JP4365447B1 - ハニカム建築構造体及びその点検方法 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】ハニカム建築構造体は、最大の第1フレームからなり露出面全体が耐火被覆で覆われたメインフレームと、第2フレームから最小の第nフレームまでからなるサブフレームとを備え、少なくとも第nフレームが点検のためのセンサ部として耐火被覆で覆われていない非被覆部分を有する。六角形フレーム内の、より小さい各フレームのセンサ部に損傷が有るか無いかを点検する第1ステップと、より小さいフレームの全てに損傷が無いときは、その六角形フレームの点検を不要と決定する第2ステップと、より小さいフレームの少なくとも1つに損傷が有るときは、損傷の有るフレームの交換を決定すると共に、その六角形フレームの点検を必要と決定する第3ステップを有する点検方法である。
【選択図】図2A
Description
本発明によるハニカム構造体は、互いに相似形であって最大の第1フレームから最小の第nフレームまでのn種類(nは2以上)の六角形フレームを組合せ、ハニカム状に接合することにより構築されている。このハニカム建築構造体は、複数の第1フレームをハニカム状に接合して形成されかつその露出面全体が耐火被覆で覆われたメインフレームと、各第1フレームの内側にそれぞれ配置され、第2フレームから第nフレームまでのn−1種類の複数の六角形フレームをハニカム状に接合して形成されたサブフレームとを備える。例えば、n=2の場合、サブフレームの六角形フレームは、1種類のみ(第2フレームのみ)からなる。また例えば、n=3の場合、サブフレームの六角形フレームは、2種類からなる。そして、サブフレームにおける少なくとも第nフレーム(すなわち最小の六角形フレーム)が、損傷の有無を点検するためのセンサ部として、耐火被覆で覆われていない非被覆部分を有することを特徴とする。
第1ステップでは、前記第nフレームを内側に直接接合した六角形フレーム毎に、該直接接合された第nフレームの各々のセンサ部に損傷が有るか無いかを点検する。
第2ステップでは、前記第1ステップにおいて、前記直接接合された全ての第nフレームに損傷が無いときは、その六角形フレームの点検を不要と決定する。
第3ステップでは、前記第1ステップにおいて、前記直接接合された第nフレームのうち少なくとも1つに損傷が有るときは、該損傷の有る第nフレームの交換を決定すると共に、その六角形フレームの点検を必要と決定する。
第1ステップでは、3個の第2フレームを内側に直接接合した第1フレーム毎に、該直接接合された各第2フレームのセンサ部に損傷が有るか無いかを点検する。
第2ステップでは、上記第1ステップにおいて、1つの第1フレームの内側に直接接合された全ての第2フレームに損傷が無いときは、その第1フレームの点検を不要と決定する。
第3ステップでは、上記第1ステップにおいて、1つの第1フレームの内側に直接接合された第2フレームのうち少なくとも1つに損傷が有るときは、該損傷の有る第2フレームの交換を決定すると共に、その第1フレームの点検を必要と決定する。
第1ステップでは、3個の第3フレームを内側に直接接合した第2フレーム毎に、該直接接合された各第3フレームのセンサ部に損傷が有るか無いかを点検する。
第2ステップでは、上記第1ステップにおいて、1つの第2フレームの内側に直接接合された全ての第3フレームに損傷が無いときは、その第2フレームの点検を不要と決定する。
第3ステップでは、上記第1ステップにおいて、1つの第2フレームの内側に直接接合された第3フレームのうち少なくとも1つに損傷が有るときは、該損傷の有る第3フレームの交換を決定すると共に、その第2フレームの点検を必要と決定する。
第4ステップでは、上記第3ステップにおいて点検を必要とされた第2フレームを内側に直接接合した第1フレーム毎に、該点検を必要とされた各第2フレームのセンサ部に損傷が有るか無いかを点検する。
第5ステップでは、上記第4ステップにおいて、上記点検を必要とされた全ての第2フレームに損傷が無いときは、その第1フレームの点検を不要と決定する。
