構造部材
【課題】貫通孔を形成することによる耐火性の低下を低減することができる木製の構造部材を提供する。
【解決手段】木製部材１２を貫通する貫通孔１４の周囲に設けられた燃え止まり部１６によって、火災時に貫通孔１４へ進入した火炎及び熱の進入が抑えられ、燃え止まり部１６で燃え止まるので、木製部材１２に貫通孔１４を形成したことによる耐火性の低下を低減できる。
【解決手段】木製部材１２を貫通する貫通孔１４の周囲に設けられた燃え止まり部１６によって、火災時に貫通孔１４へ進入した火炎及び熱の進入が抑えられ、燃え止まり部１６で燃え止まるので、木製部材１２に貫通孔１４を形成したことによる耐火性の低下を低減できる。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、耐火性を有する木製の構造部材に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、耐火性を有する木製の構造部材が提案されている。例えば、特許文献１には、表面層と、この表面層の内側に設けられた難燃薬剤注入層と、この難燃薬剤注入層の内側に設けられた未処理層とによって構成された耐火集成材が開示されている。このような耐火性を有する木製の構造部材を梁として用いる場合、この構造部材に貫通孔を形成し、この貫通孔へ設備配管や配線等を通して梁を横断させようとすると、構造部材の耐火性が低下してしまう。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００８−３１７４３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
本発明は係る事実を考慮し、貫通孔を形成することによる耐火性の低下を低減することができる木製の構造部材を提供することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
請求項１に記載の発明は、木製部材と、前記木製部材を貫通する貫通孔と、前記貫通孔の周囲に設けられた燃え止まり部と、を有する構造部材である。
【０００６】
請求項１に記載の発明では、火災時において、貫通孔へ進入した火炎及び熱の木製部材への進入が、燃え止まり部によって抑えられ、燃え止まり部で燃え止まるので、木製部材に貫通孔を形成したことによる耐火性の低下を低減できる。
【０００７】
請求項２に記載の発明は、前記木製部材は、前記木製部材の表層を構成する木製の燃え代層と、前記燃え代層の内側に配置された燃え止まり層と、前記燃え止まり層の内側に配置された木製の荷重支持部と、を有する。
【０００８】
請求項２に記載の発明では、火災が発生したときに火炎が燃え代層に着火し、燃え代層が燃焼する。そして、燃焼した燃え代層は炭化する。これにより、燃え代層の外側から内側（荷重支持部）への熱伝達を炭化した燃え代層が遮断する。また、燃え代層の外側から内側（荷重支持部）への火炎及び熱の進入が燃え止まり層によって抑えられる。よって、火災（加熱）時及び火災（加熱）終了後における荷重支持部の温度上昇を抑制することができ、荷重支持部を燃焼させずに燃え止まらせることができる。
【０００９】
請求項３に記載の発明は、前記燃え止まり層は、熱吸収性を有するとともに前記貫通孔が貫通し、該貫通孔の周辺の前記燃え止まり層は、層厚となっている。
【００１０】
請求項３に記載の発明では、熱吸収性を有する燃え止まり層により、貫通孔へ進入しようとする熱が貫通孔の入口部で吸熱されるので、貫通孔へ進入する熱を低減することができる。また、貫通孔の周辺の燃え止まり層を層厚とする（層の厚さを厚くする）ことにより、貫通孔へ進入しようとする熱を貫通孔の入口部で効果的に吸収することができる。
【発明の効果】
【００１１】
本発明は上記構成としたので、木製の構造部材に貫通孔を形成することによる耐火性の低下を低減することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】第１の実施形態に係る梁を示す正面断面図である。
【図２】図１のＡ−Ａ矢視図及びＢ−Ｂ断面図である。
【図３】第１の実施形態に係る梁の組み立て手順の一例を示す説明図である。
【図４】第１の実施形態に係る梁の変形例を示す正面断面図である。
【図５】第１の実施形態に係る梁の組み立て手順の一例を示す説明図である。
【図６】第２の実施形態に係る梁を示す正面断面図である。
【図７】図６のＣ−Ｃ矢視図及びＤ−Ｄ断面図である。
【図８】第２の実施形態に係る梁の組み立て手順の一例を示す説明図である。
【図９】第３の実施形態に係る梁を示す正面断面図である。
【図１０】図９のＥ−Ｅ矢視図及びＦ−Ｆ断面図である。
【図１１】第３の実施形態に係る梁の作用を示す説明図である。
【図１２】第４の実施形態に係る梁を示す正面断面図である。
【図１３】第１の実施形態に係る梁の変形例を示す正面断面図である。
【図１４】第２の実施形態に係る梁の変形例を示す正面断面図である。
【図１５】第２の実施形態に係る梁の組み立て手順の一例を示す説明図である。
【図１６】第１の実施形態を壁に適用した例を示す正面断面図である。
【図１７】第１の実施形態に係る梁の変形例を示す正面断面図である。
【図１８】第１の実施形態に係る梁の変形例を示す正面断面図である。
【図１９】第１の実施形態に係る貫通孔に施す構造補強の例を示す側面図である。
【図２０】第１の実施形態に係る貫通孔に施す構造補強の例を示す側面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
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の実施形態について説明する。図１の正面断面図に示すように、構造部材としての梁１０は、木製部材としての梁本体１２と、梁本体１２を貫通する貫通孔１４と、貫通孔１４の周囲に設けられた燃え止まり部としての管部材１６とを有している。貫通孔１４は、５０〜１００ｍｍ程度の孔径を有しており、設備配管を通して配置するために設けられている。
【００１４】
梁本体１２は、荷重を支持する荷重支持部としての木製の梁心材１８と、梁心材１８の側面と下面とを取り囲む燃え止まり層２０と、燃え止まり層２０の側面と下面とを取り囲む木製の燃え代層２２とによって構成されている。すなわち、燃え代層２２は、梁本体１２の表層を構成し、燃え止まり層２０は、燃え代層２２の内側に配置され、梁心材１８は、燃え止まり層２０の内側に配置されている。燃え止まり層２０は、熱吸収性を有する。
【００１５】
図１には、一般木材によって形成された板部材３０と、モルタルによって形成された板部材３２とを交互に配置することにより、燃え止まり層２０を形成している例が示されている。図１に示すように、貫通孔１４は、梁本体１２の右側面２４から左側面２６へ、燃え代層２２、燃え止まり層２０、梁心材１８、燃え止まり層２０、燃え代層２２をこの順に貫通している。梁心材１８は、鉄筋コンクリート等の耐火部材によって形成された床版２８を支持し、床版２８は、燃え代層２２、燃え止まり層２０、及び梁心材１８の上面を覆っている。
【００１６】
管部材１６は、モルタルによって形成されており、図１のＡ−Ａ矢視図である図２（ａ）、及び図１のＢ−Ｂ断面図である図２（ｂ）に示すように、管部材１６の外面と、梁心材１８に形成された貫通孔３６の内面との間には、モルタル、耐火性を有する材料等の充填材３４が充填されている。管部材１６は、梁本体１２の内部（燃え止まり層２０の内側）に配置されている。
【００１７】
梁１０は、例えば、図３（ａ）〜（ｄ）の正面断面図に示す手順によって組み立てる。まず、図３（ａ）に示すように、貫通孔３６へ、この貫通孔３６と略等しい長さの管部材１６を挿入する。そして、梁心材１８の左右側面から管部材１６の左右端部が突出しないようにして、貫通孔３６内へ管部材１６を配置する。
【００１８】
次に、図３（ｂ）に示すように、貫通孔３６の内面と、管部材１６の外面との間に、充填材３４を充填し硬化させる。次に、図３（ｃ）に示すように、燃え止まり層２０を構成する部材を接着剤等によって梁心材１８に接着し、梁心材１８の側面と下面とを取り囲むようにして燃え止まり層２０を形成する。このとき、管部材１６の開口部３８を塞がずに管部材１６の端面４０を燃え止まり層２０で覆うようにする。次に、図３（ｄ）に示すように、燃え代層２２を構成する部材を接着剤等によって燃え止まり層２０に接着し、燃え止まり層２０の側面と下面とを取り囲むようにして燃え代層２２を形成する。
