋼材１０と防錆処理部４０と熱発泡性耐火断熱材３０とは、上述第１実施形態と同様である。
【００６６】
次に、本実施形態にかかるＰＣ鋼材の耐火被覆構造の施工順序について説明する。
【００６７】
作業員Ｈは、ＰＣ鋼材１０が斜め姿勢をとるように上端と下端とを構造物５０に緊張状態で接続する。このＰＣ鋼材１０において作業員Ｈは、軸方向に二つ割りされている一方の外側管６０ａを、ＰＣ鋼材１０の片面周面を囲うように配置する。それに対応する他方の外側管６０ｂを、対応する側のＰＣ鋼材１０の片面周面に囲うように配置する。それらを例えばボルト締め７０，７０で固定し、筒状の外側管６０ａ，６０ｂを形成していく。
【００６８】
この作業を同様に繰り返し、第１実施形態と同様に、長手方向に複数に分割された外側管６０ａ，６０ｂ・・・を軸方向に複数配置していく。なお、その他の工程は、上記第１実施形態と同様である。
【００６９】
本第２実施形態のＰＣ鋼材の耐火被覆構造は、次の利点がある。
【００７０】
すなわち、ＰＣ鋼材１０の耐火被覆構造２をＰＣ鋼材１０と熱発泡性耐火断熱材３０と防錆処理部４０と外側管６０ａ，６０ｂとボルト締め７０，７０とから構成し、外側管６０ａ，６０ｂを軸方向に二つ割り形状に形成し、さらに長手方向に複数に分割し、この外側管６０ａ，６０ｂ・・・をボルト締め７０，７０・・・によって固定したため、外側管６０ａ，６０ｂ・・・を予めＰＣ鋼材１０に通しておかなくても、ＰＣ鋼材１０を接続した後から外側管６０ａ，６０ｂ・・・を配置することができ、これにより、施工性を向上させることができる。
【００７１】
さらに、ＰＣ鋼材１０が斜め姿勢をとるように上端と下端とを構造物５０に緊張状態で接続したＰＣ鋼材１０において、作業員Ｈは、軸方向に二つ割りされている一方の外側管６０ａを、ＰＣ鋼材１０の片面周面を囲うように配置し、それに対応する他方の外側管６０ｂを、対応する側のＰＣ鋼材１０の片面周面に囲うように配置し、それらを例えばボルト締め７０，７０で固定し、筒状の外側管６０ａ，６０ｂを形成し、この作業を同様に繰り返し、第１実施形態と同様に、長手方向に複数に分割された外側管６０ａ，６０ｂ・・・を軸方向に複数配置し、その他の工程を上記第１実施形態と同様としたため、外側管６０ａ，６０ｂ・・・を予めＰＣ鋼材１０に通しておかなくても、ＰＣ鋼材１０を接続した後から外側管６０ａ，６０ｂ・・・を配置することができ、これにより、施工性を向上させることができる。
【００７２】
次に、本発明の第３実施形態について、図９を参照して以下に説明する。
【００７３】
図９は、本発明の第３実施形態にかかるＰＣ鋼材の耐火被覆構造を示した断面図である。
【００７４】
図９に示すように、この第３実施形態にかかるＰＣ鋼材１０の耐火被覆構造３は、ＰＣ鋼材１０と、防錆処理部４０と、内側管８０と、熱発泡性耐火断熱材３０と、外側管９０と、から構成されている。
【００７５】
ＰＣ鋼材１０に周面には、所定の隙間を有しながら内側管８０が配置されている。このＰＣ鋼材１０と内側管８０との間の隙間は例えば３〜１５ｍｍに設定されているのが好ましく、この実施形態では、５〜８ｍｍに設定されている。この内側管８０の直径は、例えば２３〜１００ｍｍのものが好ましく、この実施形態では、直径４８〜６２ｍｍのものを採用している。この内側管８０は、例えば硬質ポリ塩化ビニールで形成されているものを採用している。
【００７６】
内側管８０の周面には、所定の隙間を有しながら外側管９０が配置されている。この内側管８０と外側管９０との間の隙間は、幅２０〜５０ｍｍ以上に設定されている。また例えば３０ｍｍに設定されていても良い。この隙間には、熱発泡性耐火断熱材３０が充填されている。この外側管９０の直径は、例えば６５〜２００ｍｍに設定されているのが好ましく、この実施形態では、直径１３０〜１６０ｍｍのものを採用している。この外側管９０は、例えば硬質ポリ塩化ビニールで形成されているものを採用している。また、これ以外にも鋼管等で形成されているものを採用しても良い。なお、その他のＰＣ鋼材１０と防錆処理部４０と熱発泡性耐火断熱材３０は、上記第１実施形態と同様である。
【００７７】
本第３実施形態のＰＣ鋼材の耐火被覆構造は、次の利点がある。
【００７８】
すなわち、ＰＣ鋼材１０の耐火被覆構造をＰＣ鋼材１０と防錆処理部４０と内側管８０と熱発泡性耐火断熱材３０と外側管９０とから構成したため、外側管９０と熱発泡性耐火断熱材３０と内側管８０との三段階の耐火層を形成したことにより、火災時の熱により熱発泡性耐火断熱材３０が膨張し、ＰＣ鋼材１０の全周面を被覆するまでの間の時間を確実に確保でき、より耐火性に優れた耐火被覆構造を提供することができる。
【００７９】
さらに、ＰＣ鋼材１０に周面に所定の隙間を有しながら内側管８０を配置したため、熱発泡性耐火断熱材３０が直接ＰＣ鋼材１０と接しないため、熱発泡性耐火断熱材３０によるＰＣ鋼材１０の劣化を防ぐことができる。
【００８０】
以上、本発明を第１〜３実施形態に基づいて説明してきたが、本発明は、これに限定されるものではなく、以下のように構成しても良い。
【００８１】
（１）上記第１実施形態では、粒状の熱発泡性耐火断熱材３０としたが、本発明はこれに限定されるものではなく、粉状の熱発泡性耐火断熱材３０を使用しても良い。
【００８２】
