2023 Fiscal Year Final Research Report

Proposal of a Method for Estimating Cracking Strength of High-Strength Wooden Structural Joints

Research Project

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Project/Area Number	20H02303
Research Category	Grant-in-Aid for Scientific Research (B)
Allocation Type	Single-year Grants
Section	一般
Review Section	Basic Section 23010:Building structures and materials-related
Research Institution	Kanto Gakuin University
Principal Investigator	Kambe Wataru 関東学院大学, 建築・環境学部, 教授 (90453000)
Co-Investigator(Kenkyū-buntansha)	瀧野敦夫大阪工業大学, 工学部, 准教授 (10403148) 澤田圭北海道大学, 農学研究院, 准教授 (10433145) 岡本滋史大阪公立大学, 大学院生活科学研究科, 講師 (20769806) 鈴木賢人国立研究開発法人森林研究・整備機構, 森林総合研究所, 主任研究員等 (80757055) 小林研治静岡大学, 農学部, 准教授 (90576240) 中島昌一国立研究開発法人建築研究所, 構造研究グループ, 主任研究員 (90734210) 落合陽東京都市大学, 建築都市デザイン学部, 講師 (90822346)
Project Period (FY)	2020-04-01 – 2023-03-31
Keywords	集成材 / 割裂耐力 / せん断耐力 / 接合部 / ドリフトピン
Outline of Final Research Achievements	This study examines the application of the proof stress formula to joints reinforced with steel plates and drift pins in glued laminated timber beams. Despite reports of splitting and shear failures in these joints, existing knowledge fails to elucidate the precise nature of these failures, hindering effective utilization of strength-bearing formulas. Consequently, tests were conducted varying the drift pin arrangement and beam strength to classify and define fracture properties through meticulous observation. Furthermore, novel material tests were performed to estimate bearing capacity. Traditionally, chair-type shear tests provide conservative estimates for shear failure; however, this study employed inverse symmetry tests for a more accurate assessment. The results demonstrate that, for each fracture type, joint-strength can be more precisely calculated compared to current standard formulas.
Free Research Field	構造工学
Academic Significance and Societal Importance of the Research Achievements	現行の木規準には、破壊性状がどのようなものであるかが明確に示されていない。また、割裂破壊定数もしくはせん断強度が用いた場合、どのような荷重変形関係になるのか、その精度はどの程度であるのかが示されていない。そのため設計者が判断に困る現状となっている。本研究では破壊性状を明確にすることができた。本研究では新たに実施した材料試験の5%下限値を用いて評価することを提案した。この値を用いた場合、破壊形式を正しく判断できるだけでなく、現行の式よりも精度よく耐力が算出することができる。設計者に対して、より設計しやすくなる情報を提供することができた。