第6ステップでは、上記第4ステップにおいて、上記点検を必要とされた第2フレームのうち少なくとも1つに損傷が有るときは、該損傷の有る第2フレームの交換を決定すると共に、その第1フレームの点検を必要と決定する。
第1ステップでは、3個の第2フレーム及び3個の第3フレームを内側に直接接合した第1フレーム毎に、該直接接合された各第2フレーム及び各第3フレームのセンサ部に損傷が有るか無いかを点検する。
第2ステップでは、上記第1ステップにおいて、1つの第1フレームの内側に直接接合された全ての第2フレーム及び第3フレームに損傷が無いときは、その第1フレームの点検を不要と決定する。
第3ステップでは、上記第1ステップにおいて、1つの第1フレームの内側に直接接合された第2フレーム及び第3フレームのうち少なくとも1つに損傷が有るときは、該損傷の有る第2フレーム又は第3フレームの交換を決定すると共に、その第1フレームの点検を必要と決定する。
第1ステップでは、3個の第3フレームを内側に直接接合した第2フレーム毎に、該直接接合された各第3フレームのセンサ部に損傷が有るか無いかを点検する。
第2ステップでは、上記第1ステップにおいて、1つの第2フレームの内側に直接接合された全ての第3フレームに損傷が無いときは、その第2フレームの点検を不要と決定する。
第3ステップでは、上記第1ステップにおいて、1つの第2フレームの内側に直接接合された第3フレームのうち少なくとも1つに損傷が有るときは、該損傷の有る第3フレームの交換を決定すると共に、その第2フレームの点検を必要と決定する。
第1ステップでは、3個の第3フレームを内側に直接接合した第1フレーム毎に、該直接接合された各第3フレームのセンサ部に損傷が有るか無いかを点検する。
第2ステップでは、上記第1ステップにおいて、1つの第1フレームの内側に直接接合された全ての第3フレームに損傷が無いときは、その第1フレーム及びその第1フレーム内の各第2フレームの点検を不要と決定する。
第3ステップでは、上記第1ステップにおいて、1つの第2フレームの内側に直接接合された第3フレームのうち少なくとも1つに損傷が有るときは、該損傷の有る第3フレームの交換を決定すると共に、その第1フレーム及びその第1フレーム内の各第2フレームの点検を必要と決定する。
メインフレームが単独で長期負荷を負担可能に構造設計されている場合は、サブフレームは、基本的に長期負荷を負担する必要がなく、短期負荷(地震力や風圧力等)を補強的に負担すればよい。この場合、サブフレームを構成する六角形フレーム(第2〜第nフレーム)に耐火被覆は不要である。
メインフレームが単独で長期負荷を負担可能に構造設計されていない場合は、サブフレームが長期負荷の一部を負担しかつ短期負荷も補強負担するように構造設計されている。この場合、サブフレームのうちで最も大きい第2フレームが長期負荷の一部を負担するので、第2フレームについては、その露出面全体を耐火被覆で覆わなければならない。
サブフレームにおいて、第3フレームより小さい六角形フレームについては、長期負荷を負担することはないので、常に耐火被覆は不要である。
・ステップ94:上記ステップ93で"点検必要"とされた第1フレームHaの耐火被覆を除去し、目視にて点検する。異常の無いことを確認して、点検を終了する。
この試験体は、実寸の1/4縮小モデルである(以下の耐力試験における各試験体も同様)。
第1フレームHaの寸法は、次の通りである。
La1=1174mm、La2=148mm、La3=100mm、
ウェブ厚さ=6mm、フランジ厚さ=9mm
第2フレームHbの寸法は、次の通りである。
Lb1=483mm、Lb2=100mm、Lb3=100mm、
ウェブ厚さ=6mm、フランジ厚さ=8mm
図示の加力方向の矢印のように、水平方向に正負の変位を、変位量が次第に増大するようにサイクル的に載荷した。この間、継続的に荷重を計測すると共に損傷経過を観測した。この試験方法は、後述する別のタイプの試験体についても同様である。
図12Bは、荷重変形曲線を示すグラフである。表1は、Bタイプ試験体の損傷経過を示している。表1の各番号は、各損傷箇所に対し、損傷した順に付している。図12Aに、各損傷箇所を同じ番号で示している。図12Bのグラフにも同じ番号を示している。
