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挿入リブ鋼板型集成材桁の衝撃的曲げ脆性破壊の遅延緩和法

研究課題

研究課題/領域番号 15560392
研究種目

基盤研究(C)

配分区分補助金
応募区分一般
研究分野 土木材料・施工・建設マネジメント
研究機関秋田大学

研究代表者

薄木 征三  秋田大学, 工学資源学部, 教授 (50006681)

研究分担者 後藤 文彦  秋田大学, 工学資源学部, 助手 (10261596)
佐々木 貴信  秋田県立大学, 木材高度加工研究所, 講師 (00279514)
研究期間 (年度) 2003 – 2005
研究課題ステータス 完了 (2005年度)
配分額 *注記
3,700千円 (直接経費: 3,700千円)
2005年度: 600千円 (直接経費: 600千円)
2004年度: 1,100千円 (直接経費: 1,100千円)
2003年度: 2,000千円 (直接経費: 2,000千円)
キーワード土木材料 / 集成材 / 挿入鋼板 / エポキシ樹脂 / 衝撃力 / 衝撃剥離試験 / 終局荷重 / 降伏点 / 脆性破壊 / 衝撃せん断試験 / せん断強度 / エポキシー樹脂 / 衝撃せん断 / 鋼材 / 木材 / 樹脂 / 加速度
研究概要

1.衝撃剥離試験
この試験についてはJIS規格に規定がなく、H15年度に本科学研究費で購入した衝撃試験機を用いて、本研究のために独自に試験体を考案した。すなわち100x75x20mmの長方形のスギ試験体を作製し、この側面、幅75mm,厚さ20mmの両端部20x20mmに鋼材面をエポキシ樹脂で接着した。するとこの幅75mmの木片の中央部には75mm-20mm-20mm=35mmの長さの木面が残ることになるが、この面に衝撃試験機のハンマーを衝突させることができる。よってハンマーの衝撃時には両端部20x20mmの接着面に垂直に衝撃的剥離力が作用することになる。二面の剥離面を持つ鋼片は上下方向は試験機に固定されており、加力方向には移動可能となっており、小型ロードセルによって衝撃力を検出する。
以上のような試験片を10個製作し試験を行なった。ハンマーの持ち上げ角度は135°であり、これの衝撃後の振り上がり角度の平均値が126.5°であり、最大が128°,最小が119°であった。衝撃剥離強さの平均は1.68N/mm^2であり、最大は2.65N/mm^2であり,最小は0.660N/mm^2であったことから、バラツキは大きい。しかしすべての試験片の木破率は100%であった。挿入鋼鈑型集成材ばりの、曲げ破壊時の引張り縁側の接着面の木破率が80%程度であるので、この衝撃試験の結果は、曲げ破壊時の接着面の剥離を再現したとは言えず、課題として残された。
2.引張側複数挿入鋼鈑型集成材の曲げ試験
断面120x60mm,スパン216cm(スパン/桁高=18)のスギ集成材の上側スリットに40x9mmの挿入鋼鈑を接着し、下側(引張側)に、同じ寸法の挿入鋼鈑1枚(Type-A),40x4.5mmの挿入鋼鈑2枚(Type-B)、40x3mmの挿入鋼鈑3枚(Type-C)の試験体をそれぞれ3本製作。したがってこれら三種類の試験体は等しい曲げ剛性を有する。これらのスパン中央一点載荷試験を実施した。曲げ終局荷重の平均はType-Aが25.9kN, Type-Bが27.1kN, Type-Cが30.7kNでそれぞれのバラツキは極めて小さかった。これら終局荷重の差異は、鋼板の厚さの違いに由来する、降伏点の差異に依存していたことは、鋼材の材料試験の結果より、ほぼ説明できる。すなわち引張縁側の木部の破壊性状の違いによるものではなく、挿入鋼板が薄くなるほど降伏点が増加することによる、曲げ強度の増加と判定された。それにしても、同じ剛性を持つのであれば、引張側複数挿入鋼鈑のほうが桁としての性能が増すと結論できた。

報告書

(4件)
  • 2005 実績報告書   研究成果報告書概要
  • 2004 実績報告書
  • 2003 実績報告書
  • 研究成果

    (2件)

すべて 2005 その他

すべて 雑誌論文 (1件) 文献書誌 (1件)

  • [雑誌論文] Experimental and analytical study on steel deck-glulam beam hybrid bridge behavior2005

    • 著者名/発表者名
      薄木征三, 佐々木貴信, 他1名
    • 雑誌名

      構造工学論文集 Vol.50A

      ページ: 1211-1218

    • 関連する報告書
      2004 実績報告書
  • [文献書誌] 照井美貴夫, 薄木征三他1名: "鋼材と木材の接着に関する衝撃せん断試験"平成15年度東北支部技術研究発表会講演概要. 64-65 (2004)

    • 関連する報告書
      2003 実績報告書

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公開日: 2003-04-01   更新日: 2016-04-21  

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