2015 Fiscal Year Research-status Report
甲虫による劣化が伝統木造建築物の耐震性能に与える影響
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26820238
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| Research Institution | Miyakonojo National College of Technology |
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Principal Investigator |
大岡 優 都城工業高等専門学校, 建築学科, 講師 (00612475)
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| Project Period (FY) |
2014-04-01 – 2017-03-31
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| Keywords | 木構造 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
平成27年度は主に、「衝撃波伝搬速度計測による劣化判定技術の検討」と「材料試験および仕口実験結果を反映させた数値解析」を行った。
衝撃波伝搬速度計測による劣化判定技術の検討については、FAKOPPという装置を用いて実施した。FAKOPPは本体と二つのセンサーからなり、二つのセンサーを一定の距離をおいて部材に打ち付け、発信用センサーを専用のハンマーで叩き、発生した衝撃波が受信用センサーに届くのに要した時間をマイクロ秒単位で直読する装置である。今年度は、FAKOPPを用い、甲虫劣化を起こしているクリ・ヒノキ・アカマツを対象に実験を行った。実験の結果、クリにおいては、ヒノキ・アカマツとは異なり、衝撃波伝搬速度から算出したヤング係数は、木材工業ハンドブックに掲載されている参考値などと比較して同等以上の値となった。これは、クリは広葉樹で比較的硬い材料であるため、ヒノキやアカマツに比べ、甲虫劣化が部材表面（2mm～9mm程度）に留まり、部材内部の大部分が健全であったことが原因だと考えられる。ヒノキ・アカマツにおいては、衝撃波伝搬速度から算出したヤング係数と、同じ部材を用いて行った実際の載荷実験結果から得られたヤング係数が近い値を示す試験体が多かった。また、伝搬速度と部材強度との間には多少の相関も見られたため、今後のデータ蓄積にもよるが、衝撃波伝搬速度計測によって、甲虫劣化材のヤング係数や残存強度が推定できる可能性が示された。
数値解析（地震応答解析）では、劣化を反映させる建物の数値解析モデルを増やし、平成26年度で整理した材料試験と仕口実験結果を用いて検討を行った。その結果、劣化を反映させる部材の位置によっては、建物の耐震性能に大きな影響を与えることとなった。
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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
平成27年度は主に、衝撃波伝搬速度計測による劣化判定技術の検討・数値解析による甲虫劣化の影響の検討を行ってきた。特に、衝撃波伝搬速度計測による劣化判定の検討に重点を置き、実際に古民家で構造材として使用され、シバンムシやキクイムシなどの甲虫劣化が確認できる部材を対象に実験を実施した。なお、本研究においては、目視や簡易な触診によって部材の著しい劣化（甲虫劣化と腐朽の併発など）が確認できる部材は対象外としている。甲虫劣化は、腐朽など他の劣化が併発していない状態では、外部から内部の劣化状況が判断し難いのが特徴であり、このような部材の強度判定に衝撃波伝搬速度計測を用いることを目的としているためである。
今年度の実験で、伝搬速度計測から算出した材料特性値と実際に載荷実験を行って得られた材料特性値が比較的近かったこともあり、本方法によって甲虫劣化材の残存強度推定の可能性があることがわかった。
材料試験・仕口実験の結果を反映させた数値解析においては、寺院・古民家などのいくつかの建物を対象に検討しており、地震応答解析を行った結果、構法や使用樹種、劣化部材の位置によっては建物の耐震性能に大きな影響を与えることがわかった。
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| Strategy for Future Research Activity |
劣化判定技術の検討に関しては、平成27年度の実験で、衝撃波伝搬速度計測による部材強度の把握についての可能性が示された。したがって、数多くのデータを蓄積することを目的とし、今年度も実際に古民家で使用されていた甲虫劣化部材を対象とした実験を行っていきたいと考えている。対象とする樹種は、スギ・アカマツとする。
材料試験・仕口実験においては、平成26年度で実施したものである程度の分析はできたが、今年度は実大材に近い形式での検討を行いたいと考えている。古民家の床下部材に用いられていたクリ劣化材に対しては、実大のままの曲げ実験を予定している。また、木造フレーム（幅910mm、高さ2730mm程度）を作成し、実際に古民家で使用されていたスギ・アカマツの劣化部材を試験体用に加工した後、繰り返しによる静的加力実験を実施し、架構の状態で甲虫劣化の影響がどのように出るのか検討を行いたいと考えている。
甲虫劣化が建物の耐震性能に与える影響の検討については、平成27年度以降、検討対象となる数値解析モデルの建物数が増えているため（寺院・古民家・町家など計6棟）、それぞれの建物で甲虫劣化の影響を反映させ、地震応答解析などの数値解析による検討を行いたいと考えている。
また、今年度は本研究テーマの最終年度であるため、これまで行ってきた研究を総括的にまとめていきたいと考えている。
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| Causes of Carryover |
平成27年度は、実験用の物品費が予定より若干少なくなったため、8,727円の次年度繰越金が生じた。
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| Expenditure Plan for Carryover Budget |
平成28年度に実施予定の実大実験の費用に充てたいと考えている。
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