| Project/Area Number |
23K26247
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| Project/Area Number (Other) |
23H01553 (2023)
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| Research Category |
Grant-in-Aid for Scientific Research (B)
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| Allocation Type | Multi-year Fund (2024)
Single-year Grants (2023) |
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| Section | 一般 |
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| Review Section |
Basic Section 23010:Building structures and materials-related
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| Research Institution | Osaka Metropolitan University |
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Principal Investigator |
岡本 滋史 大阪公立大学, 大学院生活科学研究科, 講師 (20769806)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
秋山 信彦 国立研究開発法人建築研究所, 材料研究グループ, 主任研究員 (20806054)
中谷 誠 宮崎県木材利用技術センター, その他部局等, 主任研究員 (90433143)
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| Project Period (FY) |
2024-04-01 – 2026-03-31
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| Project Status |
Granted (Fiscal Year 2024)
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| Budget Amount *help |
¥18,590,000 (Direct Cost: ¥14,300,000、Indirect Cost: ¥4,290,000)
Fiscal Year 2025: ¥5,720,000 (Direct Cost: ¥4,400,000、Indirect Cost: ¥1,320,000)
Fiscal Year 2024: ¥4,940,000 (Direct Cost: ¥3,800,000、Indirect Cost: ¥1,140,000)
Fiscal Year 2023: ¥7,930,000 (Direct Cost: ¥6,100,000、Indirect Cost: ¥1,830,000)
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| Keywords | 円形孔 / 角孔 / 切り欠き / 集成材 / 製材 / 割裂 / 建築構造・材料 / 木質構造 / 孔 |
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| Outline of Research at the Start |
木質材料の梁に切り欠きや孔を設けると耐力は低下する。さらに、切り欠きや孔などが短い間隔で複数設けられると耐力は大幅に低下する。本研究では、木質材料の梁に様々な大きさの切り欠き、角孔、円形孔を1つ及び複数設けた場合の耐力を実験で確認し、有限要素解析を用いて耐力を推定できることを検証する。そして、実験と有限要素解析による検討結果をもとにして耐力設計法の確立を目指す。
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| Outline of Annual Research Achievements |
本研究の目的は、課題①切り欠きを１つ設けた梁の割裂耐力の計算法の提案、課題②角孔を１つ設けた梁の割裂耐力の計算法の提案、課題③切り欠き・角孔・円径孔を複数設けた梁の割裂耐力の低減率の提案、課題④切り欠き・角孔・円径孔を設けた梁の乾燥割れによる割裂耐力の低減率の提案である。２０２４年度は課題③④について以下の検討を行った。
課題③については、角孔を２つ設けた集成材梁の実大実験を行い、幅、高さ、角のR加工の大きさ、および孔間距離の違いによる割裂耐力の傾向を調べた。そして、有限要素解析を用いた割裂耐力の推定方法を用いることで、角孔を２つ設けた場合の耐力低下についても概ね推定できることがわかった。切り欠きを２つ設けた梁については、昨年度の検討により距離の違いで割裂耐力が低下しないことがわかっていたため実験は行っていない。角孔・円径孔を３つ設けた場合の耐力低下については有限要素解析を用いて検討し、孔を２つ設けた場合の割裂耐力の低減率を用いることで３つ設けた場合の低減率についても推定できることがわかった。２０２５年度に孔を３つ設けた場合の実験をして解析結果の検証を行う予定である。４つ以上については、実験を行うと孔の割裂破壊ではなく曲げ破壊する可能性が非常に高いことが解析によりわかったため、次年度の実験検証は行わず、解析結果のみをまとめることにする。
課題④については、製材工場で自然に発生した乾燥割れがある製材は複数あることを確認したが、割裂耐力に影響するような深い乾燥割れはほとんど確認できず、切り欠き・角孔・円径孔の割裂耐力に影響を及ぼす位置に乾燥割れがあるものはほぼなかった。よって、擬似的な乾燥割れと自然な乾燥割れの違いを実験で確認することができなかったため、２０２５年度は様々なパターンの擬似乾燥割れを設けた梁の実大試験を行って割裂耐力の低減率を実験で確認する。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.
Reason
２０２４年度に予定していた角孔を２つ設けた集成材梁の実大実験を実施し、孔間距離に応じた割裂耐力の低減率を有限要素解析により推定できることがわかった。角孔・円径孔を３つ設けた集成材梁の低減率については、２つの場合の低減率から推定できることを有限要素解析により確認した。また、２０２３年度に予定していた切り欠き又は角孔を設けた梁の割裂耐力の計算法については、有限要素解析ベースのものを提案が可能であることが確認できており、計算法のまとめに取り組んでいる。
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| Strategy for Future Research Activity |
２０２５年度は角孔・円径孔を３つ設けた集成材梁の実大実験を行い、２０２４年度行った有限要素解析の結果と比較する。そして、角孔・円径孔を３つ設けた場合の耐力低減率の提案を行う。その他に、切り欠き・角孔・円径孔がある製材梁に様々なパターンの擬似乾燥割れを設け、実大実験により割裂耐力の低減率を実験で確認する予定である。
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