図12B及び表1に示すように、Bタイプユニットでは、第2フレームHbが先に損傷し、その後、第1フレームHaが損傷した。
この結果から、Bタイプユニットにおいては、第1フレームHaが破壊する前に必ず第2フレームHbが破壊することが確認された。
第1フレームHa及び第2フレームHbの寸法は、上記のBタイプユニットと同じである。第3フレームHcの寸法は、次の通りである。
Lc1=180mm、Lc2=50mm、Lc3=100mm、
ウェブ厚さ=6mm、フランジ厚さ=8mm
図13Bは、荷重変形曲線を示すグラフである。表2は、Cタイプ試験体の損傷経過を示している。表2の各番号は、各損傷箇所に対し、損傷した順に付している。図13Aに各損傷箇所を同じ番号で示している。図13Bのグラフにも同じ番号を示している。
図13B及び表2に示すように、Cタイプユニットでは、先ず第3フレームHcが損傷し、次に第2フレームHbが損傷し、最後に第1フレームHaが損傷した。なお、表2に記載されている"塗装の亀裂"は、本質的な破壊ではない。
この結果から、Cタイプユニットにおいては、第1フレームHaが破壊する前に必ず第2フレームHbが破壊し、第2フレームHbが破壊する前に必ず第3フレームHcが破壊することが確認された。
第1フレームHa及び第2フレームHbの寸法は、上記のBタイプユニットと同じである。挿入フレームHdの寸法は、次の通りである。
Ld1=240mm、Ld2=50mm、Ld3=100mm、
ウェブ厚さ=6mm、フランジ厚さ=8mm
図14Bは、荷重変形曲線を示すグラフである。表3は、Dタイプ試験体の損傷経過を示している。表3の各番号は、各損傷箇所に対し、損傷した順に付している。図14Aに各損傷箇所を同じ番号で示している。図14Bのグラフにも同じ番号を示している。
図14B及び表3に示すように、Dタイプユニットでは、先ず第2フレームHb及び挿入フレームHdが破壊し、次に第1フレームHaが破壊した。
この結果から、Dタイプユニットにおいては、第1フレームHaが破壊する前に必ず第2フレームHb又は挿入フレームHdが破壊することが確認された。
Ix(k-1)>Ix(k) (k=2,..n,n≧2)
上式のIx(k-1)は、第k−1フレーム(相対的に大きい方の六角形フレーム)を形成する構造部材の強軸の断面2次モーメントであり、Ix(k)は、第kフレーム(相対的に小さい方の六角形フレーム)を形成する構造部材の強軸の断面2次モーメントである。図15は、構造部材がH型鋼である場合の強軸を示す図である。H型鋼では、ウェブに垂直なx軸の断面2次モーメントが大きく、x軸が強軸となる。
ISO−834に準拠した1時間載荷加熱試験を行った。
図16Bは、耐火試験結果を示すグラフであり、横軸は時間を、縦軸は温度を示す。実線が試験体温度であり、破線は炉内温度である。試験体温度は、500℃以下に留まっており、十分な耐火性能を有することが、確認された。この耐火試験の結果から、サブフレームを構成する六角形フレームに耐火被覆を設けなくとも、構造体全体の耐火性能を確保できることが裏付けられた。これは、サブフレームを構成する六角形フレームは露出させたままでよいことを意味し、すなわち、損傷の有無を点検するためのセンサフレームとして利用できることを意味する。
100 メインフレーム
Sb Bタイプユニットのサブフレーム
Sc Cタイプユニットのサブフレーム
Sd Dタイプユニットのサブフレーム
Ha 第1フレーム
Hb 第2フレーム
Hc 第3フレーム
Hd 挿入フレーム
FC 耐火被覆
Claims (14)
- 互いに相似形であって最大の第1フレームから最小の第nフレームまでのn種類(nは2以上)の六角形フレームを組合せ、ハニカム状に接合することにより構築されたハニカム建築構造体であって、
複数の第1フレームをハニカム状に接合して形成されかつその露出面全体が耐火被覆で覆われたメインフレームと、
各第1フレームの内側にそれぞれ配置され、第2フレームから第nフレームまでのn−1種類の複数の六角形フレームをハニカム状に接合して形成されたサブフレームとを備え、
