JP7308136B2 - 耐火木製構造材 - Google Patents

Description

木材は、火災時に外部から加熱されると表面が燃えて炭化層が形成される、この炭化層が木材の表面に均一に形成されると木材内部への熱の侵入が抑制され、木材内部の構造的な劣化が抑制される。この特性を利用し、柱や梁等に使用する木材を太くし、燃焼後の木材の内部に長期荷重を支持し得る健全な断面が確保されるように、木材の表面に、燃えて炭化層を形成すべき所定の厚みの燃えしろを設ける技術が知られている。このような燃えしろを設けた構造材等を主要構造部に用いて、木造建築物を準耐火建築物とすることも行われている。

木材や木材と他の材料との複合材の表面に燃えしろを設けて、耐火材の部材を得る技術は種々提案されており、例えば、特許文献１には、荷重を受ける長尺且つ矩形横断面の構造部と該構造部の横断面周囲をその全長に亘って被覆する被覆部と、構造部と被覆部の間に層状に介在する絶縁部とを含んで構成される木製建築部材が提案されている。また、特許文献２及び３には、長期荷重を支持するに足り木材等からなる荷重支持層の外側に燃えどまり層を設け、さらにその外側に、所定の燃えしろ厚さを有する木材からなる燃えしろ層を設けた構造材が提案されている。また、特許文献４には、木質荷重支持部の周囲に耐火材層と、空気層と、燃え代木材層とが外側に向かって順に積層されている木質耐火部材が提案されている。

特開２００７－４６２８６号公報 特開２００５－３６４５７号公報 特開２００５－４８５８５号公報 特開２０１８－１４５６５４号公報

特許文献１～３の構造材においては、構造部（特許文献２及び３における荷重支持部）の周囲を覆う絶縁部（特許文献２及び３における燃えどまり層）の外側面と、被覆部（特許文献２及び３における燃えしろ層）の内側面とが接するように該被覆部が配されている。つまり、絶縁部の外側面と被覆部の内側面とが直接接している。そのため、例えば絶縁部を構造部に接合するための接着剤や釘等の影響により、該絶縁部の外側面に不陸が発生した場合に、絶縁部の外側に被覆部を設計どおりに固定することが困難となる。また、絶縁部の外側面に発生した不陸に起因して、該絶縁部の外側に配された被覆部の外側面にも不陸が発生し、構造材全体の美観が損なわれる恐れがある。

特許文献４の木質耐火部材において、空気層は耐火材層と燃え代木材層との間に密閉されているため、例えば該木質耐火部材を用いて建築物を施工している間に雨等により木質荷重支持部が濡れてしまった場合に、該木質耐火部材が乾燥しにくい。

ところで、例えば柱と梁との接合構造において、例えば、荷重支持部は柱勝ちとし、燃えしろ層は梁勝ちとする等、荷重支持部と燃えしろ層とで柱と梁との勝ち負けを逆転させることにより、該接合構造は荷重支持部と燃えしろ層で端部を異なる位置に設けることができ、火災の時に仮に燃えしろ層の端部から燃えこんでも荷重支持部の端部や接合金物に火熱が到達し難くすることができたり、燃えしろ層の端部納まりは荷重支持部の接合方法に寄らずに決めることができて美観に優れた外観を選択し易くすることができる。しかしながら、特許文献１～４の何れにも、荷重支持部と燃えしろ層とで柱と梁との勝ち負けを逆転させることや、構造体どうしの接合構造の美観を向上させることについて何ら記載も示唆もない。

本発明の目的は、荷重支持部を乾燥した状態に保ち易く、製造や改修が容易であり、美観に優れた耐火木製構造材を提供することにある。また、本発明の目的は、美観に優れた構造体どうしの接合構造を提供することにある。

本発明は、木製の荷重支持部と、横断面の一方向における前記荷重支持部の両側を被覆する不燃性の第１被覆部材と、前記一方向における第１被覆部材それぞれの外側に、第１被覆部材との間に隙間を有するようにスペーサーを介して固定された木製の燃えしろ層と、前記一方向に直交する直交方向における前記荷重支持部の片側又は両側を被覆する第２被覆部材とを有する耐火木製構造材であって、前記直交方向における第２被覆部材を有する前記片側又は両側における、第１被覆部材それぞれの外面側に不燃性の角部補強部材が配されており、前記角部補強部材は、第１被覆部材の外面に一部又は全部を重ねた状態に且つ前記直交方向において前記荷重支持部の一端から一部が延出した状態に配されており、前記角部補強部材が、前記隙間の前記一方向長さを部分的に狭めているか、該隙間を部分的に無くしている、耐火木製構造材を提供することにより、上記目的を達成したものである。

また、本発明は、垂直材である第１の構造材と水平材である第２の構造材とが十字状に接合されている構造材の接合構造であって、第１の構造材及び第２の構造材は、それぞれ、荷重支持部、横断面の一方向における前記荷重支持部の両側を被覆する不燃性の第１被覆部材、及び前記一方向における第１被覆部材それぞれの外側に配された燃えしろ層を備え、第１又は第２の構造材の何れか一方の構造材の前記荷重支持部の軸方向に沿う側面に、他方の構造材の前記荷重支持部の軸方向の端部が接合されており、且つ前記他方の構造材の前記燃えしろ層の軸方向に延在する面に、前記一方の構造材の前記燃えしろ層の軸方向の端部が接合されている、構造材の接合構造を提供することにより、上記目的を達成したものである。