（２）上記第１実施形態では、例えば熱を受けた発泡後の直径が発泡前の約２倍以上に膨張する熱発泡性耐火断熱材３０を使用したが、本発明はこれに限定されるものではなく、発泡前と発泡後で体積が増加していれば何倍に膨張しても良い。
【００８３】
（３）上記第１実施形態では、ＰＣ鋼材１０に防錆材を塗布（防錆処理部４０）したが、本発明はこれに限定されるものではなく、必ずしも防錆材を塗布（防錆処理部４０）する必要はない。
【００８４】
（４）上記第１実施形態では、第３工程で、作業員Ｈは、最下方側に位置する外側管２０と、その上側に隣接する外側管２０との間（充填部）から、ＰＣ鋼材１０と外側管２０の隙間内に熱発泡性耐火断熱材３０を十分に充填し、この隙間内に熱発泡性耐火断熱材３０が十分に充填されると、作業員Ｈは、充填部（最下方側に位置する外側管２０と、その上側に隣接する外側管２０との間）を接着２１し、既に接着２１済みの外側管２０と、その上方側に隣接する外側管２０との間から、同様に熱発泡性耐火断熱材３０を十分に充填し、同様に充填部を接着２１し、この作業（充填作業と接着作業）を最上方側の外側管２０まで繰り返したが、本発明はこれに限定されるものではなく、はじめに、最上側の外側管２０と隣接する外側管２０を残して、すべての外側管２０と隣接する外側管２０とを接着２１し、その後、最上部の外側管２０と隣接する外側管２０の間（充填部）から熱発泡性耐火断熱材３０を充填して、その充填部を接着２１しても良い。
【００８５】
（５）上記第１実施形態では、構造物５０を例えば駐車場としたが、本発明はこれに限定されるものではなく、例えば、橋梁、建築構造物等の外ケーブルに使用する等の構造物に本発明の耐火被覆構造を施したＰＣ鋼材を使用しても良い。
【００８６】
（６）上記第１実施形態では、例えば外側管２０を円形の筒状に形成された鋼管としたが、本発明はこれに限定されるものではなく、必ずしも円形の筒状である必要でなく、例えば正方形状、長方形状、三角形状等の筒状でも良い。さらに、外側管２０が必ずしも鋼管でなくとも良く、例えば、硬質ポリ塩化ビニール管や、建築等で使用する仕上げ材等でも良い。
【００８７】
なお、外側管２０は、必ずしも優れた耐火力を有している必要はなく、充填された熱発泡性耐火断熱材３０が火災時に熱発泡しＰＣ鋼材１０を被覆するまでの耐火力を有していれば良い。
【００８８】
（７）上記第１実施形態では、ＰＣ鋼材１０の上端および下端には、構造物５０に緊張状態で接続するための、固定具１４が固着され、この固定具１４には、ネジ溝１４ａが形成され、このネジ溝１４ａには、アンカープレート１５が通され、ナット１６が螺嵌され、このナット１６を回転移動させることにより、アンカープレート１５がＰＣ鋼材１０の長手方向に移動するように構成され、ナット１６と固定具１４の上端との周面には、固定具１４のネジ溝１４ａやナット１６などの劣化を防ぐため、保護カバー１７が取り付けられ、固定具１４の先端には、端部栓１９が取り付けられているとしたが、本発明はこれに限定されるものではなく、耐火被覆を施したＰＣ鋼材が構造物５０に緊張状態で接続できればよく、必ずしもこのような構成である必要はない。
【００８９】
（８）上記第１実施形態では、外側管受け部５１ａを外側管２０よりも少し大きめの径に形成し、アンカープレート受け部５１ｂをアンカープレート１５よりも少し大きめの径に形成したが、本発明はこれに限定されるものではなく、外側管２０およびアンカープレート１５よりも大きな径であれば良く、必ずしもこのように形成する必要はない。
【００９０】
（９）上記第２実施形態では、外側管６０ａ，６０ｂを例えばボルト締め７０，７０によって固定したが、本発明はこれに限定されるものではなく、例えば、軸方向二つ割りに形成した外側管６０ａ，６０ｂを接着剤、溶接、その他の結合手段等によって固定しても良い。
【符号の説明】
【００９１】
１０ ＰＣ鋼材
２０ 外側管
３０ 熱発泡性耐火断熱材
４０ 防錆処理部
５０ 構造物
６０ａ 外側管
６０ｂ 外側管
９０ 外側管
【技術分野】
【０００１】
本発明は、建築、橋梁等に用いるＰＣ鋼材の耐火被覆構造およびその工法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、構造物や橋梁に用いる鋼材は、火災時の熱による鋼材の破壊を防ぐため、鋼材の周面に隙間を有するように外側管を囲んで配置し、鋼材と外側管との隙間にモルタルセメント等のグラウト材を充填して被覆する耐火被覆構造が知られている（特許文献１，２参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００７−４６２６８
【特許文献２】特開平１０−１８３３７１
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、グラウト材は、液体の粘性により流動性が低く、また含有水分に応じて粘性の変化が生じ、その粘性が低いと垂れ流れて空隙や気泡ができやすく、粘性が高いと内部まで充填されず気泡や間隙が残りやすいという問題があった。
【０００５】
また、グラウト材は、グラウト材の重力に任せて充填するため、充填されたグラウト材の表面が水平となることから、鋼材を斜め配置すると鋼材の上部の斜め上方に向いた側面が露出し耐火被覆されない部分が発生してしまうという問題があった。
【０００６】