【００１９】
次に、第１の実施形態の作用と効果について説明する。図１に示すように、梁本体１２では、火災が発生したときに火炎が燃え代層２２に着火し、燃え代層２２が燃焼する。そして、燃焼した燃え代層２２は炭化する。これにより、燃え代層２２の外側から内側（梁心材１８）への熱伝達を炭化した燃え代層２２が遮断する。また、燃え代層２２の外側から内側（梁心材１８）へ進入する熱を燃え止まり層２０が吸収する。また、燃え代層２２の外側から内側（梁心材１８）への火炎及び熱の進入が燃え止まり層２０によって抑えられる。これらにより、火災（加熱）時及び火災（加熱）終了後における梁心材１８の温度上昇を抑制することができ、梁心材１８を燃焼させずに燃え代層２２もしくは燃え止まり層２０で燃え止まらせることができる。よって、火災（加熱）時及び火災（加熱）終了後において、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１８を着火温度未満に抑え、梁心材１８を燃焼させずに燃え止まらせて、構造部材として機能させることができる。
【００２０】
また、梁１０では、火災時において、貫通孔１４へ進入した火炎及び熱の梁心材１８への進入が、燃え止まり部としての管部材１６によって抑えられ、管部材１６で燃え止まるので、梁本体１２に貫通孔１４を形成したことによる耐火性の低下を低減できる。また、燃え止まり層２０によって、貫通孔１４へ進入しようとする熱が貫通孔１４の入口部で吸収されるので、貫通孔１４へ進入する熱を低減することができる。
【００２１】
また、梁１０に形成された貫通孔１４に設備配管を通して配置することにより、梁１０の下に設備配管を配置する必要がなくなり、建物の階高を低く抑えることができる。これにより、仕上げ工事、躯体工事、設備工事等に関わる建設イニシャルコストを低く抑えることができる。また、同じ建物高さにおいて、多くの階を設けることができる。また、同じ階数を有する建物において、建物の容積を減らすことができ、設備機器によってコントロールする空間を減らすことができるので、設備・環境負荷低減によるランニングコストを低く抑えることができる。
【００２２】
また、燃え止まり部としての管部材１６が梁本体１２の内部に配置されているので、燃え止まり部を設けることによって梁１０の美観が損なわれることを防ぐことができる。
【００２３】
以上、第１の実施形態について説明した。なお、第１の実施形態では、燃え代層２２及び梁心材１８を木製とした例を示したが、燃え代層２２及び梁心材１８は、木材によって形成されていればよい。例えば、燃え代層２２及び梁心材１８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木材（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。
【００２４】
また、第１の実施形態では、燃え止まり層２０を、熱吸収性を有する層とした例を示したが、燃え止まり層２０は、火炎及び熱の進入を抑えて燃え止まり効果を発揮できる層であればよい。例えば、燃え止まり層２０は、難燃性を有する層や熱の吸収が可能な層であればよい。
【００２５】
難燃性を有する層としては、木材に難燃薬剤を注入して不燃化処理した難燃薬剤注入層が挙げられる。熱の吸収が可能な層は、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。また、難燃性を有する層と、熱の吸収が可能な層とを組み合わせて（例えば、難燃性を有する層と、熱の吸収が可能な層とを交互に配置して）燃え止まり層２０を形成してもよい。
【００２６】
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、石膏等の無機質材料、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。
【００２７】
また、第１の実施形態では、燃え止まり部としての管部材１６をモルタルによって形成した例を示したが、管部材１６は、所定の時間、燃え止まる材料によって形成されていればよい。管部材１６は、難燃性材料によって形成するのが好ましい。例えば、管部材１６は、難燃性や熱吸収性を有する部材であればよく、先に挙げた燃え止まり層２０の形成を可能とする材料を用いることができる。管部材１６を、熱吸収性を有する部材とすれば、貫通孔１４へ進入した熱を吸収することにより、燃え止まり部としての管部材１６での燃え止まり効果を向上させることができる。
【００２８】
また、燃え止まり部を耐火塗料としてもよい。すなわち、梁心材１８に形成された貫通孔３６の内面に耐火塗料を塗布することによって燃え止まり部を形成してもよい。また、管部材１６を繊維補強モルタル（合成樹脂や鋼繊維などを混合して補強されたモルタル）によって形成してもよい。
【００２９】
また、図４の正面断面図に示す梁４２ように、管部材１６の内側に木製の燃え代層４４を形成するようにしてもよい。燃え代層４４は、燃え代層２２と同様の材料を用いることができる。このようにすれば、燃焼し炭化した燃え代層４４により、燃え代層４４の外側から内側（梁心材１８）への熱伝達と酸素供給とを、炭化した燃え代層４４が遮断する。また、燃え代層４４の外側から内側（梁心材１８）へ進入する熱を管部材１６が吸収する。また、燃え代層４４の外側から内側（梁心材１８）への火炎及び熱の進入が管部材１６によって抑えられる。図４において、炭化による十分な燃え止まり効果が得られる厚さを燃え代層４４が有していれば、管部材１６を設けずに、燃え代層４４を燃え止まり部としてもよい。
【００３０】
また、第１の実施形態では、管部材１６の外面と貫通孔３６の内面との間に、モルタル、耐火性を有する材料等の充填材３４を充填した例を示したが、充填材３４は、管部材１６の外面と貫通孔３６の内面との間の隙間を塞いで、管部材１６の外面と貫通孔３６の内面との間から火炎や熱が進入するのを防ぐものであればよい。充填材３４を難燃性材料とするが好ましい。また、管部材１６の外面を貫通孔３６の内面に密着するように設けてもよい。例えば、梁心材１８に形成された貫通孔３６へ管部材１６を嵌入してもよい。
【００３１】
また、第１の実施形態では、図３（ａ）に示すように、梁心材１８に形成した貫通孔３６へ管部材１６を挿入することにより貫通孔１４の周囲に管部材１６を設けた例を示したが、図５（ａ）〜（ｄ）の正面断面図に示す梁４８の組み立て手順によって、貫通孔１４の周囲に管部材４６を形成するようにしてもよい。梁４８の組み立ては、まず、図５（ａ）に示すように、梁心材１８に形成した貫通孔３６へ、この貫通孔３６よりも長い柱状の型枠部材５０を挿入する。そして、梁心材１８の左右側面から型枠部材５０の左右端部を突出させて、管部材４６に必要とされる厚さと等しい大きさの隙間を、型枠部材５０の外面と貫通孔３６の内面との間に形成するようにして、貫通孔３６内へ型枠部材５０を配置する。
【００３２】
次に、図５（ｂ）に示すように、型枠部材５０の外面と、貫通孔３６の内面との間に形成された隙間にモルタルを打設し硬化させて、管部材４６を形成する。次に、図５（ｃ）に示すように、型枠部材５０を脱型した後に、燃え止まり層２０を構成する部材を接着剤等によって梁心材１８に接着し、梁心材１８の側面と下面とを取り囲むようにして燃え止まり層２０を形成する。このとき、管部材１６の開口部５４を塞がずに管部材４６の端面５２を燃え止まり層２０で覆うようにする。次に、図５（ｄ）に示すように、燃え代層２２を構成する部材を接着剤等によって燃え止まり層２０に接着し、燃え止まり層２０の側面と下面とを取り囲むようにして燃え代層２２を形成する。
【００３３】
