2020 Fiscal Year Research-status Report
プレストレスを利用する新しい木質ラーメン用剛接合部の開発
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19K06180
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| Research Institution | Kindai University |
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Principal Investigator |
松原 独歩 近畿大学, 産業理工学部, 特任講師 (10560154)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
若島 嘉朗 富山県農林水産総合技術センター, 富山県農林水産総合技術センター木材研究所, 副主幹研究員 (10446635)
北守 顕久 大阪産業大学, 工学部, 准教授 (10551400)
清水 秀丸 椙山女学園大学, 生活科学部, 講師 (70378917)
寺西 正輝 新潟大学, 研究推進機構, 助教 (80798322)
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| Project Period (FY) |
2019-04-01 – 2022-03-31
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| Keywords | 応力緩和率 / 内力係数 / 有限要素解析 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
本研究は、プレストレスを利用した木質材料同士の新しい剛接合部の開発を目指すものである。プレストレスを利用するには、時間経過と共に応力が減少する応力緩和挙動の長期的把握とその抑制方法について明らかにすること、およびプレストレスを与えた接合部のモーメント抵抗性能等の機械的特性を明らかにする必要がある。2020年度は次の事項に取り組んだ。① 2019年度に開始した接合部の応力緩和実験・劣化促進処理実験の継続観察・解析検討 ・実験開始より約300日以上経過した現在、LVL(Laminated Veneer Lumber)を接着挿入し、LVLの繊維方向にプレストレスを与えた試験体は、夏季に入った段階の温度上昇・湿度上昇に伴い減少傾向にあったものの、秋季に入った段階で再び増加傾向に転じ、約0.65の応力比を維持することがわかった。しかし、柱・梁接合部を模擬したLVL接着挿入＋縦圧縮試験体においては、約0.4の応力比となり、縦圧縮試験体の応力緩和挙動の影響が大きいことがわかった。 ② 2019年度に明らかにした引きボルト接合部の内力係数の解析を進めるために、座金のめり込み剛性と耐力の関係を説明する有限要素解析(FEA)の実施 ・座金の辺長比(座金幅/座金厚さ)をパラメータとした有限要素解析を実施し実験結果と比較したところ、実験結果をよく再現し解析手法の妥当性を確認した。 ③ プレストレスを与えた柱脚引きボルト接合部のモーメント抵抗実験 ・導入張力(プレストレス)を3段階設定し、各導入張力において内力係数がどのように変化するのか、またモーメント-回転角関係はどのような性状を示すのか検討したところ、プレストレスを大きくするに従い内力係数は低下傾向を示すこと、回転剛性は増大しほぼ剛な挙動を示すことが明らかとなった。
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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
応力緩和実験に関して、2020年度に実大緩和実験用試験体を追加し、現在実験継続中の試験体との比較検討を行う計画であったが、試験体仕様の設定のための解析・分析に多くの時間を費やし実験開始することができなかった。しかし一方で、内力係数の解析を進める上で不可欠な座金のめり込み挙動の有限要素解析を実施し、座金のめり込み剛性と耐力の関係を精度良く解析可能なことを明らかにし、大きな進展がみられた。また、柱脚引きボルト接合部のモーメント抵抗実験を行い、モーメントが生じる場合の内力係数に関して知見を得ることができた。以上のことから、概ね順調に進展していると判断した。
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| Strategy for Future Research Activity |
今後は、次の研究を推進していく。
①実大緩和実験用試験体を早期に設置し、現在実験継続中の試験体との比較検討を行い、試験体寸法の違い等が応力緩和挙動に及ぼす影響を検討
②座金の縦部分圧縮挙動の有限要素解析の実施と内力係数解析への展開
③柱脚引きボルト接合部のモーメント抵抗実験の追加および柱・梁接合部のモーメント抵抗実験
以上の3点について実施し、新しい木質ラーメン用剛接合部の実現に向けた有益な知見を得る。
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| Causes of Carryover |
当該年度(2020年度)は、新型コロナウィルス感染症の影響により、学会発表が全てオンライン化されたこと、緊急事態宣言等により、研究打合せに関わる出張の抑制により主として旅費に残高が生じた。2021年度は、今後の社会情勢次第であるが、残高は研究実験・研究打合せ旅費に補填すると共に、論文発表による投稿経費、モーメント抵抗実験等の部材費に補填使用する計画である。
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Research Products
(3 results)