本発明によれば、荷重支持部を乾燥した状態に保ち易く、製造や改修が容易であり、美観に優れた耐火木製構造材を提供することができる。また、本発明によれば、美観に優れた構造体どうしの接合構造を提供することができる。

図１（ａ）は、本発明の耐火木製構造材の好ましい第１実施形態を示す横断面図であり、図１（ｂ）は、図１（ａ）の要部拡大図である。 図２（ａ）は、図１に示す耐火木製構造材の分解斜視図であり、図２（ｂ）は、図１に示す耐火木製構造材におけるスペーサーが存在しない部分の横断面図である。 図３（ａ）及び（ｂ）は、図１に示す耐火木製構造材の変形例を示す横断面図である。 図４（ａ）は、本発明の耐火木製構造材の好ましい第２実施形態を示す横断面図であり、図１（ａ）相当図である。図４（ｂ）は、図４（ａ）に示す耐火木製構造材の変形例を示す横断面図である。 図５（ａ）は、本発明の耐火木製構造材の好ましい第３実施形態を示す横断面図であり、図１（ａ）相当図である。図５（ｂ）は、図５（ａ）に示す耐火木製構造材の変形例を示す横断面図である。 図６は、本発明の構造材の接合構造の好ましい第１実施形態を示す斜視図である。 図７（ａ）は、図６に示す構造材の接合構造における第２の構造材の軸方向に沿う断面図である。図７（ｂ）は、図６に示す構造材の接合構造の変形例を示す断面図であり、図７（ａ）相当図である。 図８（ａ）及び（ｂ）は、図６に示す構造材の接合構造の別の変形例を示す断面図であり、図７（ａ）相当図である。 図９は、本発明の構造材の接合構造の好ましい第２実施形態を示す斜視図であり、図６相当図である。 図１０（ａ）は、図９に示す構造材の接合構造における第２の構造材の軸方向に沿う断面図である。図１０（ｂ）は、図９に示す構造材の接合構造の変形例を示す断面図であり、図１０（ａ）相当図である。 図１１（ａ）及び（ｂ）は、図９に示す構造材の接合構造の別の変形例を示す断面図であり、図１０（ａ）相当図である。

以下、本発明をその好ましい実施形態に基づき図面を参照しながら説明する。
図１及び図２に、本発明の耐火木製構造材の好ましい第１実施形態である耐火木製構造材１を示す。耐火木製構造材１は、例えば木造建築物の梁として使用される構造用の角材である。耐火木製構造材１は、木製の荷重支持部２と、第１被覆部材３と、木製の燃えしろ層５と、第２被覆部材７と、不燃性の角部補強部材８とを有している。

荷重支持部２は、荷重支持部２単独で、固定荷重、積載荷重、積雪荷重の長期に生ずる荷重（長期荷重）に対して構造耐力上安全であるようにその断面設計がなされている。斯かる断面設計は公知である。

第１被覆部材３は、耐火木製構造材１の横断面の一方向Ｘにおける荷重支持部２の両側を被覆している。第１実施形態において、第１被覆部材３は、Ｘ方向と直交する直交方向Ｙにおける両端が、荷重支持部２のＹ方向における両端と一致しており、Ｙ方向の全域に亘って該荷重支持部２を被覆している。第１被覆部材３はねじ等により荷重支持部２の側面に固定することができる。第１実施形態において、第１被覆部材３は２枚の板状部材を重ね合わせた積層体からなる。積層体を構成する各板状部材は、複数の部材を目地材１３により繋ぎ合わせて構成されていてもよい（図２（ａ）参照）。また、第１被覆部材３は、３枚以上の板状部材を重ね合わせた積層体であってもよい。積層体は、該積層体を構成する板状部材間が、予め接着剤等により接合されていてもよいし、接合されていなくてもよい。積層体は、該積層体を構成する板状部材間を接着すると共に又は接着することなく、荷重支持部２等の被固定部材に固定してもよい。後述する第２被覆部材７及び角部補強部材８が積層体からなる場合も同様である。
尚、本発明において、第１被覆部材は、複数の板状部材を重ね合わせた積層体からなる必要は必ずしも無く、１枚の板状部材であってもよい。

燃えしろ層５は、Ｘ方向における第１被覆部材３それぞれの外側に、第１被覆部材３との間に隙間６を有するようにスペーサー４を介して固定されている。燃えしろ層５の厚みＰは、公知の燃えしろ設計に基づいて設定することができる。燃えしろ設計は、長期構造耐力や地震時等の短期構造耐力に対して必要な断面に、所定の燃えしろ分を足す設計手法であり、防耐火性能上の非損傷性（火災加熱を受けても建物を支える荷重に耐えたまま、崩壊しない性能）を荷重支持部２により確保した上で、その周囲に、要求される耐火性能に応じた厚みの燃えしろ層を設ける設計である。例えば、１時間の準耐火性能に対しては４５ｍｍの木材被覆を設ける燃えしろ設計が行われている。

木材の一般的な炭化速度は約０．６ｍｍ／分であるため、燃えしろ層５の厚みＰは、該燃えしろ層５に１時間の耐火性能を付与する観点から、好ましくは３６ｍｍ以上、より好ましくは４５ｍｍ以上である。燃えしろ層５の厚みＰは、該燃えしろ層５を２時間の耐火性能を付与する観点から、好ましくは７２ｍｍ以上であり、より好ましくは９０ｍｍ以上である。燃えしろ層５の厚みＰは、該燃えしろ層５に３時間の耐火性能を付与する観点からは、好ましくは１０８ｍｍ以上であり、より好ましくは１３５ｍｍ以上である。