次に、本発明の第２の実施形態について説明する。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。図６の正面断面図、図６のＣ−Ｃ矢視図である図７（ａ）、及び図６のＤ−Ｄ断面図である図７（ｂ）に示すように、構造部材としての梁５６に形成された貫通孔１４の周囲には、燃え止まり部としてのロックウールからなるウール状部材５８が設けられている。ウール状部材５８は、貫通孔３６内に配置された鋼管６０の外面と、貫通孔３６の内面との間に詰め込まれて配置されている。すなわち、ウール状部材５８は、管状の保持部材としての鋼管６０によって、貫通孔１４の周囲（貫通孔３６の内面）に保持されている。ウール状部材５８及び鋼管６０は、梁本体１２の内部（燃え止まり層２０の内側）に配置されている。
【００３４】
梁５６は、例えば、図８（ａ）〜（ｄ）の正面断面図に示す手順によって組み立てる。まず、図８（ａ）に示すように、梁心材１８に形成した貫通孔３６へ、この貫通孔３６と略等しい長さの鋼管６０を挿入する。そして、梁心材１８の左右側面から鋼管６０の左右端部が突出しないようにして、貫通孔３６内へ鋼管６０を配置する。
【００３５】
次に、図８（ｂ）に示すように、貫通孔３６の内面と、鋼管６０の外面との間に、ウール状部材５８を詰め込んで燃え止まり部を形成する。次に、図８（ｃ）に示すように、燃え止まり層２０を構成する部材を接着剤等によって梁心材１８に接着し、梁心材１８の側面と下面とを取り囲むようにして燃え止まり層２０を形成する。このとき、鋼管６０の開口部６２を塞がずに鋼管６０の端面６４を燃え止まり層２０で覆うようにする。次に、図８（ｄ）に示すように、燃え代層２２を構成する部材を接着剤等によって燃え止まり層２０に接着し、燃え止まり層２０の側面と下面とを取り囲むようにして燃え代層２２を形成する。
【００３６】
次に、第２の実施形態の作用と効果について説明する。図６に示すように、梁５６では、火災時において、貫通孔１４へ進入した火炎及び熱の梁心材１８への進入が、燃え止まり部としてのウール状部材５８によって抑えられ、ウール状部材５８で燃え止まるので、梁本体１２に貫通孔１４を形成したことによる耐火性の低下を低減できる。
【００３７】
また、ウール状部材５８は塊として拡縮するので、火災時の乾燥収縮などにより梁本体１２の形状が変化して、貫通孔３６の内面内側に隙間が形成されるような場合においても、ウール状部材５８の塊が外側（梁心材１８側）へ向かって拡がってこの隙間を塞ぐことができる。また、鋼管６０を設けることにより、貫通孔１４へ進入した火炎や熱が燃え止まり部（ウール状部材５８）に直接当たることを防ぎ、燃え止まり部での燃え止まり効果を向上させることができる。
【００３８】
以上、第２の実施形態について説明した。なお、第２の実施形態では、ウール状部材５８をロックウールとした例を示したが、ウール状部材５８は、所定の時間、燃え止まり効果を発揮できる材料であればよく、難燃性材料が好ましい。例えば、ウール状部材５８をグラスウールやセラミックウール等としてもよい。
【００３９】
また、第２の実施形態では、保持部材を鋼管６０とした例を示したが、保持部材は、火炎や熱が貫通孔１４へ進入したときに、所定の時間、ウール状部材５８を保持し続けられる材料であればよく、難燃性材料が好ましい。他の保持方法でウール状部材５８を貫通孔１４の周囲に保持してもよいし、詰め込むだけでウール状部材５８を貫通孔１４の周囲に保持できれば、保持部材は無くてもよい。また、ダクトや配水管等の貫通孔１４内に通される設備配管などを、保持部材として併用してもよい。
【００４０】
次に、本発明の第３の実施形態について説明する。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９の正面断面図、図９のＥ−Ｅ矢視図である図１０（ａ）、及び図９のＦ−Ｆ断面図である図１０（ｂ）に示すように、構造部材としての梁６６に形成された貫通孔１４の周囲には、燃え止まり部としての発泡性塩化ビニルパイプからなる管状の熱発泡性部材６８が設けられている。また、熱発泡性部材６８は、梁本体１２の内部（燃え止まり層２０の内側）に配置されている。熱発泡性部材６８の外面と、貫通孔３６の内面との間には、モルタル、耐火性を有する材料等の充填材３４が充填されている。
【００４１】
次に、第３の実施形態の作用と効果について説明する。図１１（ａ）の正面断面図に示すように、貫通孔１４内に設備配管７０が配置されている状態で火災が発生した場合、図１１（ｂ）の正面断面図に示すように、熱が加えられることにより熱発泡性部材６８は発泡して設備配管７０に向かって拡がる（矢印７２）。これにより、熱発泡性部材６８は、体積が大きくなることによって断熱性が向上する。よって、火災時において、貫通孔１４へ進入した火炎及び熱の梁心材１８への進入が、燃え止まり部としての熱発泡性部材６８によって抑えられ、熱発泡性部材６８で燃え止まるので、梁本体１２に貫通孔１４を形成したことによる耐火性の低下を低減できる。
【００４２】
また、火災時の乾燥収縮などにより梁本体１２の形状が変化して、貫通孔３６の内面内側に隙間が形成されるような場合においても、熱発泡性部材６８が外側（貫通孔３６の内面）へ拡がってこの隙間を塞ぐことができる。
【００４３】
以上、第３の実施形態について説明した。なお、第３の実施形態では、熱発泡性部材６８を発泡性塩化ビニルパイプとした例を示したが、熱が加えられることにより体積が大きくなって、所定時間、燃え止り効果を発揮するものであればよい。難燃性材料によって形成するのが好ましい。また、管状の熱膨張性部材を貫通孔１４の周囲に設けても熱発泡性部材６８と同様に燃え止り効果を得ることができる。
【００４４】
また、第３の実施形態では、熱発泡性部材６８の外面と、貫通孔３６の内面との間に、モルタル、耐火性を有する材料等の充填材３４を充填した例を示したが、充填材３４は、熱発泡性部材６８の外面と、貫通孔３６の内面との間の隙間を塞いで、熱発泡性部材６８の外面と、貫通孔３６の内面との間からの火炎、熱、及び酸素の何れかの進入を防ぐものであればよい。難燃性材料によって形成するのが好ましい。熱発泡性部材６８は発泡するので、充填材３４を設けなくても、火災時において、熱発泡性部材６８の外面と貫通孔３６の内面との間からの火炎、熱、及び酸素の何れかの進入を防ぐことができるが、充填材３４を設ければ、火災が発生していない通常時において、熱発泡性部材６８の外面と貫通孔３６の内面との間からの熱の進入等を防ぐことができる。
【００４５】
次に、本発明の第４の実施形態について説明する。第４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１２（ａ）の正面断面図に示すように、梁７６では、貫通孔１４の周辺に位置する部分の燃え止まり層２０の厚さを、他の部分の燃え止まり層２０よりも厚くしている。すなわち、貫通孔１４周辺の燃え止まり層２０を層厚としている。図１２（ａ）には、貫通孔１４の周辺に位置する部分の燃え止まり層２０の厚さをモルタル部材７４の分だけ内側に厚くしている例が示されている。
【００４６】
次に、第４の実施形態の作用と効果について説明する。図１２（ａ）の正面断面図に示すように、梁７６では、熱吸収性を有する燃え止まり層２０により、貫通孔１４へ進入しようとする熱が貫通孔１４の入口部で吸収されるので、貫通孔１４へ進入する熱を低減することができる。また、貫通孔１４の周辺の燃え止まり層２０の厚さを厚くすることにより、貫通孔１４へ進入しようとする熱を貫通孔１４の入口部で効果的に吸収することができる。貫通孔１４の径が大きい場合に特に有効となる。
【００４７】
以上、第４の実施形態について説明した。なお、第４の実施形態では、貫通孔１４の周辺に位置する部分の燃え止まり層２０の厚さをモルタル部材７４の分だけ内側に厚くしている例を示したが、貫通孔１４の周辺に位置する部分の燃え止まり層２０の厚さが、他の部分の燃え止まり層２０よりも厚ければよい。例えば、図１２（ｂ）の正面断面図に示すように、貫通孔１４の周辺に位置する部分の燃え止まり層２０の厚さをモルタル部材７４の分だけ外側に厚くしてもよいし、図１２（ｃ）の正面断面図に示すように、貫通孔１４の周辺に位置する部分の燃え止まり層２０の厚さをモルタル部材７４の分だけ外側に厚くして、このモルタル部材７４の外面が燃え代層２２の左右側面２６、２４と面一になるようにしてもよい。
【００４８】
また、第４の実施形態では、第１の実施形態で示した梁１０を構成する貫通孔１４の周辺に位置する燃え止まり層２０の厚さを厚くした例を示したが、第４の実施形態は、第２及び第３の実施形態に適用することができる。すなわち、梁４２、５６、６６を構成する貫通孔１４の周辺に位置する燃え止まり層２０の厚さを厚くしてもよい。
