2011 Fiscal Year Annual Research Report
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21380105
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| Research Institution | Hokkaido University |
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Principal Investigator |
平井 卓郎 北海道大学, 大学院・農学研究院, 教授 (20173205)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
澤田 圭 北海道大学, 大学院・農学研究院, 助教 (10433145)
植松 武是 北海道立総合研究機構建築研究本部, 北方建築総合研究所・環境科学部, 主査 (60462347)
戸田 正彦 北海道立総合研究機構, 森林研究本部・林産試験場・性能部, 研究主任 (60446317)
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| Keywords | 合板釘打ち耐力壁 / 振動台実験 / ホワイトノイス / 静的せん断耐力 / 入力加速度 / 共振周波数 / 損傷 |
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| Research Abstract |
最終年度である平成23年度は、前年度までに把握した釘接合部単体の動的応答特性データに基づき、複数の接合要素を含む構造モデルについて動的実験を行い、接合部単体の動的応答と耐震要素の動的応答との関係について検討した。
(1)まず、前年度までの静的実験と動的実験(木造耐力壁の主要な接合法である合板-木材釘接合の調和振動実験,釘接合についてのホワイトノイズによる振動実験,枠組壁工法における耐力壁-床接合の調和振動実験)の結果を比較し,静的加力における荷重-すべり特性と動的加力に対する応答特性との関係を整理した。
(2)2本の釘を配置した接合部試験体について動的実験を行った。その結果、一般的な設計レベルではおおむね静的耐力と同様な加算則が適用できるが、動的応答過程における破壊の進行状況によっては、単純加算とは異なる応答特性を示すことが分かった。
(3)複数の接合要素を含む構造モデルとして、合板釘打ち耐力壁(在来構法)を取り上げて動的実験を行った。この研究では、合板-木材釘接合部の荷重-すべり曲線から合板釘打ち耐力壁の荷重-変形角曲線を推定し、その最大耐力と等価剛性に基づいてホワイトノイズ合成波を入力した。その結果、合板釘打ち耐力壁の動的応答特性も、接合部単体の動的応答特性と同様な考え方で捉えられることが明らかとなった。
(4)上記の結果から、木質構造物では、接合部単体から耐力壁までの各階層において、荷重-変形関係の非線形性と動的加力下における繰り返し剛性低下により、損傷限界と倒壊限界では応答特性が異なることを考慮する必要があることが明らかとなった。また、入力レベルが損傷限界以下でも、長時間または繰り返し地震力が作用すると、釘の低サイクル曲げ疲労破壊による倒壊を招く危険性があること、その場合に注目すべき入力周波数は損傷限界ではなく、倒壊限界に対応するものであることも分かった。
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