JP3120358U - 鉄鋼材の耐火被覆構造 - Google Patents

Abstract

【課題】施工性が良く、衛生面・環境面が良好で、化粧仕上げが可能である建築物の構造用の鉄鋼材の耐火被覆構造を提供する。
【解決手段】鉄鋼材２に無機系の硬質の耐火材３が被覆された耐火被覆構造において、耐火板３を貫通する固定ピン５が、その先端を鉄鋼材２の表面に溶接固定されるともに、後端に抜け止め部が設けられていることを特徴とする。
【選択図】図１

Description

本考案は、建造物の構造用の鉄鋼材をケイ酸カルシウム板、石膏ボート、ＡＬＣ、セメント板等の無機系の硬質の耐火板で被覆する耐火被覆構造に関するものである。

従来、建造物の梁や柱などの構造用鉄鋼材に耐火被覆を施す耐火被覆構造として、
（イ）鉄鋼材にケイ酸カルシウム板、石膏ボード、ＡＬＣ、セメント板等の無機系の硬質の耐火板を取り付けた構造、
（ロ）鉄鋼材に湿式・半乾式ロックウールを吹き付けた構造、或いは、
（ハ）鉄鋼材に無機繊維を主材とする耐火材を溶接ピン等で取り付けた構造（例えば、特開平１−２９０８４７号、特開平２−３０８０４６号、特開平９−１３７５２４号）等が知られている。

しかしながら、鉄鋼材に上記無機系の硬質の耐火板を取り付けた構造（イ）は、衛生面及び環境面が良好で化粧仕上げも可能であるが、無機系の硬質の耐火板を鉄鋼材に取り付ける上で、無機系接着剤で貼着したり、金具を用いて取り付けたり、耐火材や鋼材等で形成されたリブ材を予め鉄鋼材に取り付けておいて、該リブ材に無機系の硬質の耐火板を釘やビス等で取り付ける等の必要があり、施工に手間を要する場合がある。

特に、梁用のＨ形鋼に耐火板を被覆する場合では、図１４に示すように、Ｈ形鋼２の上フランジ部２ｂにコンクリート床１等が接することが多く、残りの三面を耐火被覆することになる。この場合、耐火板をリブ材や金具を用いないでウェブ部に無機系の硬質の耐火板を確実に固定することは困難であり、施工には必ずリブ材４や取付金具（不図示）を用いて無機系の硬質の耐火板３をＨ形鋼２に取り付ける必要があり、手間を要しコストアップにつながっていた。

また、湿式・半乾式ロックウールを吹き付けた構造（ロ）は、複雑な形状のものや不定形なものに適用しやすいが、被覆厚や比重の管理が困難であり、また、吹き付け材の飛散は公害の一因となるし、養生に時間を要するといった問題がある。

更に、鉄鋼材に無機繊維を主材とする耐火材を溶接ピン等で取り付けた構造（ハ）は、施工しやすいものの、化粧仕上げ等が出来ず、人目につく見えがかり部の見栄えが良くないといった問題がある。

本考案は上記問題に鑑み、施工性が良く、衛生面・環境面が良好で、化粧仕上げが可能である建築物の構造用の鉄鋼材の耐火被覆構造を提供することを目的としてなされたものである。

本考案者は、上記課題を解決するべく鋭意研究を重ねた結果、ケイ酸カルシウム板、石膏ボード、ＡＬＣ、セメント板等の無機系の硬質の耐火板で鉄鋼材を被覆する耐火被覆構造に、溶接ピンによる取付構造を導入することにより、上記目的を達成できることを見出し、ついに本考案を完成するに至った。即ち、本考案は下記の鉄鋼材の耐火被覆構造に係わるものである。

（１）鉄鋼材に無機系の硬質の耐火材が被覆された耐火被覆構造において、前記耐火板を貫通する固定ピンが、その先端を鉄鋼材表面に溶接固定されるともに後端に抜け止め部が設けられることによって、鉄鋼材に前記耐火板が被覆されていることを特徴とする鉄鋼材の耐火被覆構造。

（２）前記抜け止め部は、前記固定ピンの後端を折り曲げることによって形成されていることを特徴とする上記（１）記載の鉄鋼材の耐火被覆構造。

（３）鉄鋼材が梁用のＨ形鋼であり、ウェブ部を被覆する耐火板が少なくとも下フランジに前記固定ピンで固定されていることを特徴とする上記（１）又は（２）に記載の鉄鋼材の耐火被覆構造。

