Proposal of durability design guidelines for mid-rise constructions using wooden material
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21H04584
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| Research Category |
Grant-in-Aid for Scientific Research (A)
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| Allocation Type | Single-year Grants |
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| Section | 一般 |
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| Review Section |
Medium-sized Section 23:Architecture, building engineering, and related fields
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| Research Institution | Hiroshima University |
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Principal Investigator |
森 拓郎 広島大学, 先進理工系科学研究科(工), 教授 (00335225)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
簗瀬 佳之 京都大学, 農学研究科, 准教授 (00303868)
田中 圭 大分大学, 理工学部, 准教授 (00325698)
宮内 輝久 地方独立行政法人北海道立総合研究機構, 森林研究本部 林産試験場, 主査 (20446339)
五十田 博 京都大学, 生存圏研究所, 教授 (40242664)
中谷 誠 宮崎県木材利用技術センター, その他部局等, 主任研究員 (90433143)
石山 央樹 大阪公立大学, 大学院工学研究科, 准教授 (90634436)
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| Project Period (FY) |
2021-04-05 – 2026-03-31
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| Project Status |
Granted (Fiscal Year 2024)
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| Budget Amount *help |
¥41,730,000 (Direct Cost: ¥32,100,000、Indirect Cost: ¥9,630,000)
Fiscal Year 2024: ¥5,850,000 (Direct Cost: ¥4,500,000、Indirect Cost: ¥1,350,000)
Fiscal Year 2023: ¥9,230,000 (Direct Cost: ¥7,100,000、Indirect Cost: ¥2,130,000)
Fiscal Year 2022: ¥7,020,000 (Direct Cost: ¥5,400,000、Indirect Cost: ¥1,620,000)
Fiscal Year 2021: ¥13,260,000 (Direct Cost: ¥10,200,000、Indirect Cost: ¥3,060,000)
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| Keywords | 耐久性評価 / 木質構造 / サステイナブル / 耐久設計 / 含水率 / 耐久性 / モニタリング / モデル化 / 長寿命化 / 中層大規模木造 |
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| Outline of Research at the Start |
サステイナブルな社会の構築において中規模な構造物に木材を利用することが頻繁に検討されている。中規模建築物においては、RCや鉄骨と言った他構造との構造的な併用、もちろん木造が主構造というものが考えられ、これら建築物が 他構造並みに長期間において信頼性を担保できることを示すことが必要となる。しかし、中規模構造に木材が利用されるようになってからの期間が短く、その事例に関する検討は進んでいない。そこで、中規模木造における事例の収集、木質材料の劣化に影響を及ぼす水との関係、長期利用のための保存処理の性能評価を実施し、基礎的なデータの蓄積を図り、中規模構造物への木材利用の耐久設計のガイドラインを提案する。
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| Outline of Annual Research Achievements |