【００４９】
以上、第１〜第４の実施形態について説明した。なお、第１〜第４の実施形態では、木製部材としての梁本体１２を、梁心材１８、燃え止まり層２０、及び燃え代層２２によって構成された３層構造の部材とした例を示したが、梁本体は、梁心材１８と燃え代層２２とを有していればよい。例えば、図１３の正面断面図に示す梁７８のように、梁心材１８と、梁心材１８の側面と下面とを取り囲む燃え代層２２とによって梁本体８０が構成された２層構造の部材としてもよい。
【００５０】
梁７８では、火災が発生したときに、火炎が燃え代層２２に着火し、燃え代層２２が燃焼する。そして、燃焼した燃え代層２２は炭化する。これにより、燃え代層２２の外側から内側（梁心材１８）への熱伝達と酸素供給とを炭化した燃え代層が遮断し、火災（加熱）時及び火災（加熱）終了後における梁心材１８の温度上昇を抑制することができ、梁心材１８を燃焼させずに燃え止まらせることができる。なお、燃え止まり効果を発揮できる燃え代層２２の厚さ（例えば、４０ｍｍ程度）を確保できれば、梁心材１８と燃え代層２２とは、異なる材料によって形成してもよいし、同じ材料によって形成してもよい。すなわち、梁本体８０を１本の木材によって構成し、この梁本体８０の表層を燃え代層２２としてもよい。
【００５１】
また、第１〜第４の実施形態では、燃え止まり部（管部材１６、ウール状部材５８、熱発泡性部材６８）を、梁本体１２の内部（燃え止まり層２０の内側）に配置した例を示したが、図１４の正面断面図に示す梁８２のように、木製部材としての梁本体１２を貫通するように燃え止まり部を配置してもよい。図１４では、貫通孔１４の周囲全域に鋼管６０が設けられている。そして、梁本体１２を貫通するように形成された貫通孔８４（中間部分が貫通孔３６によって構成されている）の内面と、鋼管６０の外面との間にウール状部材５８を詰め込んで燃え止まり部を形成している。このようにすれば、梁８２の施工が完了した後に貫通孔１４を形成した場合においても、燃え止まり部（ウール状部材５８）を設けることができる。
【００５２】
梁８２は、例えば、図１５（ａ）、（ｂ）の正面断面図に示す手順によって組み立てる。まず、図１５（ａ）に示すように、貫通孔８４へ、この貫通孔８４と略等しい長さの鋼管６０を挿入する。そして、梁本体１２の左右側面から鋼管６０の左右端部が突出しないようにして、貫通孔３６内へ鋼管６０を配置する。次に、図１５（ｂ）に示すように、貫通孔８４の内面と、鋼管６０の外面との間にウール状部材５８を詰め込んで燃え止まり部を形成する。図１５に示した組み立て手順において、燃え止まり層２０及び燃え代層２２は、貫通孔３６に鋼管６０を配置した後に、取り付けるようにしてもよい。
【００５３】
また、第１〜第４の実施形態では、構造部材を梁（梁１０、４２、５６、６６、７６）とした例を示したが、これらの構造部材の構成は、梁、壁、梁や壁以外の構造部材全般に適用することができる。図１６の側断面図には、第１の実施形態で示した梁１０の構成を、構造部材として壁８６に適用した例が示されている。また、第１〜第４の実施形態で示した構造部材（梁１０、４２、５６、６６、７６）に形成された貫通孔１４は、さまざまな用途に用いることができる。例えば、設備配管、設備配線、空調ダクト等を貫通孔１４へ通して配置することができる。
【００５４】
また、第１〜第４の実施形態では、木製部材を梁本体１２とした例を示したが、木製部材は、木製の梁心材１８を有するものであればよい。例えば、第１〜第４の実施形態で示した梁１０、４２、５６、６６、７６のように、木製部材を、一般木材によって形成された部材（板部材３０）、及びモルタルによって形成された部材（板部材３２）によって構成された燃え止まり層と、木製の梁心材とを有する梁本体としてもよいし、図１７、１８の正面断面図に示す梁８８、９０のように、木製の梁心材１８の内部に形鋼９２を配置したものであってもよい。
【００５５】
図１７に示す梁８８では、貫通孔１４が、梁８８の右側面９４から左側面９６へ、梁心材１８、形鋼９２のウェブ９８、梁心材１８をこの順に貫通している。また、図１８に示す梁９０では、梁心材１８の側面と下面とに難燃層１００が形成されており、貫通孔１４が、梁９０の右側面９４から左側面９６へ、難燃層１００、梁心材１８、形鋼９２のウェブ９８、梁心材１８、難燃層１００をこの順に貫通している。
【００５６】
また、第１〜第４の実施形態では、孔径が５０〜１００ｍｍ程度の貫通孔１４を梁１０、４２、５６、６６、７６に形成した例を示したが、これ以上の大きさの径（例えば、梁せいの１／３程度の径）の貫通孔１４に対しても耐火性を発揮することができる。なお、貫通孔１４を形成することによる貫通孔１４周囲の強度低下が懸念される場合には、適宜、さまざまな方法で貫通孔１４に構造補強を施す。例えば、図１９、２０の正面断面図に示すような補強方法を用いてもよいし、梁１０、４２、５６、６６、７６の両側面に、貫通孔１４と連通する貫通孔が形成された鋼板等の補強プレートを固定してもよい。
【００５７】
図１９では、貫通孔１４へ補強用の鋼管１０２を嵌入して接着固定し、貫通孔１４の周辺に設けられて梁本体１２を鉛直方向に貫通するボルト１０４によって、梁本体１２を鉛直方向に締め付けている。図２０では、梁本体１２に斜めに挿入され平行に配置された一対の鉄筋１０６、１０８が、貫通孔１４を挟み込むようにして設けられている。
【００５８】
また、第１〜第４の実施形態では、燃え止まり層２０が、梁心材１８の側面と下面とを取り囲むように配置され、燃え代層２２が、燃え止まり層２０の側面と下面とを取り囲むように配置されている例を示したが、燃え止まり層２０は、梁心材１８の外周を取り囲むように配置してもよいし、燃え代層２２は、梁心材１８の外周を取り囲むように配置された燃え止まり層２０の外周を取り囲むように配置してもよい。
【００５９】
また、第１〜第４の実施形態では、貫通孔１４の周囲に燃え止まり部（管部材１６、ウール状部材５８、熱発泡性部材６８）を設けた例を示したが、「貫通孔１４の周囲」とは、図１の管部材１６、及び図９の熱発泡性部材６８のように、貫通孔１４の内面を形成するように設けられている場合と、図４の管部材１６、及び図６のウール状部材５８のように、貫通孔１４の内面から離れた周辺に設けられている場合とが含まれる。
【００６０】
また、第１〜第４の実施形態で示した燃え止まり部（管部材１６、ウール状部材５８、熱発泡性部材６８）を複数重ねて設けるようにしてもよい。この場合、同種の燃え止まり部を複数重ねて設けるようにしてもよいし、異種の燃え止まり部を複数重ねて設けるようにしてもよい。例えば、梁本体１２を貫通するように第１の燃え止まり部を配置し、この第１の燃え止まり部の外面よりも外側かつ梁本体１２の内部（燃え止まり層２０の内側）に第２の燃え止まり部を配置してもよい。
【００６１】
以上、第１〜第４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４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】
【００６２】
１０、４２、４８、５６、６６、７６、７８、８２、８８、９０ 梁（構造部材）
１２、８０ 梁本体（木製部材）
１４ 貫通孔
１６、４６ 管部材（燃え止まり部）
１８ 梁心材（荷重支持部）
２０ 燃え止まり層
２２ 燃え代層
５８ ウール状部材（燃え止まり部）
６８ 熱発泡性部材（燃え止まり部）
８６ 壁（構造部材）
【技術分野】
【０００１】
本発明は、耐火性を有する木製の構造部材に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、耐火性を有する木製の構造部材が提案されている。例えば、特許文献１には、表面層と、この表面層の内側に設けられた難燃薬剤注入層と、この難燃薬剤注入層の内側に設けられた未処理層とによって構成された耐火集成材が開示されている。このような耐火性を有する木製の構造部材を梁として用いる場合、この構造部材に貫通孔を形成し、この貫通孔へ設備配管や配線等を通して梁を横断させようとすると、構造部材の耐火性が低下してしまう。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００８−３１７４３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