（４）前記無機系の硬質の耐火板が、ケイ酸カルシウム板であることを特徴とする上記（ｌ）〜（３）の何れかに記載の鉄鋼材の耐火被覆構造。

（５）鉄鋼材に無機系の硬質の耐火材が被覆された耐火被覆構造において、前記耐火材は、後端に抜け止め部を有する固定ピンを前記耐火材に貫通させ且つ該固定ピンの先端を鉄鋼材表面に溶接することによって鉄鋼材に固定されており、前記固定ピンが溶接される面と耐火材との間にクッション材が介在されていることを特徴とする耐火被覆構造。

建築物の構造用の鉄鋼材の耐火被覆に、無機系の硬質の耐火板を鉄鋼材に固定する構造が固定ピンによる溶接止めを含むことを特徴とする本考案の構造を導入することにより、簡便で安価に施工でき、衛生・環境面が良好で、化粧仕上げも可能な鉄鋼材の耐火被覆が得られる。

本考案に係る鉄鋼材の耐火被覆構造の好ましい実施形態について、以下に図１〜１３を参照して説明する。図１〜６、及び図１１〜１３は、梁用の鉄鋼材を耐火被覆した例を示す縦断面図であり、図７〜１０は柱用の鉄鋼材を耐火被覆した例を示す縦断面図である。なお、全図を通し、同様の構成部分には同符号を付した。

本考案構造では、図１に示すように、無機系の硬質の耐火板３に固定ピン５を貫通させ、固定ピン５の先端を鉄鋼材２に押し当てながら溶接ガン（不図示）によって固定ピン５の先端を鉄鋼材２に溶接止めしている。

図１に示す例では、鉄鋼材２は梁用のＨ形鋼であり、上下のフランジ部２ｂ、２ｃの小口部分に固定ピン５が溶接止めされ、それによって鉄鋼材２の両側面に耐火板３が固定されている。また、鉄鋼材２の下面に固定される耐火板３も、固定ピン５を貫通させてその先端を溶接ガンにより鉄鋼材２の下フランジ部２ｃに溶接止めすることにより、固定されている。

鉄鋼材２底面の耐火板３は、上記固定ピンを用いずに、図２に示すように、側面の耐火板３に耐火材用の釘６によって止めることもできる。

なお、耐火板３と接する上フランジ部２ｂの小口部分はコンクリート床のコンクリートのノロが被っている場合があり、そのままでは固定ピンによる溶接止めが困難なため、ノロを取り除いて溶接止めを行うことが好ましい。

ノロの除去作業を省くため、上フランジ部２ｂの小口部分への前記固定ピンの溶接に代えて、図１２、１３に示すように、後端に抜け止め部を備えていない固定ピン５を上フランジ部２ａの内側面に溶接ガンにて先付けしておいて、その固定ピン５を鉄鋼材２の側面に固定される耐火板３の方向へ図示の如く折り曲げ、折り曲げられた固定ピン５の後端に耐火板３を押しつけて固定ピン５を刺し通した後、その後端に抜け止め部７を取り付けて固定することもできるほか、図３〜６に示すように、リブ材４を無機系接着剤等で鉄鋼材２に接着させ、耐火板３からリブ材４に釘６を打って釘止めすることもできる。なお、図１２，１３に示す上フランジ部２ａに溶接する固定ピン５は、予め曲げられているものを溶接しても良い。

図３〜６に示す例では、ウェブ部２ａを被覆する側面の耐火板３が固定ピン５の先端溶接止めを用いて下フランジ部２ｃに固定されているので、リブ材４は、図示例のように、従来の様なリブ材４（図１４）より簡略なもので十分であり、耐火板３を固定すると言うよりも、むしろ鉄鋼材長手方向に隣り合う側板用の耐火板３の段差（不陸）を調整するという意味合いで補助的に用いられるものである。また、下フランジ部２ｃに取り付ける底板用の耐火板３については、図３〜図６に示すように側面の耐火板３に釘６によって止めても良いし、図示しないが、図１で示したのと同様にして底板用の耐火板に固定ピンを貫通させてその先端を下フランジ部に溶接止めしても良い。