本発明は、上述した事情に鑑みてなされたものであり、その目的は、耐火性、耐熱性に優れた耐火被覆構造およびその工法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
［１］上端と下端とが構造物に接続され、緊張状態で斜めに配置された棒状のＰＣ鋼材と、前記ＰＣ鋼材との間に隙間を有しながら前記ＰＣ鋼材の周面を囲んで配置された外側管と、を備え、前記ＰＣ鋼材と前記外側管との隙間には、粒状又は粉状の熱発泡性耐火断熱材が充填されていることを特徴とするＰＣ鋼材の耐火被覆構造。
【０００８】
［２］前記ＰＣ鋼材は、周面に防錆処理が施されていることを特徴とする前項１に記載のＰＣ鋼材の耐火被覆構造。
【０００９】
［３］前記外側管は、長手方向に複数に分割されていることを特徴とすることを特徴とする前項１又は２に記載のＰＣ鋼材の耐火被覆構造。
【００１０】
［４］前記外側管は、軸方向に二つ割りされていることを特徴とする前項１〜３のいずれかに記載のＰＣ鋼材の耐火被覆構造。
【００１１】
［５］ＰＣ鋼材との間に隙間を有しながら外側管を前記ＰＣ鋼材の周面を囲んで配置し、前記ＰＣ鋼材が斜め姿勢をとるように上端と下端とを構造物に緊張状態で接続し、
前記隙間に粒状又は粉状の熱発泡性耐火断熱材を充填したことを特徴とするＰＣ鋼材の耐火被覆工法。
【００１２】
［６］前項１〜４のいずれか１項に記載のＰＣ鋼材の耐火被覆構造を使用して建てられた構造物。
【発明の効果】
【００１３】
本発明は以下の効果を奏する。
【００１４】
前項［１］の発明によると、粒状又は粉状の熱発泡性耐火断熱材を充填したため、固体の高い流動性により、垂れ流れて空隙や気泡ができることなく、内部に気泡や間隙が残らないとともに、火災時には熱発泡して体積増加するため、ＰＣ鋼材の上部の斜め上方に向いた側面に露出部分が充填時に残っていても、このような露出部分も確実に被覆することができ、ひいては、耐火性、耐熱性に優れた耐火断熱構造を提供することができる。
【００１５】
前項［２］の発明によると、ＰＣ鋼材の周面に防錆処理を施したため、ＰＣ鋼材の錆による劣化を防ぐことができる。
【００１６】
前項［３］の発明によると、外側管を長手方向に複数に分割したため、各外側管に対して、その上側に隣接した外側管との間から熱発泡性耐火断熱材を充填することができ、これにより、充填部となる各外側管に対して未充填部が残りにくい近い位置から確実に充填できる。
【００１７】
前項［４］の発明によると、外側管を軸方向に二つ割りにしたため、予めＰＣ鋼材に通しておかなくても、ＰＣ鋼材を接続した後から外側管を配置することができ、これにより、施工性を向上させることができる。さらに、既設構造物の耐火構造を強化することもできる。
【００１８】
前項［５］の発明によると、ＰＣ鋼材との間に隙間を有しながら外側管を前記ＰＣ鋼材の周面を囲んで配置し、前記ＰＣ鋼材が斜め姿勢をとるように上端と下端とを構造物に緊張状態で接続し、前記隙間に粒状又は粉状の熱発泡性耐火断熱材を充填したため、固体の高い流動性により、空隙や気泡できなく、気泡や間隙が残らないとともに、火災時の熱により発泡による体積増加により鋼材の上部の斜め上方に向いた側面に生じる未充填部分まで被覆でき、耐火性、耐熱性を向上させることができる。
【００１９】
前項［６］の発明によると、前項１〜４のいずれか１項に記載の耐火被覆構造によって建てられた構造物としたため、構造物について上述した効果を奏することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２０】
【図１】図１は、本発明の第１実施形態にかかるＰＣ鋼材の耐火被覆構造を示した正面図である。
【図２】図２は、同ＰＣ鋼材の耐火被覆構造を示した断面図である。
【図３】図２は、同ＰＣ鋼材の耐火被覆構造の第１工程を示した工程図である。
【図４】図３は、同ＰＣ鋼材の耐火被覆構造の第２工程を示した工程図である。
【図５】図４は、同ＰＣ鋼材の耐火被覆構造の第３工程を示した工程図である。
【図６】図６は、同ＰＣ鋼材を使用し、第１〜３工程を経て施工された構造物の全体を示す外観断面図である。
【図７】図７は、熱発泡性耐火断熱材の発泡の変化を示した図で、（Ａ）は発泡前、（Ｂ）発泡後、の熱発泡性耐火断熱材を説明するものである。
【図８】図８は、本発明の第２実施形態にかかるＰＣ鋼材の耐火被覆構造を示した断面図である。
【図９】図９は、本発明の第３実施形態にかかるＰＣ鋼材の耐火被覆構造を示した断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００２１】
次に、本発明の第１実施形態について、図１〜図７を参照して説明する。
【００２２】
図１は、本発明の第１実施形態にかかるＰＣ鋼材の耐火被覆構造を示した正面図である。図２は、同ＰＣ鋼材の耐火被覆構造を示した断面図である。
【００２３】
図１、図２に示すように、この第１実施形態にかかるＰＣ鋼材の耐火被覆構造１は、ＰＣ鋼材１０と、外側管２０と、熱発泡性耐火断熱材３０と、防錆処理部４０と、から構成されている。
【００２４】
「ＰＣ鋼材１０」とは、プレストレスコンクリートの緊張材として用いられる鋼材を言う。このＰＣ鋼材１０は、鋼線、ＰＣ鋼より線、鋼棒等を含むものである。この実施形態にかかるＰＣ鋼材１０は、複数本（この実施形態では７本）の素線１０ａ・・・を撚り束ねて構成されている。この素線１０ａの直径は、例えば９．５〜１５．２ｍｍが好ましく、この実施形態では１２．７ｍｍ又は１５．２ｍｍのものが採用されている。複数本（この実施形態では７本）束ねたＰＣ鋼材１０の太さは、例えば１５．２〜７６．０ｍｍが好ましく、この実施形態では３８．１ｍｍ又は４５．６ｍｍとなっている。
