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Development of timber elements and joint-systems for higher seismic and fire resistance performance using eco-friendly materials

Research Project

Project/Area Number 17K06651
Research Category

Grant-in-Aid for Scientific Research (C)

Allocation TypeMulti-year Fund
Section一般
Research Field Building structures/Materials
Research InstitutionOsaka City University

Principal Investigator

Taniguchi Yoshiya  大阪市立大学, 大学院工学研究科, 教授 (30254387)

Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) Sanjay PAREEK  日本大学, 工学部, 教授 (20287593)
荒木 慶一  名古屋大学, 環境学研究科, 教授 (50324653)
鈴木 裕介  大阪市立大学, 大学院工学研究科, 講師 (90635400)
Project Period (FY) 2017-04-01 – 2020-03-31
Project Status Completed (Fiscal Year 2019)
Budget Amount *help
¥4,810,000 (Direct Cost: ¥3,700,000、Indirect Cost: ¥1,110,000)
Fiscal Year 2019: ¥780,000 (Direct Cost: ¥600,000、Indirect Cost: ¥180,000)
Fiscal Year 2018: ¥1,950,000 (Direct Cost: ¥1,500,000、Indirect Cost: ¥450,000)
Fiscal Year 2017: ¥2,080,000 (Direct Cost: ¥1,600,000、Indirect Cost: ¥480,000)
Keywords木質構造 / バサルト繊維シート / ジオポリマー / 曲げ強度 / 曲げ剛性 / グリーンコンポジット / 木質部材 / 耐震 / 耐火 / 繊維補強 / 木材 / 曲げ実験
Outline of Final Research Achievements

New wood structural members with high strength, high rigidity and high fire resistance were developed. Specifically, through a bending load test of a composite cedar wood member reinforced using a basalt fiber sheet and a geopolymer, this reinforcement effect of this method was compared and examined. As the result, the structural characteristics of the composite member were about 1.5 times with bending strength and 1.9 to 2.3 times with bending stiffness comparison to the unreinforced member, demonstrating effectiveness reinforcement for the wooden member. In addition, it was shown that the fracture mechanics model based on the experiment can be constructed, and the model can relatively accurately simulate improvement effect of the strength and the rigidity. On the other hand, the nonflammability of the composite material was verified through the heat generation test using the cedar material (pasted with basalt fiber sheet) test piece coated with geopolymer.

Academic Significance and Societal Importance of the Research Achievements

従来の木質構造研究は,耐震性または耐火性改善といったいずれかに特化しているが,本研究では,耐震性,耐火性,及び,断面縮小による設計の自由度など,木質構造建築が持つ複数の課題を複合的に改善可能な新しい木質構造部材の開発を試みている。更には,当部材の母材に(従来,構造材に使用されない中目材も含む)間伐材を,耐火被覆及び耐震補強にジオポリマー結合材(主材がフライアッシュ及びスラグ骨材)と玄武岩繊維補強材を使用するため,本手法は,建築構造の分野で前例のない天然資源有効活用によるグリーンコンポジットの開発となっている。

Report

(4 results)
  • 2019 Annual Research Report   Final Research Report ( PDF )
  • 2018 Research-status Report
  • 2017 Research-status Report
  • Research Products

    (7 results)

All 2020 2019 2018

All Presentation (7 results)

  • [Presentation] バサルト繊維シート及びジオポリマーを用いた低環境負荷型木質複合部材の曲げ破壊挙動2020

    • Author(s)
      西水真音、鈴木裕介、谷口与史也、荒木慶一、PAREEK Sanjay
    • Organizer
      日本建築学科近畿支部研究発表会
    • Related Report
      2019 Annual Research Report
  • [Presentation] バサルト繊維シート及びジオポリマーを用いた低環境負荷型木質複合部材の曲げ破壊挙動 その1 実験概要及び実験結果2020

    • Author(s)
      鈴木裕介、西水真音、谷口与史也、荒木慶一、PAREEK Sanjay
    • Organizer
      日本建築学会大会
    • Related Report
      2019 Annual Research Report
  • [Presentation] バサルト繊維シート及びジオポリマーを用いた低環境負荷型木質複合部材の曲げ破壊挙動 その2 破壊モードの分析と曲げ剛性の評価2020

    • Author(s)
      西水真音、鈴木裕介、谷口与史也、荒木慶一、PAREEK Sanjay
    • Organizer
      日本建築学会大会
    • Related Report
      2019 Annual Research Report
  • [Presentation] すぎ材の曲げ性能に対するバサルト繊維シート積層補強方法とその効果に関する実験研究2019

    • Author(s)
      西水真音、鈴木裕介、谷口与史也、荒木慶一、PAREEK Sanjay
    • Organizer
      日本建築学会近畿支部研究発表会
    • Related Report
      2018 Research-status Report
  • [Presentation] バサルト繊維シートの積層補強によるすぎ材の曲げ性能に関する実験研究2019

    • Author(s)
      西水真音、鈴木裕介、谷口与史也、荒木慶一、PAREEK Sanjay
    • Organizer
      日本建築学会大会
    • Related Report
      2018 Research-status Report
  • [Presentation] バサルト繊維シートで補強した重ね梁の曲げ性状に関する実験研究2018

    • Author(s)
      西水真音、鈴木裕介、谷口与史也
    • Organizer
      日本建築学会近畿支部
    • Related Report
      2017 Research-status Report
  • [Presentation] 杉材のバサルト繊維シートによる補強効果に関する実験研究2018

    • Author(s)
      西水真音、鈴木裕介、谷口与史也
    • Organizer
      日本建築学会
    • Related Report
      2017 Research-status Report

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Published: 2017-04-28   Modified: 2021-02-19  

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