また、図１３に示すように、下フランジ部２ｃに固定ピン５を先付けする場合に、固定ピン５を下フランジ２ｃの小口部分ではなく内側面に溶接ガンで溶接し、固定ピン５の後端を耐火板３の方向へ折り曲げて設置することもできる。

耐火被覆される鉄鋼材が柱用の鉄鋼材である場合は、図７及び図８に示すように、鉄鋼材２の４面を覆う全ての耐火板３に固定ピン５を貫通させてその先端を図外の溶接ガンにより溶接止めすることによって固定することができるし、或いは、図９及び図１０に示すように、対向配置される耐火板３を固定ピン５の溶接止めによって鉄鋼材２に固定し、残り２面の耐火板３を固定ピン５によって固定された耐火板３に耐火材用の釘６によって固定することもできる。

また、図１１に示すように、耐火板３と接し且つ固定ピン５が溶接される鉄鋼材２の面の少なくとも一部に、クッション材１０を接着剤等で設置することができる。この場合は、固定ピン５が溶接される際のピン先端の溶融による長さの減少度合のばらつき等に基づく耐火板３のがたつきがクッション材１０で調節されて、耐火板３をがたつきなくより確実に固定できると共に、固定ピン５を耐火板３に貫通させた際に耐火板３の裏面が鉄鋼材側に部分的にめくれ上がり、それが鉄鋼材面に付着して溶接不良を起こすことも、クッション材１０を介することで鉄鋼材面と耐火板の間に隙間ができて、上記めくれ上がりが鉄鋼材面に付着することを防止でき、より確実に耐火板を固定できるので好ましい。このようなクッション材１０としては、例えば、スポンジゴム、発泡ゴム、ロックウール、グラスウール、セラミックファイバー等で形成したシート又はフェルト状のものを使用することができ、該シート又はフェルト状のものの一方面に粘着層を設けたものを用いることもできる。

本考案で使用する無機系の硬質の耐火板３には、セラミックファイバーやロックウールなどの無機繊維以外よりなる無機系の硬質の耐火板が利用でき、具体的には既存のケイ酸力ルシウム板、石膏ボード、ＡＬＣ、セメント板等を用いることができ、セメント板には通常のセメント板のほかにロックウール、ガラス繊維、パルプ等の繊維質材料が含まれる繊維混入セメント板、パーライトが混入されたセメント板、ひる石が混入されたセメント板、スラグが混入されたセメント板、木毛が混入されたセメント板、木片が混入されたセメント板、アルミナセメント発泡成形板、これらのものが複合されたセメント板なども含まれる。なお、これらの中で耐火性等の観点からケイ酸カルシウム板が優れていて特に好ましい。また、上記無機系の硬質の耐火板の比重及び厚さは用途に応じて適宜選択すれば良いが、通常比重は０．０５〜２程度であり、厚さは１００ｍｍ以下であり、持ち運びしても容易に割れない程度の（ハンドリング可能な）機械的強度を有するものであれば、比重が軽くて厚さが薄いものほど固定ピンによる溶接止め施工がしやすいため好ましい。

上記固定ピン５及び溶接ガン（図示せず）は公知のものや市販のものを利用できる。例えば、固定ピンとしては、鉄鋼材に無機繊維を主材とする耐火材を固定する固定ピンであって例えば特開平１−２９０８４７号公報、特開平２−３０８０４６号公報、特開平９−１３７５２４号公報に開示されている固定ピンの様な先端が針状や刃状になったもので、ピンの後端に耐火板を保持するための抜け止め部が設けてあるものが使用できる。なお、抜け止め部は固定ピンの棒状の軸部分に予め一体に設けてあっても良いし、後から軸部分にボタンワッシャー（例えば、タイルメント社製のボタンワッシャー）等の抜け止め部を取り付けることも可能であり、あるいは軸部分を折り曲げて抜け止め部としても良い。