【００２５】
ＰＣ鋼材１０の上端および下端には、構造物５０に緊張状態で接続するための、固定具１４が固着されている。この固定具１４には、ネジ溝１４ａが形成され、このネジ溝１４ａには、アンカープレート１５が通され、ナット１６が螺嵌されている。このナット１６を回転移動させることにより、アンカープレート１５がＰＣ鋼材１０の長手方向に移動する。ナット１６と固定具１４の上端との周面には、固定具１４のネジ溝１４ａやナット１６などの劣化を防ぐため、保護カバー１７が取り付けられている。固定具１４の先端には、端部栓１９が取り付けられている。
【００２６】
このＰＣ鋼材１０の周面には、防錆処理部４０が形成されている。この防錆処理部４０は、防錆材を塗布することにより形成されている。
【００２７】
ＰＣ鋼材１０の周面には、所定の隙間を有して外側管２０が囲うように配置されている。この隙間は、例えば３〜５０ｍｍに設定されているのが好ましく、この実施形態では２０〜４０ｍｍに設定されている。
【００２８】
外側管２０は、例えば円形の筒状に形成された鋼管からなる。この外側管２０の直径は、例えば４０〜２４０ｍｍが好ましく、この実施形態では、９０〜１３０ｍｍのものを採用している。
【００２９】
各外側管２０・・・の長手方向の長さは、例えば１０００〜５０００ｍｍが好ましく、この実施形態では１５００ｍｍのものを採用している。
【００３０】
この外側管２０は、長手方向に複数に分割され、各外側管２０・・・は隣接するように配置されている。この隣接する外側管２０・・・は、例えば接着２１によって連結されるようになっている。この隣接する外側管２０を全て接着２１したときの全長は、熱発泡性耐火断熱材の充填口を確保するため、構造物に接続したときに一定の間隔を有するように長さ設定がされている。
【００３１】
ＰＣ鋼材１０と外側管２０との間の隙間には、粒状または粉状の熱発泡性耐火断熱材３０が充填されている。
【００３２】
ここで「粒状」とは、その形状（粒の形状）を肉眼で認識できる程度の大きさのものであって固体状のものを言う。また、「粉状」とは、その形状（粒の形状）を肉眼で認識できない程度の大きさのものであって固体状のものを言う。この発明では、粒度が１ｍｍ以上のものを「粒状」と呼び、粒度が１ｍｍ未満のものを「粉状」と呼ぶものとする。
【００３３】
粒状または粉状の熱発泡性耐火断熱材３０の粒度は、例えば０．５〜１．５ｍｍが好ましく、この実施形態では１．０ｍｍの粒状のものを採用している。
【００３４】
この熱発泡性耐火断熱材３０は、熱により発泡し膨張する性質を有するものである。この熱発泡性耐火断熱材３０は、例えば熱を受けた発泡後の直径が発泡前の約２倍以上に膨張するものが好ましい。
【００３５】
次に、本実施形態にかかるＰＣ鋼材の耐火被覆構造の施工順序について説明する。
【００３６】
図３は、同ＰＣ鋼材の耐火被覆構造の第１工程を示した工程図である。図４は、同ＰＣ鋼材の耐火被覆構造の第２工程を示した工程図である。図５は、同ＰＣ鋼材の耐火被覆構造の第３工程を示した工程図である。
【００３７】
はじめに、施工に必要な資材と施工する構造物とについて説明する。
【００３８】
図３〜図５に示すように、作業に必要な資材は、防錆処理（防錆処理部４０）を施したＰＣ鋼材１０と、長手方向に複数に分割された外側管２０・・・と、鋼材引寄ケーブル１２とである。作業員Ｈは、これらの資材を構造物５０内の施工場所（吊り下げ位置）に搬入する。
【００３９】
次に、ＰＣ鋼材１０を取り付ける構造物５０について説明する。
【００４０】
構造物５０の中層階の天井および床５３には、ＰＣ鋼材１０を挿入しその両端を固定するための、鋼材挿入孔５１が予め形成されている。上側の鋼材挿入孔５１は、設置予定階の天井すなわち上階の床５３と柱５２とが交わる箇所に形成され、下側の鋼材挿入孔５１は、設置予定階の床５３であって、上側の鋼材挿入孔５１の斜め下方の位置に形成されている。また、この鋼材挿入孔５１は、斜め姿勢に配置されたＰＣ鋼材１０が全長にわたって直線状となるように、ＰＣ鋼材１０の斜め姿勢に沿った傾斜がつけられている。また、鋼材挿入孔５１には、外側管２０よりも少し大きめの径の外側管受け部５１ａと、アンカープレート１５よりも少し大きめの径のアンカープレート受け部５１ｂとが形成されている。
【００４１】
次に、第１工程について説明する。
【００４２】
図３に示すとおり、作業員Ｈは、ＰＣ鋼材１０の上端部にＰＣ鋼材引寄ケーブル１２を取り付ける。そして、作業員Ｈは、長手方向に複数に分割された外側管２０・・・にＰＣ鋼材１０を挿入していく。そして、作業員Ｈは、ＰＣ鋼材引寄ケーブル１２を設置予定階の上側の鋼材挿入孔５１に挿入し、構造物５０の外側から作業員ＨがＰＣ鋼材引寄ケーブル１２を手繰り寄せ、ＰＣ鋼材１０の上端側を鋼材挿入孔５１に挿入しＰＣ鋼材１０の上端部が鋼材挿入孔５１から抜け落ちないように仮止めをしておく。
【００４３】
次に、第２工程について説明する。
【００４４】