本発明は係る事実を考慮し、貫通孔を形成することによる耐火性の低下を低減することができる木製の構造部材を提供することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
請求項１に記載の発明は、木製部材と、前記木製部材を貫通する貫通孔と、前記貫通孔の周囲に設けられた燃え止まり部と、を有する構造部材である。
【０００６】
請求項１に記載の発明では、火災時において、貫通孔へ進入した火炎及び熱の木製部材への進入が、燃え止まり部によって抑えられ、燃え止まり部で燃え止まるので、木製部材に貫通孔を形成したことによる耐火性の低下を低減できる。
【０００７】
請求項２に記載の発明は、前記木製部材は、前記木製部材の表層を構成する木製の燃え代層と、前記燃え代層の内側に配置された燃え止まり層と、前記燃え止まり層の内側に配置された木製の荷重支持部と、を有する。
【０００８】
請求項２に記載の発明では、火災が発生したときに火炎が燃え代層に着火し、燃え代層が燃焼する。そして、燃焼した燃え代層は炭化する。これにより、燃え代層の外側から内側（荷重支持部）への熱伝達を炭化した燃え代層が遮断する。また、燃え代層の外側から内側（荷重支持部）への火炎及び熱の進入が燃え止まり層によって抑えられる。よって、火災（加熱）時及び火災（加熱）終了後における荷重支持部の温度上昇を抑制することができ、荷重支持部を燃焼させずに燃え止まらせることができる。
【０００９】
請求項３に記載の発明は、前記燃え止まり層は、熱吸収性を有するとともに前記貫通孔が貫通し、該貫通孔の周辺の前記燃え止まり層は、層厚となっている。
【００１０】
請求項３に記載の発明では、熱吸収性を有する燃え止まり層により、貫通孔へ進入しようとする熱が貫通孔の入口部で吸熱されるので、貫通孔へ進入する熱を低減することができる。また、貫通孔の周辺の燃え止まり層を層厚とする（層の厚さを厚くする）ことにより、貫通孔へ進入しようとする熱を貫通孔の入口部で効果的に吸収することができる。
【発明の効果】
【００１１】
本発明は上記構成としたので、木製の構造部材に貫通孔を形成することによる耐火性の低下を低減することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】第１の実施形態に係る梁を示す正面断面図である。
【図２】図１のＡ−Ａ矢視図及びＢ−Ｂ断面図である。
【図３】第１の実施形態に係る梁の組み立て手順の一例を示す説明図である。
【図４】第１の実施形態に係る梁の変形例を示す正面断面図である。
【図５】第１の実施形態に係る梁の組み立て手順の一例を示す説明図である。
【図６】第２の実施形態に係る梁を示す正面断面図である。
【図７】図６のＣ−Ｃ矢視図及びＤ−Ｄ断面図である。
【図８】第２の実施形態に係る梁の組み立て手順の一例を示す説明図である。
【図９】第３の実施形態に係る梁を示す正面断面図である。
【図１０】図９のＥ−Ｅ矢視図及びＦ−Ｆ断面図である。
【図１１】第３の実施形態に係る梁の作用を示す説明図である。
【図１２】第４の実施形態に係る梁を示す正面断面図である。
【図１３】第１の実施形態に係る梁の変形例を示す正面断面図である。
【図１４】第２の実施形態に係る梁の変形例を示す正面断面図である。
【図１５】第２の実施形態に係る梁の組み立て手順の一例を示す説明図である。
【図１６】第１の実施形態を壁に適用した例を示す正面断面図である。
【図１７】第１の実施形態に係る梁の変形例を示す正面断面図である。
【図１８】第１の実施形態に係る梁の変形例を示す正面断面図である。
【図１９】第１の実施形態に係る貫通孔に施す構造補強の例を示す側面図である。
【図２０】第１の実施形態に係る貫通孔に施す構造補強の例を示す側面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
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の実施形態について説明する。図１の正面断面図に示すように、構造部材としての梁１０は、木製部材としての梁本体１２と、梁本体１２を貫通する貫通孔１４と、貫通孔１４の周囲に設けられた燃え止まり部としての管部材１６とを有している。貫通孔１４は、５０〜１００ｍｍ程度の孔径を有しており、設備配管を通して配置するために設けられている。
【００１４】
梁本体１２は、荷重を支持する荷重支持部としての木製の梁心材１８と、梁心材１８の側面と下面とを取り囲む燃え止まり層２０と、燃え止まり層２０の側面と下面とを取り囲む木製の燃え代層２２とによって構成されている。すなわち、燃え代層２２は、梁本体１２の表層を構成し、燃え止まり層２０は、燃え代層２２の内側に配置され、梁心材１８は、燃え止まり層２０の内側に配置されている。燃え止まり層２０は、熱吸収性を有する。
【００１５】
図１には、一般木材によって形成された板部材３０と、モルタルによって形成された板部材３２とを交互に配置することにより、燃え止まり層２０を形成している例が示されている。図１に示すように、貫通孔１４は、梁本体１２の右側面２４から左側面２６へ、燃え代層２２、燃え止まり層２０、梁心材１８、燃え止まり層２０、燃え代層２２をこの順に貫通している。梁心材１８は、鉄筋コンクリート等の耐火部材によって形成された床版２８を支持し、床版２８は、燃え代層２２、燃え止まり層２０、及び梁心材１８の上面を覆っている。
【００１６】
管部材１６は、モルタルによって形成されており、図１のＡ−Ａ矢視図である図２（ａ）、及び図１のＢ−Ｂ断面図である図２（ｂ）に示すように、管部材１６の外面と、梁心材１８に形成された貫通孔３６の内面との間には、モルタル、耐火性を有する材料等の充填材３４が充填されている。管部材１６は、梁本体１２の内部（燃え止まり層２０の内側）に配置されている。
【００１７】
梁１０は、例えば、図３（ａ）〜（ｄ）の正面断面図に示す手順によって組み立てる。まず、図３（ａ）に示すように、貫通孔３６へ、この貫通孔３６と略等しい長さの管部材１６を挿入する。そして、梁心材１８の左右側面から管部材１６の左右端部が突出しないようにして、貫通孔３６内へ管部材１６を配置する。
【００１８】
次に、図３（ｂ）に示すように、貫通孔３６の内面と、管部材１６の外面との間に、充填材３４を充填し硬化させる。次に、図３（ｃ）に示すように、燃え止まり層２０を構成する部材を接着剤等によって梁心材１８に接着し、梁心材１８の側面と下面とを取り囲むようにして燃え止まり層２０を形成する。このとき、管部材１６の開口部３８を塞がずに管部材１６の端面４０を燃え止まり層２０で覆うようにする。次に、図３（ｄ）に示すように、燃え代層２２を構成する部材を接着剤等によって燃え止まり層２０に接着し、燃え止まり層２０の側面と下面とを取り囲むようにして燃え代層２２を形成する。
【００１９】
次に、第１の実施形態の作用と効果について説明する。図１に示すように、梁本体１２では、火災が発生したときに火炎が燃え代層２２に着火し、燃え代層２２が燃焼する。そして、燃焼した燃え代層２２は炭化する。これにより、燃え代層２２の外側から内側（梁心材１８）への熱伝達を炭化した燃え代層２２が遮断する。また、燃え代層２２の外側から内側（梁心材１８）へ進入する熱を燃え止まり層２０が吸収する。また、燃え代層２２の外側から内側（梁心材１８）への火炎及び熱の進入が燃え止まり層２０によって抑えられる。これらにより、火災（加熱）時及び火災（加熱）終了後における梁心材１８の温度上昇を抑制することができ、梁心材１８を燃焼させずに燃え代層２２もしくは燃え止まり層２０で燃え止まらせることができる。よって、火災（加熱）時及び火災（加熱）終了後において、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１８を着火温度未満に抑え、梁心材１８を燃焼させずに燃え止まらせて、構造部材として機能させることができる。
【００２０】
