木質構造接合部の横拘束による耐震補強方法の提案とその有効性に関する実験的研究

1997 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 09650624
• Research Category: Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
• Research Institution: Toyohashi University of Technology
• Principal Investigator: 田中 仁史 豊橋技術科学大学, 工学部, 助教授 (20132623)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 河野 進 豊橋技術科学大学, 工学部, 助手 (30283493)
• Keywords: 木質構造 / 耐震補強 / 柱・土台接合部 / 軸組工法 / FRP / ガラス繊維 / たが / 金物接合

Research Abstract

軸組み工法による木造住宅では、地震時の繰り返し水平力により、柱・土台接合部が引張や圧縮力およびせん断力を受ける。そのため、従来は、同接合部を、Zマーク表示金物と呼ばれる在来軸組構法用金物やスーパージョイントと呼ばれる特殊金物を用いボルト接合することも多いが、必ずしもその接合方法の耐震性能が十分であるとは言えない。本研究では、スーパージョイントで接合された柱・土台接合部の引抜き耐力および変形性能を改善する為の新しい工法を提案し、その有効性確認のため以下の実験を行った。
断面105mm角のすぎ材を用いた柱試験体を46本作製し、スーパージョイントおよび新案の柱端部補強材を取り付け、土台からの引抜き力を10t油圧ジャッキにより作用させた。柱端部補強材は、ガラス繊維補強プラスチック(GFRP : Glass Fibre Reinforced Plastics)の引抜き成形品でできた角型管で、柱材端部を横拘束し、取り付けボルトにより同柱材が割裂かれるのを防ぐ役目をする。なお、実験で用いたボルトの径は、12mmである。
実験変数は、上記柱端部補強材の厚み(5mm、7mmの2種類)および長さ(20、40、60、80、120mmの5種類)で、それらの補強効果の比較を行った。主な測定項目は、接合部の引抜き力-変位関係である。結果、接合部の変形能力は、無補強のものに比べ、補強材を用いた全ての試験体で改善がみられた。また、最大耐力については、柱端部補強材の長さが80mm以上の場合に明らかな改善が見られた。なお、当然のことながら、柱端部補強材の長さおよび厚みとも大きなものの方が小さなものより、耐力および変形性能の改善効果が大きかった。