第１実施形態において、スペーサー４は、荷重支持部２の軸方向Ｚ及びＹ方向に間欠的に配されている。
また、第１実施形態において、スペーサー４はビス１１により荷重支持部２及び第１被覆部材３に固定されており、燃えしろ層５はビス１２によりスペーサー４に固定されている（図１（ｂ）参照）。燃えしろ層５を固定するビス１２の先端は荷重支持部２まで達していないことが、該ビス１２が熱橋となることを防ぐ観点から好ましい。また、第１実施形態においては、燃えしろ層５に座彫り加工を施し、前記ビス１２が燃えしろ層５の外面５ａから突出しないようにすることが好ましい。

第２被覆部材７は、Ｙ方向における荷重支持部２の片側を被覆している。第１実施形態において、第２被覆部材７は、荷重支持部２の一端２ｅ及び第１被覆部材３の一端３ｅと対向する面７ａを有している。また、第２被覆部材７は、Ｘ方向における荷重支持部２の両端２ｈから延出し、その延出方向の先端面７ｂが、後述する角部補強部材８の角部補強部材延出部８１と対向する第２被覆部材延出部７１を有している。また第１実施形態において、第２被覆部材７は、２枚の板状部材を重ね合わせた積層体からなる。また、第２被覆部材７は、３枚以上の板状部材を重ね合わせた積層体であってもよい。尚、本発明において、第２被覆部材は、複数の板状部材を重ね合わせた積層体からなる必要は必ずしも無く、１枚の板状部材であってもよい。

角部補強部材８は、Ｙ方向における第２被覆部材７を有する片側における、第１被覆部材３それぞれの外面３ａ側に配されている。角部補強部材８はねじ等により第１被覆部材３の外面３ａに固定することができる。第１実施形態において、角部補強部材８は２枚の板状部材を重ね合わせた積層体からなる。積層体を構成する各板状部材は、複数の部材を目地材１３により繋ぎ合わせて構成されている（図２（ａ）参照）。また、角部補強部材８は、３枚以上の板状部材を重ね合わせた積層体であってもよい。尚、角部補強部材８を構成する各板状部材は、目地材１３により繋ぎ合わせられている必要は必ずしも無く、該板状部材の端部どうしを突き合わせた状態であってもよい。
本発明において、角部補強部材は、複数の板状部材を重ね合わせた積層体からなる必要は必ずしも無く、１枚の板状部材であってもよい。

角部補強部材８は、第１被覆部材３の外面３ａに一部を重ねた状態に且つＹ方向において荷重支持部２の一端２ｅから一部８１が延出した状態に配されている（図１（ｂ）参照）。ここで、重ねた状態とは、角部補強部材８と第１被覆部材３とが重なった部分を有している状態を意味し、角部補強部材８と第１被覆部材３とが当接している状態のみならず、角部補強部材８と第１被覆部材３とが離間している状態も含む。第１実施形態において、角部補強部材８と第１被覆部材３とは当接している。また、第１実施形態において、角部補強部材８は、第１被覆部材３の一端３ｅからも延出している。角部補強部材８における荷重支持部２の一端２ｅ及び第１被覆部材３の一端３ｅから延出した前記一部８１が角部補強部材延出部８１である。

角部補強部材８と第１被覆部材３とが重なっている部分の長さＷは、該重なっている部分における耐火性能を向上させる、且つ、重なり部分を留め付けるねじ等が角部補強部材８や第１被覆部材３を割らずに施工できるよう十分に端空きを確保する観点から、好ましくは３０ｍｍ以上であり、より好ましくは８０ｍｍ以上である（図１（ｂ）参照）。

また、角部補強部材８は、第１被覆部材３と燃えしろ層５との隙間６のＸ方向の長さＬを部分的に狭めている。より具体的には、角部補強部材８が配されている部分においては、前記隙間６の前記長さＬが、角部補強部材８の厚さＤの分だけ狭くなっている。第１実施形態において、角部補強部材８と燃えしろ層５との間には隙間６が存在している。尚、角部補強部材８と燃えしろ層５との間には隙間が存在していなくてもよい。つまり、角部補強部材８は、角部補強部材８と燃えしろ層５との間の隙間を部分的に無くしていてもよい。

角部補強部材８が存在していない部分における前記隙間６のＸ方向の長さＬ１は、荷重支持部２を乾燥させやすくする観点、及び燃えしろ層５が第１被覆部材３の外面３ａの不陸の影響を受けにくくする観点から、好ましくは１０ｍｍ以上であり、より好ましくは４５ｍｍ以上である（図１（ｂ）参照）。

角部補強部材８が存在している部分における前記隙間６のＸ方向の長さＬ２は、荷重支持部２を乾燥させやすくする観点、及び燃えしろ層５が第１被覆部材３の外面３ａの不陸の影響を受けにくくする観点から、好ましくは１ｍｍ以上１０ｍｍ以下であり、より好ましくは１ｍｍ以上３ｍｍ以下である（図１（ｂ）参照）。前記長さＬ２は、角部補強部材８の外面８ａから燃えしろ層５の内面５ｂまでの長さである。

