Eurocode EN 1992-1-2の500°C等温線法を用いて、ISO 834標準火災を受けるコンクリート梁の温度分布と残存耐力を計算します。R30〜R120の耐火等級に対応します。
ISO 834火災下の等温線侵入深さ:
$$\delta_{500}= a\sqrt{t}\cdot k_c$$有効幅: $b_{eff}= b - 2\delta_{500}$
残存圧縮耐力: $N_{fi}= f_{ck}\cdot b_{eff}\cdot h_{eff}/ \gamma_c$
$a \approx 0.5\text{–}0.9$ mm/min$^{0.5}$（断面形状や加熱条件により変化します）。
この方法の中心は、標準火災時に500℃の温度境界がコンクリート内部へどれだけ進むかを見積もることです。この深さに応じて使用可能な断面が小さくなります。
$$\delta_{500}= a\sqrt{t}\cdot k_c$$Where:
$\delta_{500}$ = 500℃等温線の侵入深さ (mm)
$a$ = コンクリート種類に応じた係数
$t$ = 火災継続時間 (分)
$k_c$ = 含水状態などの補正係数
侵入深さが分かれば、火災後に残る有効断面寸法と残存耐力を評価できます。
$$b_{eff}= b - 2\delta_{500}$$ $$N_{fi}= f_{ck}\cdot b_{eff}\cdot h_{eff}$$Where:
$b_{eff}$ = 火災後の有効幅
$b$ = 元の梁幅
$h_{eff}$ = 有効高さ
$f_{ck}$ = コンクリート圧縮強度
$N_{fi}$ = 火災時の残存軸耐力
高層建物: 避難や消火活動に必要な時間だけ部材が耐力を保てるよう、梁・柱の断面やかぶり厚を検討します。
駐車場: 車両火災を想定し、露出したスラブや梁が急激に崩壊しないよう耐火性能を確認します。
トンネル覆工: 火災時にも覆工が必要時間だけ健全性を保つよう、熱影響を受けた有効断面を評価します。
工場・プラント: 火災リスクのある設備周辺では、支持架構や床組の残存耐力を確認し、連鎖的な崩壊を防ぎます。
この結果をそのまま施工図や最終設計に使えるわけではありません。補強筋の配置、継手、かぶり厚、部材端部条件などを含めた詳細設計が別途必要です。
コンクリート強度を上げれば必ず安全、というわけでもありません。高強度コンクリートでは爆裂などのリスクもあり、この簡易モデルだけでは評価できない場合があります。
加熱条件の見落としにも注意してください。片面加熱か四面加熱かで500℃等温線の進み方は変わります。入力条件が実際の火災シナリオに合っているかを確認することが重要です。
幅300mm×高さ500mmのRC梁、被り厚50mm、120分標準火災曝露時：梁表面温度約950℃に達する一方、被り厚内部40mm深さで約650℃、中立軸位置（250mm深さ）で約420℃と予測。コンクリート設計強度fck=30 MPaの場合、表面層は残存率20%（6 MPa）に低下、中央部は残存率75%（22.5 MPa）を保有。この温度勾配を考慮した断面解析により、曲げ耐力はfib Model Code 2010による層別計算で元の40%程度に減少するため補強が必要