前記サブフレームにおける少なくとも前記第nフレームが、損傷の有無を点検するためのセンサ部として耐火被覆で覆われていない非被覆部分を有することを特徴とするハニカム建築構造体。 - 前記n種類の六角形フレームにおいて、より大きい六角形フレームを形成する構造部材の強軸の断面2次モーメントが、より小さい六角形フレームを形成する構造部材の強軸の断面2次モーメントよりも大きいことを特徴とする請求項1に記載のハニカム建築構造体。
- 前記サブフレーム(Sb)は、第1フレーム(Ha)の内側に配置された3個の第2フレーム(Hb)から形成され、かつ、各第2フレームが前記センサ部として耐火被覆で覆われていない非被覆部分を有することを特徴とする請求項2に記載のハニカム建築構造体。
- 前記サブフレーム(Sc)は、第1フレーム(Ha)の内側に配置された3個の第2フレーム(Hb)、及び、各第2フレーム(Hb)の内側にそれぞれ配置された3個の第3フレーム(Hc)から形成され、かつ、各第2フレーム及び各第3フレームが前記センサ部として耐火被覆で覆われていない非被覆部分を有することを特徴とする請求項2に記載のハニカム建築構造体。
- 前記サブフレーム(Sd)は、第1フレーム(Ha)の内側に配置された3個の第2フレーム(Hb)、及び、該第1フレーム(Ha)と各第2フレーム(Hb)との間の空間にそれぞれ配置された3個の第3フレーム(Hd)から形成され、かつ、各第2フレーム及び各第3フレームが前記センサ部として耐火被覆で覆われていない非被覆部分を有することを特徴とする請求項2に記載のハニカム建築構造体。
- 前記サブフレーム(Sb)は、第1フレーム(Ha)の内側に配置された3個の第2フレーム(Hb)、及び、各第2フレーム(Hb)の内側にそれぞれ配置された3個の第3フレーム(Hc)から形成されると共に、各第2フレーム(Hb)の露出面全体が耐火被覆(FC)で覆われており、かつ、各第3フレームが前記センサ部として耐火被覆で覆われていない非被覆部分を有することを特徴とする請求項2に記載のハニカム建築構造体。
- 前記サブフレーム(Sd)は、第1フレーム(Ha)の内側に配置された3個の第2フレーム(Hb)、及び、第1フレーム(Ha)と各第2フレーム(Hb)との間の空間にそれぞれ配置された3個の第3フレーム(Hd)から形成されると共に、各第2フレーム(Hb)の露出面全体が耐火被覆(FC)で覆われており、かつ、各第3フレーム(Hd)が前記センサ部として耐火被覆で覆われていない非被覆部分を有することを特徴とする請求項2に記載のハニカム建築構造体。
- ハニカム建築構造体における損傷の有無を点検する方法であって、
前記ハニカム建築構造体は、互いに相似形であって最大の第1フレームから最小の第nフレームまでのn種類(nは2以上)の六角形フレームを組合せ、ハニカム状に接合することにより構築されており、複数の第1フレームにより形成されかつその露出面全体が耐火被覆で覆われたメインフレームと、各第1フレームの内側にそれぞれ配置され、第2フレームから第nフレームまでのn−1種類の複数の六角形フレームにより形成されたサブフレームとを備え、該サブフレームにおける少なくとも第nフレームが点検のためのセンサ部として耐火被覆で覆われていない非被覆部分を有しており、
(a)前記第nフレームを内側に直接接合した六角形フレーム毎に、該直接接合された第nフレームの各々のセンサ部に損傷が有るか無いかを点検する第1ステップと、
(b)前記第1ステップにおいて、前記直接接合された全ての第nフレームに損傷が無いときは、その六角形フレームの点検を不要と決定する第2ステップと、
(c)前記第1ステップにおいて、前記直接接合された第nフレームのうち少なくとも1つに損傷が有るときは、該損傷の有る第nフレームの交換を決定すると共に、その六角形フレームの点検を必要と決定する第3ステップとを有することを特徴とするハニカム建築構造体の点検方法。 - 前記n種類の六角形フレームにおいて、より大きい六角形フレームを形成する構造部材の強軸の断面2次モーメントが、より小さい六角形フレームを形成する構造部材の強軸の断面2次モーメントよりも大きいことを特徴とする請求項8に記載のハニカム建築構造体の点検方法。
