任意寸法の軸組を対象とした筋かい耐力壁の性能設計実現に向けた基礎研究

2016 Fiscal Year Research-status Report

• Project/Area Number: 15K06287
• Research Institution: Yokohama National University
• Principal Investigator: 中尾 方人 横浜国立大学, 大学院都市イノベーション研究院, 特別研究教員 (60323937)
• Project Period (FY): 2015-04-01 – 2018-03-31
• Keywords: 在来軸組構法 / 筋かい耐力壁 / 筋かい金物 / 要素実験

Outline of Annual Research Achievements

本研究では、木造住宅で用いられる一般的な筋かい耐力壁を対象として、(1) 任意の壁長、横架材間距離、任意の筋かい金物における荷重－層間変形角関係を、増分解析で得られるようにすることを目的とする。また、(2) 筋かい耐力壁に必要な復元力特性が与えられたときに、それを実現できる筋かい端部と軸組との接合方法およびその設計法を開発する。最後に、(3) 応用として、ほおづえタイプ、K型など、特殊な配置の筋かいについても、増分解析での荷重－変形角関係が得られることを確認する。本研究は、筋かい耐力壁の荷重－変形角関係を数値解析で求められるようにし、性能設計を可能することを目指した基礎的研究である。2年目となる当年度においては、以下の検討を実施した。
(a) 前年度に行った、市販されている筋かい金物の調査より、同じタイプの金物であっても、形状や金物の材料、ビスの種類や本数が異なると、荷重－層間変形角関係が大きく異なることが予想された。そこで、3種類の筋かい金物のうち、近年多用されるようになったL形について、金物の板厚や大きさ、ビスの種類や本数をパラメータとした筋かい耐力壁のせん断加力実験および要素実験を実施した。
(b) せん断加力実験から、板厚2.3～3.3mm、長さ110～150mmのL形筋かい金物について、筋かいの軸力と筋かい金物の変形量との関係を得た。また、径が5.5～6.0mm、長さが45～75mmのビスの引抜きおよびせん断試験を行った。
(c) 上記の要素データを用いた増分解析により、筋かい耐力壁の荷重－層間変形角関係を求め、実験結果と対応することを確認した。
これらの検討により、L形筋かい金物については、任意の金物およびビスの荷重－変位関係から、任意寸法の軸組の筋かい耐力壁の荷重－層間変形角関係を求める手法を提示することができた。

Current Status of Research Progress

2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.

Reason

当初予定していた、釘やフロア用ステープルについては、未だ要素実験を実施できていないが、L形金物およびビスについては、市販の金物の仕様を包含できるデータを採取することができ、「接合要素復元力特性データベース」に実用的なデータを充実させることができた。

Strategy for Future Research Activity

今後は、データベースのデータをさらに充実させながら、当初の計画に沿って研究を遂行する。

Causes of Carryover

本年度では、汎用性の高いデータを採取するため、L形金物は既製品を購入せずに、本研究のために設計し、製作したことで、当初の既製品による見積額との間に差異が生じ、次年度使用額が生じた。

Expenditure Plan for Carryover Budget

主として、次年度分の物品費に合わせて使用する予定である。