図４に示すように、まず、作業員Ｈは、設置予定階の下側の鋼材挿入孔５１に挿入したＰＣ鋼材１０の固定具１４に、アンカープレート１５を通し、ナット１６を螺嵌する。こうして、ＰＣ鋼材１０の下端部に取り付けられたアンカープレート１５が構造物５０のアンカープレート受け部５１ｂで係止することにより、ＰＣ鋼材１０の下端部が構造物５０に固定される。
【００４５】
次に、作業員Ｈは、設置予定階の上側の鋼材挿入孔５１に挿入したＰＣ鋼材１０の固定具１４に、アンカープレート１５を通し、ナット１６を螺嵌していく。このとき、ナット１６を回転させていくことにより、アンカープレート受け部５１ｂに係止されるアンカープレート１５は下方に移動し、ＰＣ鋼材１０が緊張状態になっていく。この緊張作業は、例えば緊張ジャッキを使用して行うことができる。以上の緊張作業が終了すると、作業員Ｈは、保護カバー１７を取り付ける。
【００４６】
なお、外側管２０は、外側管受け部５１ａで止まり、それより内部に挿入されないようになっている。
【００４７】
次に、第３工程について説明する。
【００４８】
図５に示すように、作業員Ｈは、最下方側に位置する外側管２０と、その上側に隣接する外側管２０との間（充填部）から、ＰＣ鋼材１０と外側管２０の隙間内に熱発泡性耐火断熱材３０を十分に充填していく。そして、この隙間内に熱発泡性耐火断熱材３０が十分に充填されると、作業員Ｈは、充填部（最下方側に位置する外側管２０と、その上側に隣接する外側管２０との間）を接着２１する。そして、作業員Ｈは、既に接着２１済みの外側管２０と、その上方側に隣接する外側管２０との間から、同様に熱発泡性耐火断熱材３０を十分に充填し、同様に充填部を接着２１する。そして、この作業（充填作業と接着作業）を最上方側の外側管２０まで繰り返す。なお、最上方側の外側管２０については、作業員Ｈが下側の外側管２０との間から上方に向かって熱発泡性耐火断熱材３０充填していく。
【００４９】
次に、作業員Ｈは、劣化防止のため、すでに構造物５０に固定してあるＰＣ鋼材１０の上端部と下端部とを構造物５０に無収縮モルタル等で後埋め５４して仕上げる。
【００５０】
図６は、同ＰＣ鋼材を使用し、第１〜３工程を経て施工された構造物の全体を示す外観断面図である。この構造物５０は、吊り下げ構造の構造物５０であり、柱５２・・・と、床５３・・・と、耐火被覆を施したＰＣ鋼材１０と、からなる。左右両端の柱５２，５２には、各１本のＰＣ鋼材１０が接続されている。また、中央の柱５２には、交叉するように左右から２本のＰＣ鋼材１０，１０が接続されている。床５３は、上階から吊り下げるＰＣ鋼材１０で支えられている。ここで使用するＰＣ鋼材１０は、ＰＣ鋼材１０の特性をいかした吊り下げ部材として緊張状態に接続されている。また、この構造物５０は、例えば駐車場である。
【００５１】
図７は、熱発泡性耐火断熱材３０の発泡の変化を示した図で、（Ａ）は発泡前、（Ｂ）発泡後、の熱発泡性耐火断熱材を説明するものである。
【００５２】
図７の（Ａ）に示すように、火災等での熱を受けて発泡する前は、重力の影響により、熱発泡性耐火断熱材３０の表面が水平となり、斜め配置された外側管２０の内部に隙間Ｃ（未充填部分）ができてしまう。すなわち、発泡前は、未充填部分ができるため、ＰＣ鋼材１０の上部の斜め上方に向いた側面が、露出している。なお、このとき、ＰＣ鋼材１０の下方側に充填されている熱発泡性耐火断熱材３０は、固体の高い流動性により、間隙や気泡などができず、隅々まで被覆されている。
【００５３】
図７の（Ｂ）に示すように、各粒状の熱発泡性耐火断熱材３０が火災時等の熱を受けた後は、各熱発泡性耐火断熱材３０が発泡して膨張（この実施形態では、発泡前の約２倍に膨張）することにより、熱発泡性耐火断熱材３０の体積が増加し、ＰＣ鋼材１０の全周面を耐火被覆することになる。このとき、ＰＣ鋼材１０は、発泡前に被覆されなかった隙間Ｃ（未充填部分）についても被覆されることになる。すなわち、発泡前に存在していたＰＣ鋼材１０の露出している部分についても耐火被覆されることになる。
【００５４】
本実施形態のＰＣ鋼材の耐火被覆構造は次の利点がある。
【００５５】
すなわち、ＰＣ鋼材の耐火被覆構造１をＰＣ鋼材１０と、外側管２０と、熱発泡性耐火断熱材３０と、防錆処理部４０とから構成したため、固体の高い流動性により、垂れ流れて空隙や気泡ができることなく、内部に気泡や間隙が残らないとともに、火災時には熱発泡して体積増加するため、鋼材の上部の斜め上方に向いた側面に露出部分が充填時に残っていても、このような露出部分も確実に被覆することができ、ひいては、耐火性、耐熱性に優れた耐火断熱構造を提供することができる。
【００５６】
さらに熱発泡性耐火断熱材３０が熱を受けた発泡後の直径が発泡前の約２倍以上に膨張するものを使用したため、火災時には熱発泡して体積が増加し、鋼材の上部の斜め上方に向いた側面に露出部分が充填時に残っていても、このような露出部分も確実に被覆することができ、ひいては、耐火性、耐熱性に優れた耐火断熱構造を提供することができる。
さらに、ＰＣ鋼材１０の表面に防錆材を塗布して防錆処理部４０を形成したため、ＰＣ鋼材の錆による劣化を防ぐことができる。
【００５７】
さらに、外側管２０を鋼管としたため、熱で熱発泡性耐火断熱材が膨張しＰＣ鋼材１０を被覆するまでの時間を十分に確保することができる。
【００５８】