また、梁１０では、火災時において、貫通孔１４へ進入した火炎及び熱の梁心材１８への進入が、燃え止まり部としての管部材１６によって抑えられ、管部材１６で燃え止まるので、梁本体１２に貫通孔１４を形成したことによる耐火性の低下を低減できる。また、燃え止まり層２０によって、貫通孔１４へ進入しようとする熱が貫通孔１４の入口部で吸収されるので、貫通孔１４へ進入する熱を低減することができる。
【００２１】
また、梁１０に形成された貫通孔１４に設備配管を通して配置することにより、梁１０の下に設備配管を配置する必要がなくなり、建物の階高を低く抑えることができる。これにより、仕上げ工事、躯体工事、設備工事等に関わる建設イニシャルコストを低く抑えることができる。また、同じ建物高さにおいて、多くの階を設けることができる。また、同じ階数を有する建物において、建物の容積を減らすことができ、設備機器によってコントロールする空間を減らすことができるので、設備・環境負荷低減によるランニングコストを低く抑えることができる。
【００２２】
また、燃え止まり部としての管部材１６が梁本体１２の内部に配置されているので、燃え止まり部を設けることによって梁１０の美観が損なわれることを防ぐことができる。
【００２３】
以上、第１の実施形態について説明した。なお、第１の実施形態では、燃え代層２２及び梁心材１８を木製とした例を示したが、燃え代層２２及び梁心材１８は、木材によって形成されていればよい。例えば、燃え代層２２及び梁心材１８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木材（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。
【００２４】
また、第１の実施形態では、燃え止まり層２０を、熱吸収性を有する層とした例を示したが、燃え止まり層２０は、火炎及び熱の進入を抑えて燃え止まり効果を発揮できる層であればよい。例えば、燃え止まり層２０は、難燃性を有する層や熱の吸収が可能な層であればよい。
【００２５】
難燃性を有する層としては、木材に難燃薬剤を注入して不燃化処理した難燃薬剤注入層が挙げられる。熱の吸収が可能な層は、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。また、難燃性を有する層と、熱の吸収が可能な層とを組み合わせて（例えば、難燃性を有する層と、熱の吸収が可能な層とを交互に配置して）燃え止まり層２０を形成してもよい。
【００２６】
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、石膏等の無機質材料、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。
【００２７】
また、第１の実施形態では、燃え止まり部としての管部材１６をモルタルによって形成した例を示したが、管部材１６は、所定の時間、燃え止まる材料によって形成されていればよい。管部材１６は、難燃性材料によって形成するのが好ましい。例えば、管部材１６は、難燃性や熱吸収性を有する部材であればよく、先に挙げた燃え止まり層２０の形成を可能とする材料を用いることができる。管部材１６を、熱吸収性を有する部材とすれば、貫通孔１４へ進入した熱を吸収することにより、燃え止まり部としての管部材１６での燃え止まり効果を向上させることができる。
【００２８】
また、燃え止まり部を耐火塗料としてもよい。すなわち、梁心材１８に形成された貫通孔３６の内面に耐火塗料を塗布することによって燃え止まり部を形成してもよい。また、管部材１６を繊維補強モルタル（合成樹脂や鋼繊維などを混合して補強されたモルタル）によって形成してもよい。
【００２９】
また、図４の正面断面図に示す梁４２ように、管部材１６の内側に木製の燃え代層４４を形成するようにしてもよい。燃え代層４４は、燃え代層２２と同様の材料を用いることができる。このようにすれば、燃焼し炭化した燃え代層４４により、燃え代層４４の外側から内側（梁心材１８）への熱伝達と酸素供給とを、炭化した燃え代層４４が遮断する。また、燃え代層４４の外側から内側（梁心材１８）へ進入する熱を管部材１６が吸収する。また、燃え代層４４の外側から内側（梁心材１８）への火炎及び熱の進入が管部材１６によって抑えられる。図４において、炭化による十分な燃え止まり効果が得られる厚さを燃え代層４４が有していれば、管部材１６を設けずに、燃え代層４４を燃え止まり部としてもよい。
【００３０】
また、第１の実施形態では、管部材１６の外面と貫通孔３６の内面との間に、モルタル、耐火性を有する材料等の充填材３４を充填した例を示したが、充填材３４は、管部材１６の外面と貫通孔３６の内面との間の隙間を塞いで、管部材１６の外面と貫通孔３６の内面との間から火炎や熱が進入するのを防ぐものであればよい。充填材３４を難燃性材料とするが好ましい。また、管部材１６の外面を貫通孔３６の内面に密着するように設けてもよい。例えば、梁心材１８に形成された貫通孔３６へ管部材１６を嵌入してもよい。
【００３１】
また、第１の実施形態では、図３（ａ）に示すように、梁心材１８に形成した貫通孔３６へ管部材１６を挿入することにより貫通孔１４の周囲に管部材１６を設けた例を示したが、図５（ａ）〜（ｄ）の正面断面図に示す梁４８の組み立て手順によって、貫通孔１４の周囲に管部材４６を形成するようにしてもよい。梁４８の組み立ては、まず、図５（ａ）に示すように、梁心材１８に形成した貫通孔３６へ、この貫通孔３６よりも長い柱状の型枠部材５０を挿入する。そして、梁心材１８の左右側面から型枠部材５０の左右端部を突出させて、管部材４６に必要とされる厚さと等しい大きさの隙間を、型枠部材５０の外面と貫通孔３６の内面との間に形成するようにして、貫通孔３６内へ型枠部材５０を配置する。
【００３２】
次に、図５（ｂ）に示すように、型枠部材５０の外面と、貫通孔３６の内面との間に形成された隙間にモルタルを打設し硬化させて、管部材４６を形成する。次に、図５（ｃ）に示すように、型枠部材５０を脱型した後に、燃え止まり層２０を構成する部材を接着剤等によって梁心材１８に接着し、梁心材１８の側面と下面とを取り囲むようにして燃え止まり層２０を形成する。このとき、管部材１６の開口部５４を塞がずに管部材４６の端面５２を燃え止まり層２０で覆うようにする。次に、図５（ｄ）に示すように、燃え代層２２を構成する部材を接着剤等によって燃え止まり層２０に接着し、燃え止まり層２０の側面と下面とを取り囲むようにして燃え代層２２を形成する。
【００３３】
次に、本発明の第２の実施形態について説明する。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。図６の正面断面図、図６のＣ−Ｃ矢視図である図７（ａ）、及び図６のＤ−Ｄ断面図である図７（ｂ）に示すように、構造部材としての梁５６に形成された貫通孔１４の周囲には、燃え止まり部としてのロックウールからなるウール状部材５８が設けられている。ウール状部材５８は、貫通孔３６内に配置された鋼管６０の外面と、貫通孔３６の内面との間に詰め込まれて配置されている。すなわち、ウール状部材５８は、管状の保持部材としての鋼管６０によって、貫通孔１４の周囲（貫通孔３６の内面）に保持されている。ウール状部材５８及び鋼管６０は、梁本体１２の内部（燃え止まり層２０の内側）に配置されている。
【００３４】
梁５６は、例えば、図８（ａ）〜（ｄ）の正面断面図に示す手順によって組み立てる。まず、図８（ａ）に示すように、梁心材１８に形成した貫通孔３６へ、この貫通孔３６と略等しい長さの鋼管６０を挿入する。そして、梁心材１８の左右側面から鋼管６０の左右端部が突出しないようにして、貫通孔３６内へ鋼管６０を配置する。
【００３５】
次に、図８（ｂ）に示すように、貫通孔３６の内面と、鋼管６０の外面との間に、ウール状部材５８を詰め込んで燃え止まり部を形成する。次に、図８（ｃ）に示すように、燃え止まり層２０を構成する部材を接着剤等によって梁心材１８に接着し、梁心材１８の側面と下面とを取り囲むようにして燃え止まり層２０を形成する。このとき、鋼管６０の開口部６２を塞がずに鋼管６０の端面６４を燃え止まり層２０で覆うようにする。次に、図８（ｄ）に示すように、燃え代層２２を構成する部材を接着剤等によって燃え止まり層２０に接着し、燃え止まり層２０の側面と下面とを取り囲むようにして燃え代層２２を形成する。
【００３６】