なお、無機繊維を主材とする耐火材を固定する際に用いられる固定ピンは、耐火材が繊維質で隙間が多く固定ピンより外れやすいので、抜け止め部をある程度大きなものにする必要があり、さらに化粧仕上げを行う上では目立つので問題であったが、本考案被覆構造では化粧仕上げの観点から抜け止め部の小さな固定ピンが使用できるよう、耐火被覆材として無機系の硬質の耐火板を採用することにより、耐火板が緻密であるので、抜け止め部を小さくしても耐火板が固定ピンより外れる心配がなく、抜け止め部の小さな固定ピンを好適に用いることができるようになった。例えば、釘および釘状のものが利用できる。また、抜け止め部の形状が凹型の皿形であってその凹底部にピン（軸部）が固定されているものを用いた場合は左記抜け止め部が耐火板に食い込んで耐火板をより強固に保持することができる。

前記溶接ガンは固定ピンを鋼材表面に押し当てて溶接できるものであればいずれのものも使用できる。なお、溶接ガンが前記公開特許に示される様な固定ピンの先端が鉄鋼材表面の酸化膜あるいは塗料膜の絶縁層を貫通して溶接可能な部分まで進入できるように、溶接時にピンを押圧回転させたり、ピンに押打力を与えるものであれば、より確実に溶接ができるので好ましい。また、耐火板に固定ピンを貫通させる方法は手でねじ込んでも良いし、工具や装置を用いて貫通させても良い。

更に、固定ピンの抜け止め部が耐火板に埋没するように、予め耐火板の表面に抜け止め部の大きさに合わせて深さ２〜３ｍｍ程度の座堀りをして、そこへ固定ピンを導入し耐火板を貫通させ、鉄鋼材に固定した後、固定ピンの抜け止め部が埋没した耐火板の凹部をパテ等の充填材で埋めて、その後の化粧仕上げを実施しやすくすることもできる。

本考案に係る耐火被覆構造の一実施形態を示す縦断面図である。 本考案に係る耐火被覆構造の一実施形態を示す縦断面図である。 本考案に係る耐火被覆構造の一実施形態を示す縦断面図である。 本考案に係る耐火被覆構造の一実施形態を示す縦断面図である。 本考案に係る耐火被覆構造の一実施形態を示す縦断面図である。 本考案に係る耐火被覆構造の一実施形態を示す縦断面図である。 本考案に係る耐火被覆構造の一実施形態を示す縦断面図である。 本考案に係る耐火被覆構造の一実施形態を示す縦断面図である。 本考案に係る耐火被覆構造の一実施形態を示す縦断面図である。 本考案に係る耐火被覆構造の一実施形態を示す縦断面図である。 本考案に係る耐火被覆構造の一実施形態を示す縦断面図である。 本考案に係る耐火被覆構造の一実施形態を示す縦断面図である。 本考案に係る耐火被覆構造の一実施形態を示す縦断面図である。 従来の耐火被覆構造を示す縦断面図である。

符号の説明

１ コンクリート床
２ 鉄鋼材（Ｈ形鋼、角形鋼）
３ 耐火板（ケイ酸カルシウム板）
４ リブ材
５ 固定ピン
６ 釘
７ 抜け止め部

Claims (5)

1. 鉄鋼材に無機系の硬質の耐火材が被覆された耐火被覆構造において、
   前記耐火板を貫通する固定ピンが、その先端を鉄鋼材表面に溶接固定されるともに、後端に抜け止め部が設けられていることを特徴とする鉄鋼材の耐火被覆構造。
2. 前記抜け止め部は、前記固定ピンの後端を折り曲げることによって形成されていることを特徴とする請求項１記載の鉄鋼材の耐火被覆構造。
3. 鉄鋼材が梁用のＨ形鋼であり、ウェブ部を被覆する耐火板が少なくとも下フランジに前記固定ピンで固定されていることを特徴とする請求項１又は２に記載の鉄鋼材の耐火被覆構造。
4. 前記無機系の硬質の耐火板が、ケイ酸カルシウム板であることを特徴とする請求項ｌ〜３の何れかに記載の鉄鋼材の耐火被覆構造。
5. 鉄鋼材に無機系の硬質の耐火材が被覆された耐火被覆構造において、
   前記耐火材は、後端に抜け止め部を有する固定ピンを前記耐火材に貫通させ且つ該固定ピンの先端を鉄鋼材表面に溶接することによって鉄鋼材に固定されており、
   前記固定ピンが溶接される面と耐火材との間にクッション材が介在されていることを特徴とする耐火被覆構造。

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