さらに、作業員Ｈは、ＰＣ鋼材１０の上端部にＰＣ鋼材引寄ケーブル１２を取り付け、長手方向に複数に分割された外側管２０・・・にＰＣ鋼材１０を挿入し、作業員Ｈは、ＰＣ鋼材引寄ケーブル１２を設置予定階の上側の鋼材挿入孔５１に挿入し、構造物５０の外側から作業員ＨがＰＣ鋼材引寄ケーブル１２を手繰り寄せ、ＰＣ鋼材１０を鋼材挿入孔５１に挿入したため、容易にＰＣ鋼材１０を鋼材挿入孔５１に挿入することができる。
【００５９】
さらに、作業員Ｈは、設置予定階の上側の鋼材挿入孔５１に挿入したＰＣ鋼材１０の固定具１４に、アンカープレート１５を通し、ナット１６を螺嵌し、このとき、作業員Ｈは例えば緊張ジャッキを使用して、ナット１６を回転させていくことにより、アンカープレート受け部５１ｂに係止されるアンカープレート１５は下方に移動し、ＰＣ鋼材１０が緊張状態になっていくため、容易にＰＣ鋼材１０を構造物５０に緊張状態に接続することができる。
【００６０】
さらに、作業員Ｈは、最下方側に位置する外側管２０と、その上側に隣接する外側管２０との間（充填部）から、ＰＣ鋼材１０と外側管２０の隙間内に熱発泡性耐火断熱材３０を十分に充填し、この隙間内に熱発泡性耐火断熱材３０が十分に充填されると、作業員Ｈは、充填部（最下方側に位置する外側管２０と、その上側に隣接する外側管２０との間）を接着２１し、既に接着２１済みの外側管２０と、その上方側に隣接する外側管２０との間から、同様に熱発泡性耐火断熱材３０を十分に充填し、同様に充填部を接着２１し、この作業（充填作業と接着作業）を最上方側の外側管２０まで繰り返したため、各外側管２０・・・に対して、その上側に隣接した外側管２０との間から熱発泡性耐火断熱材３０を充填することができ、これにより、充填部となる各外側管２０・・・に対して未充填部が残りにくい近い位置から確実に充填できる。さらに、固体の高い流動性により、垂れ流れて空隙や気泡ができることなく、内部に気泡や間隙が残らないとともに、火災時には熱発泡して体積増加するため、鋼材の上部の斜め上方に向いた側面に露出部分が充填時に残っていても、このような露出部分も確実に被覆することができ、ひいては、耐火性、耐熱性に優れた耐火断熱構造を提供することができる。
【００６１】
さらに、構造物５０を柱５２・・・と床５３・・・と耐火被覆を施したＰＣ鋼材１０とから構成した吊り下げ構造の構造物５０としたため、この吊り下げ構造の構造物５０について、上述した効果を奏することができる。
【００６２】
さらに、構造物５０は駐車場としたため、この駐車場について上述した効果を奏することができる。
【００６３】
次に、本発明の第２実施形態について、図８を参照して以下に説明する。
【００６４】
図８は、本発明の第２実施形態にかかるＰＣ鋼材の耐火被覆構造を示した断面図である。
【００６５】
図８に示すように、この第２実施形態にかかるＰＣ鋼材１０の耐火被覆構造２は、ＰＣ鋼材１０と、熱発泡性耐火断熱材３０と、防錆処理部４０と、外側管６０ａ，６０ｂと、ボルト締め７０，７０と、から構成されている。外側管６０ａ，６０ｂは、軸方向に二つ割り形状に形成されており、長手方向に複数に分割されている。この外側管６０ａ，６０ｂ・・・は、この実施形態ではボルト締め７０，７０・・・によって固定されている。なお、ＰＣ鋼材１０と防錆処理部４０と熱発泡性耐火断熱材３０とは、上述第１実施形態と同様である。
【００６６】
次に、本実施形態にかかるＰＣ鋼材の耐火被覆構造の施工順序について説明する。
【００６７】
作業員Ｈは、ＰＣ鋼材１０が斜め姿勢をとるように上端と下端とを構造物５０に緊張状態で接続する。このＰＣ鋼材１０において作業員Ｈは、軸方向に二つ割りされている一方の外側管６０ａを、ＰＣ鋼材１０の片面周面を囲うように配置する。それに対応する他方の外側管６０ｂを、対応する側のＰＣ鋼材１０の片面周面に囲うように配置する。それらを例えばボルト締め７０，７０で固定し、筒状の外側管６０ａ，６０ｂを形成していく。
【００６８】
この作業を同様に繰り返し、第１実施形態と同様に、長手方向に複数に分割された外側管６０ａ，６０ｂ・・・を軸方向に複数配置していく。なお、その他の工程は、上記第１実施形態と同様である。
【００６９】
本第２実施形態のＰＣ鋼材の耐火被覆構造は、次の利点がある。
【００７０】
すなわち、ＰＣ鋼材１０の耐火被覆構造２をＰＣ鋼材１０と熱発泡性耐火断熱材３０と防錆処理部４０と外側管６０ａ，６０ｂとボルト締め７０，７０とから構成し、外側管６０ａ，６０ｂを軸方向に二つ割り形状に形成し、さらに長手方向に複数に分割し、この外側管６０ａ，６０ｂ・・・をボルト締め７０，７０・・・によって固定したため、外側管６０ａ，６０ｂ・・・を予めＰＣ鋼材１０に通しておかなくても、ＰＣ鋼材１０を接続した後から外側管６０ａ，６０ｂ・・・を配置することができ、これにより、施工性を向上させることができる。
【００７１】
さらに、ＰＣ鋼材１０が斜め姿勢をとるように上端と下端とを構造物５０に緊張状態で接続したＰＣ鋼材１０において、作業員Ｈは、軸方向に二つ割りされている一方の外側管６０ａを、ＰＣ鋼材１０の片面周面を囲うように配置し、それに対応する他方の外側管６０ｂを、対応する側のＰＣ鋼材１０の片面周面に囲うように配置し、それらを例えばボルト締め７０，７０で固定し、筒状の外側管６０ａ，６０ｂを形成し、この作業を同様に繰り返し、第１実施形態と同様に、長手方向に複数に分割された外側管６０ａ，６０ｂ・・・を軸方向に複数配置し、その他の工程を上記第１実施形態と同様としたため、外側管６０ａ，６０ｂ・・・を予めＰＣ鋼材１０に通しておかなくても、ＰＣ鋼材１０を接続した後から外側管６０ａ，６０ｂ・・・を配置することができ、これにより、施工性を向上させることができる。
