木材接合部のクリープとMechano-sorptive変形の設計評価

1996 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 06452364
• Research Institution: The University of Tokyo
• Principal Investigator: 有馬 孝礼 東京大学, 大学院・農学生命科学研究科, 教授 (10144057)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 中島 史郎 建設省建築研究所, 研究員
• Keywords: 機械的接合 / クリープ / 鋼添板釘接合 / ドリフトピン接合 / Mechano-sorptive変形 / 湿度 / 集成材 / LVL

Research Abstract

木質構造の他構造と著しく異なる点はクリープ変形と湿度変動よる変形である。とくに荷重が作用しているときの湿度変動に伴う変形はMechano-sorptive変形と呼ばれ、その変動の大きさから通常のクリープと区分されている。近年の大規模の木質構造では施工後の経時変化とくに湿度温度変動に対してmechano-sorptive変形もかなり影響を及ぼしていると思われる。このように環境変化にともなう経時的な変形の評価をしておきたいということは自由度の増した構造設計だけでなく、管理の上からも当然生じることが予想される。いずれにしても従来のクリープやMechano-sorptive変形の実験は現象が複雑であるが故に比較的小さな試験体によったものが多く、集成材、単板積層材や新たな木質複合部材の接合部を対象とした研究はきわめて乏しかった。本研究では応力が集中し、めり込みといった局部的な塑性を有している釘、ボルト接合部の湿度変動下でのクリープやMechano-sorptive変形の表示方法と構造設計への評価法を検討した。
集成材、LVLおよびそれらに釘接合部を有した曲げ材の湿度変動下のクリープ変形挙動はきわめて複雑であり、個々の挙動を単純化して示すことは困難であるが、看取される傾向を定性的にみると、LVLおよびその接合部の湿度変動に対する挙動は集成材に比較すると個体差による傾向の差異は少ないが、接合部の剛性、作用する応力比によって変動幅や変形の回復に違いが認められる。集成材、LVLとも負荷初期においては湿度変動に対する対応は明確でなく、荷重に対する安定化への変動が主体であると推測される。長期間にわたる湿度変動を受けるときの撓み量の推定は初期の湿度変動後のcreepを基本にして、湿度変動に伴う撓み増加を湿度変動量に比例する式で表示すれば、実用的には大きな問題はない。釘接合部や応力比の小さい場合はPOWER則を基本にするより指数型の法が変形機構を表示するには適切である。

Research Products

• [Publications] Arima T.,Hong.S-I:"Mechano-sorptive defromation of joints in glulam and LVL." PTEC94 Proc.II:. 56-65 (1994)
• [Publications] 有馬孝礼: "湿度変動下での単板積層材(LVL)の接合部のクリープ特性" 日本建築学会大会学術講演梗概集. 95-96 (1995)
• [Publications] Hong.S-I,Arima T.:"Creep of nail-plate moment resisting joints of LVL under changing humidity." Mokuzai Gakkaishi. 4. 537-546 (1996)
• [Publications] Arima T.,Hong.S-I:"Creep of mechano-sorptive deformation of mechanical joints in glulam and LVL." IWEC96 Proc.III:. 467-474 (1996)