第１実施形態の耐火木製構造材１によれば、燃えしろ層５が、第１被覆部材３に、該第１被覆部材３との間に隙間６を有するようにスペーサー４を介して固定されているため、第１被覆部材３の外面３ａに不陸が生じている場合であっても、燃えしろ層５を設計通りに第１被覆部材３の外側に固定しやすい。例えば、スペーサー４自体の厚みを調整したり、スペーサー４を荷重支持部２に固定しているビス１１の締め具合を調整したりすることにより、複数のスペーサー４の外面４ａを面一とした上で、燃えしろ層５を固定することができる。また、燃えしろ層５を固定するビス１２の締め具合を調整することで、燃えしろ層５の外面５ａの傾きを調整してもよい。このように、第１実施形態の耐火木製構造材１によれば、第１被覆部材３の外面３ａの状態によらず、容易に燃えしろ層５を固定することができるため、該耐火木製構造材１を容易に製造することができる。また、耐火木製構造材１において、燃えしろ層５は、第１被覆部材３にスペーサー４を介して固定されているため、該燃えしろ層５を耐火木製構造材１から容易に取り外すことができ、耐火木製構造材１を容易に改修することができる。

また、第１実施形態の耐火木製構造材１によれば、上述のように、スペーサー４自体の厚みを調整したり、スペーサー４を荷重支持部２に固定しているビス１１の締め具合を調整したり、燃えしろ層５を固定するビス１２の締め具合を調整したりすることにより、燃えしろ層５の外面５ａを面一とし易いため、美観に優れた耐火木製構造材１を製造し易い。

また、耐火木製構造材１は、上述のように、燃えしろ層５と第１被覆部材３との間に隙間６を有しているため、荷重支持部２を乾燥した状態に保ち易い。この点について詳述すると、例えば雨等により荷重支持部２や第１被覆部材３、第２被覆部材７、角部補強部材８が濡れた場合であっても、荷重支持部２から蒸発した水分が前記隙間６を介して空気中に拡散され易い。また、耐火木製構造材１を用いて建築物を施工している最中に雨等が降ってきた場合であっても、図２（ｂ）に示すように、水分は、矢印Ｒに沿って前記隙間６を通り抜けることができるようになっている。このように、第１実施形態の耐火木製構造材１によれば、荷重支持部２や第１被覆部材３、第２被覆部材７、角部補強部材８を乾燥した状態に保ち易い。

また、第１実施形態の耐火木製構造材１において、第２被覆部材７は、角部補強部材８における、Ｙ方向において荷重支持部２の一端２ｅから延出した部分、すなわち角部補強部材延出部８１間に配されている（図１参照）。これにより、荷重支持部２の角は、第１被覆部材３の一端３eが熱で収縮して荷重支持部２の一端２ｅから離間しても、第2被覆部材７と角部補強部材８で覆われるため熱が伝わり難くなる。
尚、第１実施形態においては、第１被覆部材３が、Ｙ方向において荷重支持部２の一端２ｅから延出した部分を有しており、第２被覆部材７は、第１被覆部材３における前記延出部分間に配されていてもよい（図３（ｂ）参照）。この場合、第１被覆部材３の一端３ｅと、角部補強部材８の一端８ｅとは、Ｙ方向において一致していてもよいし、一致していなくてもよい。

また、第１実施形態の耐火木製構造材１において、第２被覆部材７は、上述のように、荷重支持部２の一端２ｅ及び第１被覆部材３の一端３ｅと対向する面７ａと第２被覆部材延出部７１とを有しているため、例えば火災時等に、耐火木製構造材１の角部１６が加熱された場合であっても、荷重支持部２に熱が伝わりにくくなっている。この点について詳述すると、第２被覆部材延出部７１の先端面７ｂと角部補強部材延出部８１とが対向しているため、Ｙ方向の外側（図１（ｂ）中下側）からの熱及びＸ方向の外側（図１（ｂ）中の右側）からの熱を防ぐことができるようになっている。

第１実施形態の耐火木製構造材１においては、第２被覆部材７の外面７ｃ側に厚みが２５ｍｍ以上の木材からなる板材が配されていないことが好ましい。これにより、耐火木製構造材１を用いた建築物において、第２被覆部材７の外面７ｃ側の空間を広くとることができる。第２被覆部材７の外面７ｃ側の空間には、例えば、照明や配線などを配置することができる。第２被覆部材７の外面７ｃ側の空間を広くとる観点からは、第２被覆部材７の外面７ｃ側に木材からなる板材が配されていないことがより好ましい。

第２被覆部材７は、第１被覆部材３及び角部補強部材８に比して熱収縮しにくい材であることが好ましい。これにより、例えば火災時に第１被覆部材３や角部補強部材８が熱収縮した場合であっても、第２被覆部材延出部７１の先端面７ｂと角部補強部材延出部８１との間に隙間ができることを防ぎ、荷重支持部２に熱が伝わり易くなることを防ぐことができる。

また、第１被覆部材３及び角部補強部材８は、第２被覆部材７に比して耐水性に優れる材であることが好ましい。これにより、水分が第１被覆部材３及び角部補強部材８に接触した場合であっても、水分が荷重支持部２に到達することを防ぐことができる。

第１実施形態において、燃えしろ層５は、クロス・ラミネーテッド・ティンバー（ＣＬＴ）、集成材、単板積層材（ＬＶＬ）、合板、製材、パーティクルボード（ＰＢ）、中密度繊維板（ＭＤＦ）からなる群から選択される材料で形成することができ、これらの中でも、幅広で長スパンの材料の製造が容易で、かつ大規模な木造建築で美観を担保し易い観点から、クロス・ラミネーテッド・ティンバー（ＣＬＴ）、集成材、単板積層材（ＬＶＬ）、合板又は製材からなる群から選択される材料で形成することが好ましい。ＣＬＴや集成材は、断面が長方形状のラミナを、該長方形の頂点どうしを重ねるようにして、Ｙ方向に複数積層したものなどであってもよい。