【００７２】
次に、本発明の第３実施形態について、図９を参照して以下に説明する。
【００７３】
図９は、本発明の第３実施形態にかかるＰＣ鋼材の耐火被覆構造を示した断面図である。
【００７４】
図９に示すように、この第３実施形態にかかるＰＣ鋼材１０の耐火被覆構造３は、ＰＣ鋼材１０と、防錆処理部４０と、内側管８０と、熱発泡性耐火断熱材３０と、外側管９０と、から構成されている。
【００７５】
ＰＣ鋼材１０に周面には、所定の隙間を有しながら内側管８０が配置されている。このＰＣ鋼材１０と内側管８０との間の隙間は例えば３〜１５ｍｍに設定されているのが好ましく、この実施形態では、５〜８ｍｍに設定されている。この内側管８０の直径は、例えば２３〜１００ｍｍのものが好ましく、この実施形態では、直径４８〜６２ｍｍのものを採用している。この内側管８０は、例えば硬質ポリ塩化ビニールで形成されているものを採用している。
【００７６】
内側管８０の周面には、所定の隙間を有しながら外側管９０が配置されている。この内側管８０と外側管９０との間の隙間は、幅２０〜５０ｍｍ以上に設定されている。また例えば３０ｍｍに設定されていても良い。この隙間には、熱発泡性耐火断熱材３０が充填されている。この外側管９０の直径は、例えば６５〜２００ｍｍに設定されているのが好ましく、この実施形態では、直径１３０〜１６０ｍｍのものを採用している。この外側管９０は、例えば硬質ポリ塩化ビニールで形成されているものを採用している。また、これ以外にも鋼管等で形成されているものを採用しても良い。なお、その他のＰＣ鋼材１０と防錆処理部４０と熱発泡性耐火断熱材３０は、上記第１実施形態と同様である。
【００７７】
本第３実施形態のＰＣ鋼材の耐火被覆構造は、次の利点がある。
【００７８】
すなわち、ＰＣ鋼材１０の耐火被覆構造をＰＣ鋼材１０と防錆処理部４０と内側管８０と熱発泡性耐火断熱材３０と外側管９０とから構成したため、外側管９０と熱発泡性耐火断熱材３０と内側管８０との三段階の耐火層を形成したことにより、火災時の熱により熱発泡性耐火断熱材３０が膨張し、ＰＣ鋼材１０の全周面を被覆するまでの間の時間を確実に確保でき、より耐火性に優れた耐火被覆構造を提供することができる。
【００７９】
さらに、ＰＣ鋼材１０に周面に所定の隙間を有しながら内側管８０を配置したため、熱発泡性耐火断熱材３０が直接ＰＣ鋼材１０と接しないため、熱発泡性耐火断熱材３０によるＰＣ鋼材１０の劣化を防ぐことができる。
【００８０】
以上、本発明を第１〜３実施形態に基づいて説明してきたが、本発明は、これに限定されるものではなく、以下のように構成しても良い。
【００８１】
（１）上記第１実施形態では、粒状の熱発泡性耐火断熱材３０としたが、本発明はこれに限定されるものではなく、粉状の熱発泡性耐火断熱材３０を使用しても良い。
【００８２】
（２）上記第１実施形態では、例えば熱を受けた発泡後の直径が発泡前の約２倍以上に膨張する熱発泡性耐火断熱材３０を使用したが、本発明はこれに限定されるものではなく、発泡前と発泡後で体積が増加していれば何倍に膨張しても良い。
【００８３】
（３）上記第１実施形態では、ＰＣ鋼材１０に防錆材を塗布（防錆処理部４０）したが、本発明はこれに限定されるものではなく、必ずしも防錆材を塗布（防錆処理部４０）する必要はない。
【００８４】
（４）上記第１実施形態では、第３工程で、作業員Ｈは、最下方側に位置する外側管２０と、その上側に隣接する外側管２０との間（充填部）から、ＰＣ鋼材１０と外側管２０の隙間内に熱発泡性耐火断熱材３０を十分に充填し、この隙間内に熱発泡性耐火断熱材３０が十分に充填されると、作業員Ｈは、充填部（最下方側に位置する外側管２０と、その上側に隣接する外側管２０との間）を接着２１し、既に接着２１済みの外側管２０と、その上方側に隣接する外側管２０との間から、同様に熱発泡性耐火断熱材３０を十分に充填し、同様に充填部を接着２１し、この作業（充填作業と接着作業）を最上方側の外側管２０まで繰り返したが、本発明はこれに限定されるものではなく、はじめに、最上側の外側管２０と隣接する外側管２０を残して、すべての外側管２０と隣接する外側管２０とを接着２１し、その後、最上部の外側管２０と隣接する外側管２０の間（充填部）から熱発泡性耐火断熱材３０を充填して、その充填部を接着２１しても良い。
【００８５】
（５）上記第１実施形態では、構造物５０を例えば駐車場としたが、本発明はこれに限定されるものではなく、例えば、橋梁、建築構造物等の外ケーブルに使用する等の構造物に本発明の耐火被覆構造を施したＰＣ鋼材を使用しても良い。
【００８６】
（６）上記第１実施形態では、例えば外側管２０を円形の筒状に形成された鋼管としたが、本発明はこれに限定されるものではなく、必ずしも円形の筒状である必要でなく、例えば正方形状、長方形状、三角形状等の筒状でも良い。さらに、外側管２０が必ずしも鋼管でなくとも良く、例えば、硬質ポリ塩化ビニール管や、建築等で使用する仕上げ材等でも良い。
【００８７】
なお、外側管２０は、必ずしも優れた耐火力を有している必要はなく、充填された熱発泡性耐火断熱材３０が火災時に熱発泡しＰＣ鋼材１０を被覆するまでの耐火力を有していれば良い。
【００８８】