- ハニカム建築構造体における損傷の有無を点検する方法であって、
前記ハニカム建築構造体は、互いに相似形である大きい方の第1フレームと小さい方の第2フレームの2種類の六角形フレームを組合せ、ハニカム状に接合することにより構築されており、複数の第1フレームにより形成されかつその露出面全体が耐火被覆で覆われたメインフレームと、各第1フレームの内側にそれぞれ配置されかつ3個の第2フレームにより形成されたサブフレームとを備え、該サブフレームにおける各第2フレームが点検のためのセンサ部として耐火被覆で覆われていない非被覆部分を有しており、
(a)3個の第2フレームを内側に直接接合した第1フレーム毎に、該直接接合された各第2フレームのセンサ部に損傷が有るか無いかを点検する第1ステップと、
(b)前記第1ステップにおいて、1つの第1フレームの内側に直接接合された全ての第2フレームに損傷が無いときは、その第1フレームの点検を不要と決定する第2ステップと、
(c)前記第1ステップにおいて、1つの第1フレームの内側に直接接合された第2フレームのうち少なくとも1つに損傷が有るときは、該損傷の有る第2フレームの交換を決定すると共に、その第1フレームの点検を必要と決定する第3ステップとを有することを特徴とする請求項9に記載のハニカム建築構造体の点検方法。 - ハニカム建築構造体における損傷の有無を点検する方法であって、
前記ハニカム建築構造体は、互いに相似形である最大の第1フレーム、中間の第2フレーム及び最小の第3フレームの3種類の六角形フレームを組合せ、ハニカム状に接合することにより構築されており、複数の第1フレームにより形成されかつその露出面全体が耐火被覆で覆われたメインフレームと、各第1フレームの内側にそれぞれ配置された3個の第2フレーム及び各第2フレームの内側にそれぞれ配置された3個の第3フレームにより形成されたサブフレームとを備え、該サブフレームにおける各第2フレーム及び各第3フレームが点検のためのセンサ部として耐火被覆で覆われていない非被覆部分を有しており、
(a)3個の第3フレームを内側に直接接合した第2フレーム毎に、該直接接合された各第3フレームのセンサ部に損傷が有るか無いかを点検する第1ステップと、
(b)前記第1ステップにおいて、1つの第2フレームの内側に直接接合された全ての第3フレームに損傷が無いときは、その第2フレームの点検を不要と決定する第2ステップと、
(c)前記第1ステップにおいて、1つの第2フレームの内側に直接接合された第3フレームのうち少なくとも1つに損傷が有るときは、該損傷の有る第3フレームの交換を決定すると共に、その第2フレームの点検を必要と決定する第3ステップと、
(d)前記第3ステップにおいて点検を必要とされた第2フレームを内側に直接接合した第1フレーム毎に、該点検を必要とされた各第2フレームのセンサ部に損傷が有るか無いかを点検する第4ステップと、
(e)前記第4ステップにおいて、前記点検を必要とされた全ての第2フレームに損傷が無いときは、その第1フレームの点検を不要と決定する第5ステップと、
(f)前記第4ステップにおいて、前記点検を必要とされた第2フレームのうち少なくとも1つに損傷が有るときは、該損傷の有る第2フレームの交換を決定すると共に、その第1フレームの点検を必要と決定する第6ステップとを有することを特徴とする請求項9に記載のハニカム建築構造体の点検方法。 - ハニカム建築構造体における損傷の有無を点検する方法であって、
前記ハニカム建築構造体は、互いに相似形である最大の第1フレーム、中間の第2フレーム及び最小の第3フレームの3種類の六角形フレームを組合せ、ハニカム状に接合することにより構築されており、複数の第1フレームにより形成されかつその露出面全体が耐火被覆で覆われたメインフレームと、各第1フレームの内側にそれぞれ配置された3個の第2フレーム及び該第1フレームと各第2フレームとの間の空間にそれぞれ配置された3個の第3フレームにより形成されたサブフレームとを備え、該サブフレームにおける各第2フレーム及び各第3フレームが点検のためのセンサ部として耐火被覆で覆われていない非被覆部分を有しており、