また、第１被覆部材３としては、石膏ボード、耐水石膏ボード、繊維混入ケイ酸カルシウム板、ＡＬＣ板、木片セメント板、木毛セメント板、窯業系サイディング、モルタル、難燃木材等を用いることができ、耐火性能の観点から、石膏ボード、耐水石膏ボード、繊維混入ケイ酸カルシウム板を用いることが好ましい。

また、スペーサー４としては、木材や鋼製材、ステンレス鋼製材等を用いることができ、熱による変形のしにくさの観点から、木材を用いることが好ましい。

角部補強部材８としては、石膏ボード、耐水石膏ボード、繊維混入ケイ酸カルシウム板、ＡＬＣ板、木片セメント板、木毛セメント板、窯業系サイディング、モルタル、難燃木材等を用いることができ、耐火性能の観点から、石膏ボード、耐水石膏ボード、繊維混入ケイ酸カルシウム板を用いることが好ましい。角部補強部材８を構成する材料と、第１被覆部材３を構成する材料とは、同じであってもよいし、異なっていてもよい。

第２被覆部材７としては、繊維混入ケイ酸カルシウム板、石膏ボード、耐水石膏ボード、ＡＬＣ板、木片セメント板、木毛セメント板、窯業系サイディング、モルタル、難燃木材等を用いることができ、熱収縮を抑える観点から、繊維混入ケイ酸カルシウム板を用いることが好ましい。

図３（ａ）及び（ｂ）に第１実施形態の耐火木製構造材１の変形例を示す。図３（ａ）に示す耐火木製構造材１においては、Ｙ方向における第２被覆部材７を有する片側において、燃えしろ層５が、角部補強部材８の一端８ｅよりも延出している。図３（ｂ）に示す耐火木製構造材１においては、第１被覆部材３が、Ｙ方向において荷重支持部２の一端２ｅから延出した部分３１を有しており、第１被覆部材３の一端３ｅと、角部補強部材８の一端８ｅとは、Ｙ方向において一致している。また、角部補強部材８は、第１被覆部材３の外面３ａに全部を重ねた状態に配されている。また、第２被覆部材７は、第１被覆部材３における前記延出部分３１間に配されている。

次に、本発明の耐火木製構造材の好ましい第２及び第３実施形態の耐火木製構造材１Ｂ，１Ｃについて説明する。第２及び第３実施形態については、第１実施形態と異なる点について主として説明し、同様の構成部分は同一の符号を付して説明を省略する。特に説明しない点は、第１実施形態についての説明が適宜適用される。

図４（ａ）に、第２実施形態の耐火木製構造材１Ｂを示す。耐火木製構造材１Ｂにおいては、第２被覆部材７の外面７ｃ側に、木材からなる板材１７が配されている。該板材１７は厚みＨが２５ｍｍ未満である。図４（ａ）に示す耐火木製構造材１Ｂにおいては、Ｙ方向における燃えしろ層５の一端５ｅが、板材１７の内面１７ａに当接している。
図４（ｂ）に、耐火木製構造材１Ｂの変形例を示す。図４（ｂ）に示す耐火木製構造材１Ｂにおいては、Ｘ方向における板材１７の先端面１７ｂが、Ｙ方向における燃えしろ層５の一端部に当接している。

第２実施形態の耐火木製構造材１Ｂによっても、第１実施形態の耐火木製構造材１と同様の効果が奏される。また、耐火木製構造材１Ｂにおいては、第２被覆部材７の外面７ｃ側に、厚みが２５ｍｍ未満である木材からなる板材１７が配されていることにより、燃えしろ層５と板材１７が連続したひとつの木材として見える外観を得ることが可能となっている。

板材１７の厚みＨは、板材１７自体に曲げや反りが生じ難くする点と重量が増えて荷重支持部２の負担が増えないようにする観点から、好ましくは５ｍｍ以上１２０ｍｍ以下であり、より好ましくは１２ｍｍ以上３６ｍｍ以下である（図４（ａ）参照）。

また、第２実施形態の耐火木製構造材に１Ｂにおいて、板材１７の内面１７ａと第２被覆部材７の外面７ｃとは当接していてもよいし、板材１７の内面１７ａと第２被覆部材７の外面７ｃとの間に隙間１８が形成されていてもよいが、第２被覆部材７や板材１７を乾燥状態に保つことと第２被覆部材７の不陸の影響を板材１７が影響を受けないようにする観点から、板材１７の内面１７ａと第２被覆部材７の外面７ｃとの間に隙間１８が形成されていることが好ましい。前記隙間１８のＹ方向の長さＴ、即ち、板材１７の内面１７ａから第２被覆部材７の外面７ｃまでの長さＴは、第２被覆部材７や板材１７を乾燥状態に保つことと第２被覆部材７の不陸の影響を板材１７が影響を受けないようにする観点から、好ましくは１ｍｍ以上であり、より好ましくは５ｍｍ以上である（図４（ａ）参照）。