次に、第２の実施形態の作用と効果について説明する。図６に示すように、梁５６では、火災時において、貫通孔１４へ進入した火炎及び熱の梁心材１８への進入が、燃え止まり部としてのウール状部材５８によって抑えられ、ウール状部材５８で燃え止まるので、梁本体１２に貫通孔１４を形成したことによる耐火性の低下を低減できる。
【００３７】
また、ウール状部材５８は塊として拡縮するので、火災時の乾燥収縮などにより梁本体１２の形状が変化して、貫通孔３６の内面内側に隙間が形成されるような場合においても、ウール状部材５８の塊が外側（梁心材１８側）へ向かって拡がってこの隙間を塞ぐことができる。また、鋼管６０を設けることにより、貫通孔１４へ進入した火炎や熱が燃え止まり部（ウール状部材５８）に直接当たることを防ぎ、燃え止まり部での燃え止まり効果を向上させることができる。
【００３８】
以上、第２の実施形態について説明した。なお、第２の実施形態では、ウール状部材５８をロックウールとした例を示したが、ウール状部材５８は、所定の時間、燃え止まり効果を発揮できる材料であればよく、難燃性材料が好ましい。例えば、ウール状部材５８をグラスウールやセラミックウール等としてもよい。
【００３９】
また、第２の実施形態では、保持部材を鋼管６０とした例を示したが、保持部材は、火炎や熱が貫通孔１４へ進入したときに、所定の時間、ウール状部材５８を保持し続けられる材料であればよく、難燃性材料が好ましい。他の保持方法でウール状部材５８を貫通孔１４の周囲に保持してもよいし、詰め込むだけでウール状部材５８を貫通孔１４の周囲に保持できれば、保持部材は無くてもよい。また、ダクトや配水管等の貫通孔１４内に通される設備配管などを、保持部材として併用してもよい。
【００４０】
次に、本発明の第３の実施形態について説明する。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９の正面断面図、図９のＥ−Ｅ矢視図である図１０（ａ）、及び図９のＦ−Ｆ断面図である図１０（ｂ）に示すように、構造部材としての梁６６に形成された貫通孔１４の周囲には、燃え止まり部としての発泡性塩化ビニルパイプからなる管状の熱発泡性部材６８が設けられている。また、熱発泡性部材６８は、梁本体１２の内部（燃え止まり層２０の内側）に配置されている。熱発泡性部材６８の外面と、貫通孔３６の内面との間には、モルタル、耐火性を有する材料等の充填材３４が充填されている。
【００４１】
次に、第３の実施形態の作用と効果について説明する。図１１（ａ）の正面断面図に示すように、貫通孔１４内に設備配管７０が配置されている状態で火災が発生した場合、図１１（ｂ）の正面断面図に示すように、熱が加えられることにより熱発泡性部材６８は発泡して設備配管７０に向かって拡がる（矢印７２）。これにより、熱発泡性部材６８は、体積が大きくなることによって断熱性が向上する。よって、火災時において、貫通孔１４へ進入した火炎及び熱の梁心材１８への進入が、燃え止まり部としての熱発泡性部材６８によって抑えられ、熱発泡性部材６８で燃え止まるので、梁本体１２に貫通孔１４を形成したことによる耐火性の低下を低減できる。
【００４２】
また、火災時の乾燥収縮などにより梁本体１２の形状が変化して、貫通孔３６の内面内側に隙間が形成されるような場合においても、熱発泡性部材６８が外側（貫通孔３６の内面）へ拡がってこの隙間を塞ぐことができる。
【００４３】
以上、第３の実施形態について説明した。なお、第３の実施形態では、熱発泡性部材６８を発泡性塩化ビニルパイプとした例を示したが、熱が加えられることにより体積が大きくなって、所定時間、燃え止り効果を発揮するものであればよい。難燃性材料によって形成するのが好ましい。また、管状の熱膨張性部材を貫通孔１４の周囲に設けても熱発泡性部材６８と同様に燃え止り効果を得ることができる。
【００４４】
また、第３の実施形態では、熱発泡性部材６８の外面と、貫通孔３６の内面との間に、モルタル、耐火性を有する材料等の充填材３４を充填した例を示したが、充填材３４は、熱発泡性部材６８の外面と、貫通孔３６の内面との間の隙間を塞いで、熱発泡性部材６８の外面と、貫通孔３６の内面との間からの火炎、熱、及び酸素の何れかの進入を防ぐものであればよい。難燃性材料によって形成するのが好ましい。熱発泡性部材６８は発泡するので、充填材３４を設けなくても、火災時において、熱発泡性部材６８の外面と貫通孔３６の内面との間からの火炎、熱、及び酸素の何れかの進入を防ぐことができるが、充填材３４を設ければ、火災が発生していない通常時において、熱発泡性部材６８の外面と貫通孔３６の内面との間からの熱の進入等を防ぐことができる。
【００４５】
次に、本発明の第４の実施形態について説明する。第４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１２（ａ）の正面断面図に示すように、梁７６では、貫通孔１４の周辺に位置する部分の燃え止まり層２０の厚さを、他の部分の燃え止まり層２０よりも厚くしている。すなわち、貫通孔１４周辺の燃え止まり層２０を層厚としている。図１２（ａ）には、貫通孔１４の周辺に位置する部分の燃え止まり層２０の厚さをモルタル部材７４の分だけ内側に厚くしている例が示されている。
【００４６】
次に、第４の実施形態の作用と効果について説明する。図１２（ａ）の正面断面図に示すように、梁７６では、熱吸収性を有する燃え止まり層２０により、貫通孔１４へ進入しようとする熱が貫通孔１４の入口部で吸収されるので、貫通孔１４へ進入する熱を低減することができる。また、貫通孔１４の周辺の燃え止まり層２０の厚さを厚くすることにより、貫通孔１４へ進入しようとする熱を貫通孔１４の入口部で効果的に吸収することができる。貫通孔１４の径が大きい場合に特に有効となる。
【００４７】
以上、第４の実施形態について説明した。なお、第４の実施形態では、貫通孔１４の周辺に位置する部分の燃え止まり層２０の厚さをモルタル部材７４の分だけ内側に厚くしている例を示したが、貫通孔１４の周辺に位置する部分の燃え止まり層２０の厚さが、他の部分の燃え止まり層２０よりも厚ければよい。例えば、図１２（ｂ）の正面断面図に示すように、貫通孔１４の周辺に位置する部分の燃え止まり層２０の厚さをモルタル部材７４の分だけ外側に厚くしてもよいし、図１２（ｃ）の正面断面図に示すように、貫通孔１４の周辺に位置する部分の燃え止まり層２０の厚さをモルタル部材７４の分だけ外側に厚くして、このモルタル部材７４の外面が燃え代層２２の左右側面２６、２４と面一になるようにしてもよい。
【００４８】
また、第４の実施形態では、第１の実施形態で示した梁１０を構成する貫通孔１４の周辺に位置する燃え止まり層２０の厚さを厚くした例を示したが、第４の実施形態は、第２及び第３の実施形態に適用することができる。すなわち、梁４２、５６、６６を構成する貫通孔１４の周辺に位置する燃え止まり層２０の厚さを厚くしてもよい。
【００４９】
以上、第１〜第４の実施形態について説明した。なお、第１〜第４の実施形態では、木製部材としての梁本体１２を、梁心材１８、燃え止まり層２０、及び燃え代層２２によって構成された３層構造の部材とした例を示したが、梁本体は、梁心材１８と燃え代層２２とを有していればよい。例えば、図１３の正面断面図に示す梁７８のように、梁心材１８と、梁心材１８の側面と下面とを取り囲む燃え代層２２とによって梁本体８０が構成された２層構造の部材としてもよい。
【００５０】
梁７８では、火災が発生したときに、火炎が燃え代層２２に着火し、燃え代層２２が燃焼する。そして、燃焼した燃え代層２２は炭化する。これにより、燃え代層２２の外側から内側（梁心材１８）への熱伝達と酸素供給とを炭化した燃え代層が遮断し、火災（加熱）時及び火災（加熱）終了後における梁心材１８の温度上昇を抑制することができ、梁心材１８を燃焼させずに燃え止まらせることができる。なお、燃え止まり効果を発揮できる燃え代層２２の厚さ（例えば、４０ｍｍ程度）を確保できれば、梁心材１８と燃え代層２２とは、異なる材料によって形成してもよいし、同じ材料によって形成してもよい。すなわち、梁本体８０を１本の木材によって構成し、この梁本体８０の表層を燃え代層２２としてもよい。
【００５１】