(a)3個の第2フレーム及び3個の第3フレームを内側に直接接合した第1フレーム毎に、該直接接合された各第2フレーム及び各第3フレームのセンサ部に損傷が有るか無いかを点検する第1ステップと、
(b)前記第1ステップにおいて、1つの第1フレームの内側に直接接合された全ての第2フレーム及び第3フレームに損傷が無いときは、その第1フレームの点検を不要と決定する第2ステップと、
(c)前記第1ステップにおいて、1つの第1フレームの内側に直接接合された第2フレーム及び第3フレームのうち少なくとも1つに損傷が有るときは、該損傷の有る第2フレーム又は第3フレームの交換を決定すると共に、その第1フレームの点検を必要と決定する第3ステップとを有することを特徴とする請求項9に記載のハニカム建築構造体の点検方法。 - ハニカム建築構造体における損傷の有無を点検する方法であって、
前記ハニカム建築構造体は、互いに相似形である最大の第1フレーム、中間の第2フレーム及び最小の第3フレームの3種類の六角形フレームを組合せ、ハニカム状に接合することにより構築されており、複数の第1フレームにより形成されかつその露出面全体が耐火被覆で覆われたメインフレームと、各第1フレームの内側にそれぞれ配置された3個の第2フレーム及び各第2フレームの内側にそれぞれ配置された3個の第3フレームにより形成されたサブフレームとを備え、該サブフレームにおける各第2フレームの露出面全体が耐火被覆で覆われると共に、各第3フレームが点検のためのセンサ部として耐火被覆で覆われていない非被覆部分を有しており、
(a)3個の第3フレームを内側に直接接合した第2フレーム毎に、該直接接合された各第3フレームのセンサ部に損傷が有るか無いかを点検する第1ステップと、
(b)前記第1ステップにおいて、1つの第2フレームの内側に直接接合された全ての第3フレームに損傷が無いときは、その第2フレームの点検を不要と決定する第2ステップと、
(c)前記第1ステップにおいて、1つの第2フレームの内側に直接接合された第3フレームのうち少なくとも1つに損傷が有るときは、該損傷の有る第3フレームの交換を決定すると共に、その第2フレームの点検を必要と決定する第3ステップとを有することを特徴とする請求項9に記載のハニカム建築構造体の点検方法。 - ハニカム建築構造体における損傷の有無を点検する方法であって、
前記ハニカム建築構造体は、互いに相似形である最大の第1フレーム、中間の第2フレーム及び最小の第3フレームの3種類の六角形フレームを組合せ、ハニカム状に接合することにより構築されており、複数の第1フレームにより形成されかつその露出面全体が耐火被覆で覆われたメインフレームと、各第1フレームの内側にそれぞれ配置された3個の第2フレーム及び該第1フレームと各第2フレームとの間の空間にそれぞれ配置された3個の第3フレームにより形成されたサブフレームとを備え、該サブフレームにおける各第2フレームの露出面全体が耐火被覆で覆われると共に、各第3フレームが点検のためのセンサ部として耐火被覆で覆われていない非被覆部分を有しており、
(a)3個の第3フレームを内側に直接接合した第1フレーム毎に、該直接接合された各第3フレームのセンサ部に損傷が有るか無いかを点検する第1ステップと、
(b)前記第1ステップにおいて、1つの第1フレームの内側に直接接合された全ての第3フレームに損傷が無いときは、その第1フレーム及びその第1フレーム内の各第2フレームの点検を不要と決定する第2ステップと、
(c)前記第1ステップにおいて、1つの第2フレームの内側に直接接合された第3フレームのうち少なくとも1つに損傷が有るときは、該損傷の有る第3フレームの交換を決定すると共に、その第1フレーム及びその第1フレーム内の各第2フレームの点検を必要と決定する第3ステップとを有することを特徴とする請求項9に記載のハニカム建築構造体の点検方法。
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