図５（ａ）に、第３実施形態の耐火木製構造材１Ｃを示す。耐火木製構造材１Ｃは、例えば木造建築物の柱として使用される構造用の角材である。耐火木製構造材１Ｃにおいて、第２被覆部材７は、Ｙ方向における荷重支持部２の両側を被覆している。また、耐火木製構造材１Ｃにおいて、角部補強部材８は、Ｙ方向における第２被覆部材７を有する両側における、第１被覆部材３それぞれの外面３ａ側に配されている。
図５（ｂ）に、耐火木製構造材１Ｃの変形例を示す。図５（ｂ）に示す耐火木製構造材１Ｃにおいては、第２被覆部材７の外面７ｃ側に、木材からなる板材１７が配されている。該板材１７は厚みＨが２５ｍｍ未満である。
第３実施形態の耐火木製構造材１Ｃによっても、第１実施形態の耐火木製構造材１と同様の効果が奏される。

次に、本発明の構造材の接合構造の好ましい第１実施形態である構造材の接合構造１０（以下、単に接合構造１０ともいう）について説明する。接合構造１０は、図６に示すように、垂直材である第１の構造材２０と水平材である第２の構造材３０とが十字状に接合されている構造材の接合構造である。第１実施形態の接合構造１０において、第１の構造材２０は、上述した第３実施形態の耐火木製構造材１Ｃと同様の構成を有しており、第２の構造材３０は、上述した第１実施形態の耐火木製構造材１と同様の構成を有している。第１の構造材２０は、該構造材２０の横断面の一方向Ｘ１及び、該Ｘ１方向と直交する直交方向Ｙ１を有しており、第２の構造材３０は、該構造材３０の横断面の一方向Ｘ２及び、該Ｘ２方向と直交する直交方向Ｙ２を有している。第１実施形態の接合構造１０において、第１の構造材２０の一方向Ｘ１と、第２の構造材３０の一方向Ｘ２とは互いに直交している。

接合構造１０においては、第１の構造材２０の荷重支持部２の軸方向Ｚ１に沿う側面に、第２の構造材３０の荷重支持部２の軸方向Ｚ２の端部２２が接合されている。第１の構造材２０の荷重支持部２は、Ｚ１方向に沿う側面を４つ有しており、該４側面のうち何れの側面に、第２の構造材３０の荷重支持部２の端部２２が接合されていてもよい。第１実施形態の接合構造１０においては、図６及び図７（ａ）に示すように、第１の構造材２０の荷重支持部２におけるＸ１方向の両側の側面２ａ，２ｂそれぞれに、第２の構造材３０の荷重支持部２の端部２２が接合されている。接合構造１０では、第１の構造材２０の第１被覆部材３には、第１の構造材２０と第２の構造材３０との交差部（以下、単に交差部ともいう）において、第２の構造材３０の荷重支持部２の端部２２を通過させるための孔が形成されており、第２の構造材３０の荷重支持部２の端部２２は、該孔を通過した状態で、第１の構造材２０の荷重支持部２の側面２ａ，２ｂに接合されている。

また、第２の構造材３０の燃えしろ層５の軸方向Ｚ２に延在する面に、第１の構造材２０の燃えしろ層５の軸方向の端部５２が接合されている。第１実施形態の接合構造１０においては、第２の構造材３０の燃えしろ層５におけるＹ２方向の両側の側面５ｃ，５ｄそれぞれに、第１の構造材２０の燃えしろ層５の端部５２が接合されている。

第１実施形態の接合構造１０によれば、荷重支持部２どうしの接合部においては柱勝ちとし、燃えしろ層５どうしの接合部においては梁勝ちとすることができ、見かけ上、交差部を梁である第２の構造材３０が横断しているように見せることができる。このように、第１実施形態の接合構造１０によれば、荷重支持部と燃えしろ層で端部を異なる位置に設けることができ、火災の時に仮に燃えしろ層の端部から燃えこみが進んだ場合でも荷重支持部の端部や接合金物に火熱が到達し難くすることができたり、燃えしろ層の端部納まりは荷重支持部の接合方法に寄らずに決めることが可能となり、美観に優れた外観を選択し易くすることができる。

接合構造１０において、第２の構造材３０の第１被覆部材３及び角部補強部材８は、図７（ａ）に示すように、交差部を横断している。つまり、交差部において、第２の構造材３０の第１被覆部材３は、第１の構造材２０の荷重支持部２におけるＹ１方向の両側の側面２ｃ，２ｄを被覆している。第１実施形態の接合構造１０では、交差部において、第１の構造材２０の第２被覆部材７及び角部補強部材８に、第２の構造材３０の第１被覆部材３及び角部補強部材８を貫通させるための孔が形成されている。

尚、第２の構造材３０の第１被覆部材３及び角部補強部材８は、図７（ｂ）に示すように、交差部を横断していなくてもよい。図７（ｂ）に示す形態では、交差部において、第１の構造材２０の第２被覆部材及び角部補強部材８に、第２の構造材３０の第１被覆部材３及び角部補強部材８を貫通させるための孔が形成されていない。図７（ｂ）に示す形態では、第２の構造材３０の第１被覆部材３及び角部補強部材８のＺ２方向の端部３２，８２は、第１の構造材２０の角部補強部材８のＺ１方向に沿う側面８ａに当接している。