本研究においては、課題1．木材と水分流入による寸法変化とそれに伴う接着耐久性及び部材・接合部強度性能に関する研究、課題2．鋼材及びコンクリートからの木材への水分移動による影響と部材・接合部強度性能に関する研究、課題3．大型木質材料用の耐久処理技術の検討とその耐久性評価、並びに強度性能に関する研究、課題4．中規模構造物への木材利用のための耐久設計のガイドライン、の以上4つの課題に絞り、検討を実施している。2年目は、課題1、2、3の検討を進めたので、それぞれの成果について具体に示す。課題1は、昨年度の成果を基に小試験片での含水率計測の確からしさの検証を継続し、樹種によってその結果にばらつきがあり、それは密度が影響していると思われることを確認し、これらの成果については、日本建築学会中国支部にて発表した。課題2は、鋼材の結露に関する検討を進め、結露条件とその際の水分の発生源の検討を進め、この成果については今後学会での発表を検討している。また、コンクリートとの水分移動については、引き続きCLTを床板とした実験的な検討を進め、含水率への影響が3層目以降にほとんど現れないことがわかってきた。この成果についても日本建築学会などで発表した。なお、この含水率の影響がCLTなどの接着性能に与える影響は、次年度以降の課題として試験体を製作している。課題3は、3年目に実施予定のサイズでの暴露試験を統合した形でCLTと集成材を用いて2021年12月から開始し、加えて2022年4月より、インサイジングを含めた薬剤処理をおこなったCLT試験体を用いた同様の暴露試験をはじめている。これは、当初考えていたものより前倒しでの実験となる。これら試験体を用いて、含水率の影響を受ける木口から距離や積層の位置、接着・圧縮・支圧性能の変化を暴露条件も含めて評価しており、この成果についても今後学会での発表を検討している。
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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
課題1．木材と水分流入による寸法変化とそれに伴う接着耐久性及び部材・接合部強度性能に関する研究については、樹種の違いや寸法の違いに対応した新しい含水率計測方法の提案とそのための評価手法の提案が進んでおり、大きな成果を上げている。この成果によって、同様のデータの蓄積を目指す方々からの依頼が増えるなど、この分野における新しい知見となった。現在は、木口からの距離の精緻化を目指し、新たな試験の準備を進めているところであり、当初の目的を脱しつつある。ただし、接着耐久性と強度に関する実験については課題3と連動しているため、逐次データの蓄積は進んでいるもののこの試験体の作成が終わる4年目までまとめを待つ必要がある。これらのことから、順調に推移しているものと判断する。課題2．鋼材及びコンクリートからの木材への水分移動による影響と部材・接合部強度性能に関する研究については、金物の結露の影響要因の特定と防除方法について検討が進んでおり、学会での発表ができるところまでまとまってきている。加えて、CLTとコンクリート材料における含水率の調査については順調に進んでおり、当初の予定よりも多くの検討が実施できており検討が進んでいるといえる。課題3．大型木質材料用の耐久処理技術の検討とその耐久性評価、並びに強度性能に関する研究については、新たな処理方法を用いた暴露試験体の設置も終わり、データ収集とその解析が、順調に進んでおり、学会の発表もおこなえていることから、概ね順調と判断している。また、企業との連携も進められており、社会還元としても良い成果が上がっていると判断している。建物調査については、2棟ほどのデータ収集にとどまり、来年度以降も、もう少し実施し、劣化要因の特定などを進めていきたい。課題4については、当初の予定通り、来年度から検討を進める予定である。
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| Strategy for Future Research Activity |
課題1については、ラボレベルでの検討として、長さ方向の検討を残すのみとなったため、確実に終了させたい。また、暴露試験から得られる接着や圧縮（支圧）性能の評価のための実験とそのデータ整理をおこなう。このようなデータは、他では見られないため、貴重なデータとなると考えている。課題2については、本年度、実験型が確立できたため、引き続き結露条件の検討とその対処法の検討を進める。加えて、コンクリートと木材を複合して利用した場合のコンクリートの水分の影響範囲、コンクリートや木材の強度への影響についても実験型が確立できたため、製作した試験体を用いた実験的評価を実施する。ただし、コンクリートでの強度の評価については、試験位置の検討とそれに伴う試験体の作成方法の検討が必要であると考えており、これを推し進めたい。課題3については、長期調査の建物を2棟確保しているが、さらに増やしたいと考えている。加えて、現地調査できる建物も増やしたいと思っており、来年度も実施を継続したいと考えている。この調査から得られた問題点を踏まえた実験を構築できるように検討を進める。また、現在実施している暴露試験も3年間ほど継続しておこなう予定である。課題1のデータとしても少しでも長期のデータを蓄積することが重要であると考えているため、本試験体を有効に使っていくつもりである。また、試験体の費用を勘案し、来年度の実験も課題における暴露部分の統合を検討していきたいと考えている。課題4については、課題1、2、3において得られた情報を整理しながら、少しずつ進めていく予定である。
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Report
(3 results)
Research Products
(5 results)
