2017 Fiscal Year Research-status Report
Development of timber elements and joint-systems for higher seismic and fire resistance performance using eco-friendly materials
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17K06651
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| Research Institution | Osaka City University |
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Principal Investigator |
谷口 与史也 大阪市立大学, 大学院工学研究科, 教授 (30254387)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
Sanjay PAREEK 日本大学, 工学部, 准教授 (20287593)
荒木 慶一 京都大学, 工学研究科, 准教授 (50324653)
鈴木 裕介 大阪市立大学, 大学院工学研究科, 特任助教 (90635400)
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| Project Period (FY) |
2017-04-01 – 2020-03-31
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| Keywords | 繊維補強 / バサルト繊維シート / 木材 / 曲げ実験 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
本研究は，天然資源及び産業副産物を有効活用し，耐震性能と耐火性能の改善を同時に図った新しい木質構造部材の開発を主目的とする。具体的には，杉の製材や間伐材を母材として、それに無機系新材料である玄武岩繊維補強材（バサルト繊維シート）とアルカリ活性結合材（ジオポリマー）を用いて耐震補強及び耐火被覆を施すことで，低環境負荷・高強度・高剛性・高耐火性を有する木質構造部材（グリーンコンポジット）を試作し，当部材の各種性能評価を検討することである。
平成29年度はバサルト繊維シートで補強した杉製材（単材梁または接着重ね梁）の曲げ耐力・曲げ剛性といった構造性能について実験的に検討した。具体的な実験パラメータは、木材相互の接着剤２（エポキシ樹脂系接着剤、ウレタン樹脂系接着剤）とバサルト繊維シートの貼り付け範囲３（貼り付け無し、底面のみ貼り付け、底面と側面の貼り付け）である。その結果、室内での簡易施工による木材同士の接着効果は、ウレタン系よりもエポキシ系接着剤が有効であることが確認され，曲げ耐力で約9％の差が見られた。エポキシ系接着剤による重ね梁でのバサルト繊維シートの補強効果については、シートの貼り方を底面から梁成半分まで立ち上げる場合には無補強試験体に対し約37％、梁上端まで立ち上げる場合には約47％の耐力上昇が見られた。一方、単材梁での繊維シートの補強効果を見ると、繊維シートを側面にも立ち上げた場合で約10％の耐力上昇であった。この結果から梁成がある程度大きい場合に、繊維シートの効果が顕著になるといえる。剛性についても，本繊維シートによる補強効果が見られたものの、当初の予測よりは小さいものであった。
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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
当初の予定通り，部材の構造性能評価実験は順調に進捗している。耐火性能実験は試験片サイズによる実験を一部実施しているため，上記のように自己評価した。
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| Strategy for Future Research Activity |
まず，重ね梁における木材同士の接着界面のせん断強度（接着強度）の詳細検討を実施する。そのうえで，当部材の更なる構造性能改善を目指したバサルト繊維シートの補強方法を再度検討する。並びに，実物大断面寸法の梁による燃焼実験実施のための基礎データ取得として，縮小試験片を用いた耐火被覆の施工方法と本工法による部材の耐火性能を検討する予定である。
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| Causes of Carryover |
実験に用いた杉材を想定より大幅に廉価で入手できたため。
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