また、第１実施形態の接合構造１０においては、図８（ａ）に示すように、第１の構造材２０の一方向Ｘ１と、第２の構造材３０の一方向Ｘ２とは互いに平行であってもよい。図８（ａ）に示す形態においては、第１の構造材２０の荷重支持部２におけるＹ１方向の両側の側面２ｃ，２ｄそれぞれに、第２の構造材３０の荷重支持部２の端部２２が接合されている。また、図８（ａ）に示す形態において、第２の構造材３０の第１被覆部材３及び角部補強部材８は、交差部を横断している。図８（ａ）に示す形態では、交差部において、第１被覆部材３及び角部補強部材８は、第１の構造材２０の荷重支持部２におけるＸ１方向の両側の側面２ａ，２ｂを被覆している。図８（ａ）に示す形態では、交差部において、第１の構造材２０の第１被覆部材３及び角部補強部材８に、第２の構造材３０の第１被覆部材３及び角部補強部材８を貫通させるための孔が形成されている。

尚、第１の構造材２０の一方向Ｘ１と、第２の構造材３０の一方向Ｘ２とが互いに平行である場合も、図８（ｂ）に示すように、第２の構造材３０の第１被覆部材３及び角部補強部材８は、交差部を横断していなくてもよい。図８（ｂ）に示す形態では、交差部において、第１の構造材２０の第１被覆部材３及び角部補強部材８に、第２の構造材３０の第１被覆部材３及び角部補強部材８を貫通させるための孔が形成されていない。図８（ｂ）に示す形態では、第２の構造材３０の第１被覆部材３及び角部補強部材８のＺ２方向の端部３２，８２はそれぞれ、第１の構造材２０の第１被覆部材３のＹ１方向の端部３３、角部補強部材８のＹ１方向の端部８３に当接している。

次に、本発明の構造材の接合構造の好ましい第２実施形態の構造材の接合構造１０Ｂ（以下、単に接合構造１０Ｂともいう。）について説明する。第２実施形態については、第１実施形態と異なる点について主として説明し、同様の構成部分は同一の符号を付して説明を省略する。特に説明しない点は、第１実施形態についての説明が適宜適用される。

図９に、接合構造１０Ｂを示す。接合構造１０Ｂにおいては、第２の構造材３０の荷重支持部２の軸方向Ｚ２に沿う側面に、第１の構造材２０の荷重支持部２の軸方向Ｚ１の端部２２が接合されている。第２の構造材３０の荷重支持部２は、Ｚ１方向に沿う側面を４つ有しており、該４側面のうち何れの側面に、第１の構造材２０の荷重支持部２の端部２２が接合されていてもよい。第２実施形態の接合構造１０Ｂにおいては、第２の構造材３０におけるＹ２方向の両側の側面２ｃ，２ｄそれぞれに、第２の構造材３０の荷重支持部２の端部２２が接合されている。

また、第１の構造材２０の燃えしろ層５の軸方向Ｚ１に延在する面に、第１の構造材２０の燃えしろ層５の軸方向の端部が接合されている。第２実施形態の接合構造１０Ｂにおいては、第１の構造材２０の燃えしろ層５それぞれにおけるＸ１方向の外側の側面５ａに、第２の構造材３０の燃えしろ層５の端部５２が接合されている。

第２実施形態の接合構造１０Ｂによれば、荷重支持部２どうしの交差部においては梁勝ちとし、燃えしろ層５どうしの交差部においては柱勝ちとすることができ、見かけ上、柱である第１の構造材２０が交差部を横断しているように見せることができる。このように、第２実施形態の接合構造１０Ｂにおいても、第１実施形態の接合構造１０と同様に、該接合構造１０Ｂは荷重支持部と燃えしろ層で端部を異なる位置に設けることができ、火災の時に仮に燃えしろ層の端部から燃えこみが進んだ場合でも荷重支持部の端部や接合金物に火熱が到達し難くすることができたり、燃えしろ層の端部納まりは荷重支持部の接合方法に寄らずに決めることが可能となり、美観に優れた外観を選択し易くすることができる。

接合構造１０Ｂにおいて、第２の構造材３０の第１被覆部材３及び角部補強部材８は、図１０（ａ）に示すように、交差部を横断している。第２実施形態の接合構造１０Ｂでは、交差部において、第１の構造材２０の燃えしろ層５、第２被覆部材７及び角部補強部材８に、第２の構造材３０の第１被覆部材３及び角部補強部材８を貫通させるための孔が形成されている。

尚、第２の構造材３０の第１被覆部材３及び角部補強部材８は、図１０（ｂ）に示すように、交差部を横断していなくてもよい。図１０（ｂ）に示す形態では、交差部において、第１の構造材２０の燃えしろ層５、第２被覆部材及び角部補強部材８に、第２の構造材３０の第１被覆部材３及び角部補強部材８を貫通させるための孔が形成されていない。図１０（ｂ）に示す形態では、第２の構造材３０の第１被覆部材３及び角部補強部材８のＺ２方向の端部３２，８２は、第１の構造材２０の燃えしろ層５のＺ１方向に沿う側面５ａに当接している。

また、第１実施形態の接合構造１０においては、図１１（ａ）に示すように、第１の構造材２０の一方向Ｘ１と、第２の構造材３０の一方向Ｘ２とは互いに平行であってもよい。図１１（ａ）に示す形態においては、第１の構造材２０の燃えしろ層５におけるＹ１方向の両側の側面５ｃ，５ｄそれぞれに、第２の構造材３０の燃えしろ層５の端部５２が接合されている。また、図１１（ａ）に示す形態において、第２の構造材３０の第１被覆部材３及び角部補強部材８は、交差部を横断している。図１１（ａ）に示す形態では、交差部において、第１の構造材２０の第１被覆部材３及び角部補強部材８に、第２の構造材３０の第１被覆部材３及び角部補強部材８を貫通させるための孔が形成されている。