（７）上記第１実施形態では、ＰＣ鋼材１０の上端および下端には、構造物５０に緊張状態で接続するための、固定具１４が固着され、この固定具１４には、ネジ溝１４ａが形成され、このネジ溝１４ａには、アンカープレート１５が通され、ナット１６が螺嵌され、このナット１６を回転移動させることにより、アンカープレート１５がＰＣ鋼材１０の長手方向に移動するように構成され、ナット１６と固定具１４の上端との周面には、固定具１４のネジ溝１４ａやナット１６などの劣化を防ぐため、保護カバー１７が取り付けられ、固定具１４の先端には、端部栓１９が取り付けられているとしたが、本発明はこれに限定されるものではなく、耐火被覆を施したＰＣ鋼材が構造物５０に緊張状態で接続できればよく、必ずしもこのような構成である必要はない。
【００８９】
（８）上記第１実施形態では、外側管受け部５１ａを外側管２０よりも少し大きめの径に形成し、アンカープレート受け部５１ｂをアンカープレート１５よりも少し大きめの径に形成したが、本発明はこれに限定されるものではなく、外側管２０およびアンカープレート１５よりも大きな径であれば良く、必ずしもこのように形成する必要はない。
【００９０】
（９）上記第２実施形態では、外側管６０ａ，６０ｂを例えばボルト締め７０，７０によって固定したが、本発明はこれに限定されるものではなく、例えば、軸方向二つ割りに形成した外側管６０ａ，６０ｂを接着剤、溶接、その他の結合手段等によって固定しても良い。
【符号の説明】
【００９１】
１０ ＰＣ鋼材
２０ 外側管
３０ 熱発泡性耐火断熱材
４０ 防錆処理部
５０ 構造物
６０ａ 外側管
６０ｂ 外側管
９０ 外側管
【特許請求の範囲】
【請求項１】
上端と下端とが構造物に接続され、緊張状態で斜めに配置された棒状のＰＣ鋼材と、
前記ＰＣ鋼材との間に隙間を有しながら前記ＰＣ鋼材の周面を囲んで配置された外側管と、を備え、
前記ＰＣ鋼材と前記外側管との隙間には、粒状又は粉状の熱発泡性耐火断熱材が充填されていることを特徴とするＰＣ鋼材の耐火被覆構造。
【請求項２】
前記ＰＣ鋼材は、周面に防錆処理が施されていることを特徴とする請求項１に記載のＰＣ鋼材の耐火被覆構造。
【請求項３】
前記外側管は、長手方向に複数に分割されていることを特徴とすることを特徴とする請求項１又は２に記載のＰＣ鋼材の耐火被覆構造。
【請求項４】
前記外側管は、軸方向に二つ割りされていることを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載のＰＣ鋼材の耐火被覆構造。
【請求項５】
ＰＣ鋼材との間に隙間を有しながら外側管を前記ＰＣ鋼材の周面を囲んで配置し、
前記ＰＣ鋼材が斜め姿勢をとるように上端と下端とを構造物に緊張状態で接続し、
前記隙間に粒状又は粉状の熱発泡性耐火断熱材を充填したことを特徴とするＰＣ鋼材の耐火被覆工法。
【請求項６】
請求項１〜４のいずれか１項に記載のＰＣ鋼材の耐火被覆構造を使用して建てられた構造物。
【請求項１】
上端と下端とが構造物に接続され、緊張状態で斜めに配置された棒状のＰＣ鋼材と、
前記ＰＣ鋼材との間に隙間を有しながら前記ＰＣ鋼材の周面を囲んで配置された外側管と、を備え、
前記ＰＣ鋼材と前記外側管との隙間には、粒状又は粉状の熱発泡性耐火断熱材が充填されていることを特徴とするＰＣ鋼材の耐火被覆構造。
【請求項２】
前記ＰＣ鋼材は、周面に防錆処理が施されていることを特徴とする請求項１に記載のＰＣ鋼材の耐火被覆構造。
【請求項３】
前記外側管は、長手方向に複数に分割されていることを特徴とすることを特徴とする請求項１又は２に記載のＰＣ鋼材の耐火被覆構造。
【請求項４】
前記外側管は、軸方向に二つ割りされていることを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載のＰＣ鋼材の耐火被覆構造。
【請求項５】
ＰＣ鋼材との間に隙間を有しながら外側管を前記ＰＣ鋼材の周面を囲んで配置し、
前記ＰＣ鋼材が斜め姿勢をとるように上端と下端とを構造物に緊張状態で接続し、
前記隙間に粒状又は粉状の熱発泡性耐火断熱材を充填したことを特徴とするＰＣ鋼材の耐火被覆工法。
【請求項６】
請求項１〜４のいずれか１項に記載のＰＣ鋼材の耐火被覆構造を使用して建てられた構造物。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【公開番号】特開２０１１−６４０１０（Ｐ２０１１−６４０１０Ａ）
【公開日】平成２３年３月３１日（２０１１．３．３１）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００９−２１５９２９（Ｐ２００９−２１５９２９）
【出願日】平成２１年９月１７日（２００９．９．１７）
【出願人】（５０６０５０１９０）株式会社技建管理 (3)
【出願人】（５０４２５１４３６）アグナス株式会社 (3)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２３年３月３１日（２０１１．３．３１）
【国際特許分類】
【出願日】平成２１年９月１７日（２００９．９．１７）
【出願人】（５０６０５０１９０）株式会社技建管理 (3)
【出願人】（５０４２５１４３６）アグナス株式会社 (3)
【Ｆターム（参考）】
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