また、第１〜第４の実施形態では、燃え止まり部（管部材１６、ウール状部材５８、熱発泡性部材６８）を、梁本体１２の内部（燃え止まり層２０の内側）に配置した例を示したが、図１４の正面断面図に示す梁８２のように、木製部材としての梁本体１２を貫通するように燃え止まり部を配置してもよい。図１４では、貫通孔１４の周囲全域に鋼管６０が設けられている。そして、梁本体１２を貫通するように形成された貫通孔８４（中間部分が貫通孔３６によって構成されている）の内面と、鋼管６０の外面との間にウール状部材５８を詰め込んで燃え止まり部を形成している。このようにすれば、梁８２の施工が完了した後に貫通孔１４を形成した場合においても、燃え止まり部（ウール状部材５８）を設けることができる。
【００５２】
梁８２は、例えば、図１５（ａ）、（ｂ）の正面断面図に示す手順によって組み立てる。まず、図１５（ａ）に示すように、貫通孔８４へ、この貫通孔８４と略等しい長さの鋼管６０を挿入する。そして、梁本体１２の左右側面から鋼管６０の左右端部が突出しないようにして、貫通孔３６内へ鋼管６０を配置する。次に、図１５（ｂ）に示すように、貫通孔８４の内面と、鋼管６０の外面との間にウール状部材５８を詰め込んで燃え止まり部を形成する。図１５に示した組み立て手順において、燃え止まり層２０及び燃え代層２２は、貫通孔３６に鋼管６０を配置した後に、取り付けるようにしてもよい。
【００５３】
また、第１〜第４の実施形態では、構造部材を梁（梁１０、４２、５６、６６、７６）とした例を示したが、これらの構造部材の構成は、梁、壁、梁や壁以外の構造部材全般に適用することができる。図１６の側断面図には、第１の実施形態で示した梁１０の構成を、構造部材として壁８６に適用した例が示されている。また、第１〜第４の実施形態で示した構造部材（梁１０、４２、５６、６６、７６）に形成された貫通孔１４は、さまざまな用途に用いることができる。例えば、設備配管、設備配線、空調ダクト等を貫通孔１４へ通して配置することができる。
【００５４】
また、第１〜第４の実施形態では、木製部材を梁本体１２とした例を示したが、木製部材は、木製の梁心材１８を有するものであればよい。例えば、第１〜第４の実施形態で示した梁１０、４２、５６、６６、７６のように、木製部材を、一般木材によって形成された部材（板部材３０）、及びモルタルによって形成された部材（板部材３２）によって構成された燃え止まり層と、木製の梁心材とを有する梁本体としてもよいし、図１７、１８の正面断面図に示す梁８８、９０のように、木製の梁心材１８の内部に形鋼９２を配置したものであってもよい。
【００５５】
図１７に示す梁８８では、貫通孔１４が、梁８８の右側面９４から左側面９６へ、梁心材１８、形鋼９２のウェブ９８、梁心材１８をこの順に貫通している。また、図１８に示す梁９０では、梁心材１８の側面と下面とに難燃層１００が形成されており、貫通孔１４が、梁９０の右側面９４から左側面９６へ、難燃層１００、梁心材１８、形鋼９２のウェブ９８、梁心材１８、難燃層１００をこの順に貫通している。
【００５６】
また、第１〜第４の実施形態では、孔径が５０〜１００ｍｍ程度の貫通孔１４を梁１０、４２、５６、６６、７６に形成した例を示したが、これ以上の大きさの径（例えば、梁せいの１／３程度の径）の貫通孔１４に対しても耐火性を発揮することができる。なお、貫通孔１４を形成することによる貫通孔１４周囲の強度低下が懸念される場合には、適宜、さまざまな方法で貫通孔１４に構造補強を施す。例えば、図１９、２０の正面断面図に示すような補強方法を用いてもよいし、梁１０、４２、５６、６６、７６の両側面に、貫通孔１４と連通する貫通孔が形成された鋼板等の補強プレートを固定してもよい。
【００５７】
図１９では、貫通孔１４へ補強用の鋼管１０２を嵌入して接着固定し、貫通孔１４の周辺に設けられて梁本体１２を鉛直方向に貫通するボルト１０４によって、梁本体１２を鉛直方向に締め付けている。図２０では、梁本体１２に斜めに挿入され平行に配置された一対の鉄筋１０６、１０８が、貫通孔１４を挟み込むようにして設けられている。
【００５８】
また、第１〜第４の実施形態では、燃え止まり層２０が、梁心材１８の側面と下面とを取り囲むように配置され、燃え代層２２が、燃え止まり層２０の側面と下面とを取り囲むように配置されている例を示したが、燃え止まり層２０は、梁心材１８の外周を取り囲むように配置してもよいし、燃え代層２２は、梁心材１８の外周を取り囲むように配置された燃え止まり層２０の外周を取り囲むように配置してもよい。
【００５９】
また、第１〜第４の実施形態では、貫通孔１４の周囲に燃え止まり部（管部材１６、ウール状部材５８、熱発泡性部材６８）を設けた例を示したが、「貫通孔１４の周囲」とは、図１の管部材１６、及び図９の熱発泡性部材６８のように、貫通孔１４の内面を形成するように設けられている場合と、図４の管部材１６、及び図６のウール状部材５８のように、貫通孔１４の内面から離れた周辺に設けられている場合とが含まれる。
【００６０】
また、第１〜第４の実施形態で示した燃え止まり部（管部材１６、ウール状部材５８、熱発泡性部材６８）を複数重ねて設けるようにしてもよい。この場合、同種の燃え止まり部を複数重ねて設けるようにしてもよいし、異種の燃え止まり部を複数重ねて設けるようにしてもよい。例えば、梁本体１２を貫通するように第１の燃え止まり部を配置し、この第１の燃え止まり部の外面よりも外側かつ梁本体１２の内部（燃え止まり層２０の内側）に第２の燃え止まり部を配置してもよい。
【００６１】
以上、第１〜第４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４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】
【００６２】
１０、４２、４８、５６、６６、７６、７８、８２、８８、９０ 梁（構造部材）
１２、８０ 梁本体（木製部材）
１４ 貫通孔
１６、４６ 管部材（燃え止まり部）
１８ 梁心材（荷重支持部）
２０ 燃え止まり層
２２ 燃え代層
５８ ウール状部材（燃え止まり部）
６８ 熱発泡性部材（燃え止まり部）
８６ 壁（構造部材）
【特許請求の範囲】
【請求項１】
木製部材と、
前記木製部材を貫通する貫通孔と、
前記貫通孔の周囲に設けられた燃え止まり部と、
を有する構造部材。
【請求項２】
前記木製部材は、
前記木製部材の表層を構成する木製の燃え代層と、
前記燃え代層の内側に配置された燃え止まり層と、
前記燃え止まり層の内側に配置された木製の荷重支持部と、
を有する請求項１に記載の構造部材。
【請求項３】
前記燃え止まり層は、熱吸収性を有するとともに前記貫通孔が貫通し、
該貫通孔の周辺の前記燃え止まり層は、層厚となっている請求項２に記載の構造部材。
【請求項１】
木製部材と、
前記木製部材を貫通する貫通孔と、
前記貫通孔の周囲に設けられた燃え止まり部と、
を有する構造部材。
【請求項２】
前記木製部材は、
前記木製部材の表層を構成する木製の燃え代層と、
前記燃え代層の内側に配置された燃え止まり層と、
前記燃え止まり層の内側に配置された木製の荷重支持部と、
を有する請求項１に記載の構造部材。
【請求項３】
前記燃え止まり層は、熱吸収性を有するとともに前記貫通孔が貫通し、
該貫通孔の周辺の前記燃え止まり層は、層厚となっている請求項２に記載の構造部材。
【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】
【公開番号】特開２０１３−１１３０６０（Ｐ２０１３−１１３０６０Ａ）
【公開日】平成２５年６月１０日（２０１３．６．１０）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１１−２６２７４５（Ｐ２０１１−２６２７４５）
【出願日】平成２３年１１月３０日（２０１１．１１．３０）
【出願人】（０００００３６２１）株式会社竹中工務店 (1,669)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２５年６月１０日（２０１３．６．１０）
【国際特許分類】
【出願日】平成２３年１１月３０日（２０１１．１１．３０）
【出願人】（０００００３６２１）株式会社竹中工務店 (1,669)
【Ｆターム（参考）】
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