尚、第１の構造材２０の一方向Ｘ１と、第２の構造材３０の一方向Ｘ２とが互いに平行である場合も、図１１（ｂ）に示すように、第２の構造材３０の第１被覆部材３及び角部補強部材８は、交差部を横断していなくてもよい。図１１（ｂ）に示す形態では、交差部において、第１の構造材２０の第１被覆部材３及び角部補強部材８に、第２の構造材３０の第１被覆部材３及び角部補強部材８を貫通させるための孔が形成されていない。図１１（ｂ）に示す形態では、第２の構造材３０の第１被覆部材３及び角部補強部材８のＺ２方向の端部３２，８２はそれぞれ、第１の構造材２０の第１被覆部材３のＹ１方向の端部３３、角部補強部材８のＹ１方向の端部８３に当接している。

以上、本発明をその好ましい実施形態に基づき説明したが、本発明は上述した実施形態に制限されない。

例えば、第１～第３実施形態の耐火木製構造材１，１Ｂ，１Ｃにおいて、スペーサー４は、荷重支持部２の軸方向Ｚ及びＹ方向に間欠的に配されているが、スペーサー４は、荷重支持部２の軸方向Ｚ及びＹ方向の何れか一方又は両方に連続的に配されていてもよい。例えば、スペーサー４は、荷重支持部２の軸方向Ｚ及びＹ方向の何れか一方又は両方に連続的に延びるものであってもよい。

また、第１及び第２実施形態の接合構造１０，１０Ｂにおいて、第１の構造材２０のＸ１方向と、第２の構造材３０のＸ２方向とは互いに直交しているが、第１の構造材２０のＸ１方向と、第２の構造材３０のＸ２方向とは互いに平行であってもよい。

１ 耐火木製構造材
２ 荷重支持部
２ｅ 荷重支持部の一端
３ 第１被覆部材
３ａ 第１被覆部材の外面
３ｅ 第１被覆部材の一端
４ スペーサー
５ 燃えしろ層
６ 第１被覆部材と燃えしろ層との間の隙間
７ 第２被覆部材
７１ 第２被覆部材延出部
８ 角部補強部材
８１ 角部補強部材延出部
Ｘ 耐火木製構造材の横断面における一方向
Ｙ 耐火木製構造材の横断面における一方向に直交する直交方向
Ｚ 耐火木製構造材の軸方向

Claims (8)

1. 木製の荷重支持部と、横断面の一方向における前記荷重支持部の両側を被覆する不燃性の第１被覆部材と、前記一方向における第１被覆部材それぞれの外側に、第１被覆部材との間に隙間を有するようにスペーサーを介して固定された木製の燃えしろ層と、前記一方向に直交する直交方向における前記荷重支持部の片側又は両側を被覆する第２被覆部材とを有する耐火木製構造材であって、
   前記直交方向における第２被覆部材を有する前記片側又は両側における、第１被覆部材それぞれの外面側に不燃性の角部補強部材が配されており、
   前記角部補強部材は、第１被覆部材の外面に一部又は全部を重ねた状態に且つ前記直交方向において前記荷重支持部の一端から一部が延出した状態に配されており、前記角部補強部材が、前記隙間の前記一方向長さを部分的に狭めているか、該隙間を部分的に無くしている、耐火木製構造材。
2. 第２被覆部材は、前記角部補強部材又は第１被覆部材における、前記直交方向において前記荷重支持部の一端から延出した部分間に配されている、請求項１に記載の耐火木製構造材。
3. 前記角部補強部材における、前記荷重支持部の一端から延出した部分は、前記直交方向において、第１被覆部材の一端からも延出しており、
   第２被覆部材は、前記直交方向において前記荷重支持部の一端及び第１被覆部材の一端と対向する面と、前記一方向において前記荷重支持部の端部から延出し、その延出方向の先端面が、前記角部補強部材の延出部と対向する第２被覆部材延出部とを有する、請求項１又は２に記載の耐火木製構造材。
4. 第２被覆部材が、第１被覆部材及び前記角部補強部材に比して熱収縮しにくい材である、請求項１～３の何れか１項に記載の耐火木製構造材。
5. 第１被覆部材及び前記角部補強部材が第２被覆部材に比して耐水性に優れる材である、請求項１～４の何れか１項に記載の耐火木製構造材。
6. 前記一方向の両側に配された前記燃えしろ層が、クロス・ラミネーテッド・ティンバー（ＣＬＴ）、集成材、単板積層材（ＬＶＬ）、合板又は製材からなる群から選択される材料で形成されている、請求項１～５の何れか１項に記載の耐火木製構造材。
7. 前記直交方向における第２被覆部材の外面側に、厚みが２５ｍｍ以上の木材からなる板材が配されていない、請求項１～６の何れか１項に記載の耐火木製構造材。
8. 垂直材である第１の構造材と水平材である第２の構造材とが十字状に接合されている構造材の接合構造であって、
   第１の構造材及び第２の構造材は、それぞれ、請求項１～７の何れか一項に記載の耐火性木製構造材であり、
   第１又は第２の構造材の何れか一方の構造材の前記荷重支持部の軸方向に沿う側面に、他方の構造材の前記荷重支持部の軸方向の端部が接合されており、且つ前記他方の構造材の前記燃えしろ層の軸方向に延在する面に、前記一方の構造材の前記燃えしろ層の軸方向の端部が接合されている、構造材の接合構造。

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