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CLTを用いた建築物の塑性変形性状とその評価法の開発

研究課題

研究課題/領域番号 19J13253
研究種目

特別研究員奨励費

配分区分補助金
応募区分国内
審査区分 小区分23010:建築構造および材料関連
研究機関東京大学

研究代表者

戸塚 真里奈  東京大学, 農学生命科学研究科, 特別研究員(DC2)

研究期間 (年度) 2019-04-25 – 2021-03-31
研究課題ステータス 完了 (2020年度)
配分額 *注記
2,100千円 (直接経費: 2,100千円)
2020年度: 1,000千円 (直接経費: 1,000千円)
2019年度: 1,100千円 (直接経費: 1,100千円)
キーワード木質構造 / 建築構造 / 木質材料 / 縦圧縮
研究開始時の研究の概要

木造では塑性域のメカニズムに未解明点が多く,保有水平耐力計算に重要な構造特性係数Dsの算出が難しい。だが,木造の中高層化が期待される今日ではDsの評価法確立は必須である。これまで筆者は,CLTドリフトピン接合部の塑性変形能力把握を目的とした接合部や実大壁の実験を行ってきた。結果,ドリフトピンの縁端距離を変化させると破壊モードが異なりDsに関係する塑性率に差が生じることが分かった。本研究では,CLT等建築物における塑性変形能力を定量的に把握することを目的とする。

研究実績の概要

本課題では,直交集成板(Cross Laminated Timber,以下CLT)の接合部に関わる以下のような一運の研究を実施した。なお,【1】は昨年から継続した課題,【2】は新規の課題である。
【1】面内方向に部分圧縮されるCLTの変形と強さ
本研究では,実験および非線形有限要素解析によって面内方向に圧縮力が与えられたときのCLTの力学的特性を明らかにした。木材では,木材の繊維に直交する方向と繊維に平行する方向で、圧縮や引張に対する剛性や強度が異なる。また,繊維と直交する方向に部分圧縮される場合,周囲の木材に応力が広がり,全面圧縮に比べて剛性や耐力が高くなる(余長効果)ことが知られる。CLTでは、木材が互いに直交しながら接着積層されているため,繊維方向による剛性と強度の違い,部分圧縮の余長効果を考慮する必要があると考えられる。その傾向を定量的に把握するため、実験を行った。また,非線形有限要素解析によるパラメトリックスタディを行った。結果として,CLTの部分圧縮の変形特性を明らかにし,その評価法を提案した。これらは論文誌へ投稿している。
【2】繊維方向に圧縮される木材の変形と強さ
CLTは,木材が互いに直交しながら接着積層されている。よって,繊維方向と繊維直交方向に圧縮される木材の特性は重要である。繊維方向に圧縮される木材の特性は既往研究が多いが,繊維方向に圧縮される木材の特性は未解明点が多い。そこで,繊維方向に圧縮される木材の変形と強さを実験的に検討した。特に加力板と接触する部分に変形が集中する点に着目した。結果として,剛性と耐力の評価法を提案した。これらは論文誌へ投稿している。

現在までの達成度 (段落)

令和2年度が最終年度であるため、記入しない。

今後の研究の推進方策

令和2年度が最終年度であるため、記入しない。

報告書

(2件)
  • 2020 実績報告書
  • 2019 実績報告書
  • 研究成果

    (9件)

すべて 2021 2020 2019

すべて 雑誌論文 (1件) (うち査読あり 1件、 オープンアクセス 1件) 学会発表 (7件) (うち国際学会 3件) 学会・シンポジウム開催 (1件)

  • [雑誌論文] クロス・ラミネイティド・ティンバー(CLT)の部分圧縮性能(第<b>1</b>報)2020

    • 著者名/発表者名
      戸塚 真里奈, 青木 謙治, 稲山 正弘, 森田 仁彦
    • 雑誌名

      木材学会誌

      巻: 66 号: 1 ページ: 8-15

    • DOI

      10.2488/jwrs.66.8

    • NAID

      130007793417

    • ISSN
      0021-4795, 1880-7577
    • 年月日
      2020-01-25
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [学会発表] Compressive Behaviour Parallel to Grain of Japanese Cedar2021

    • 著者名/発表者名
      Marina Totsuka, Kenji Aoki and Masahiro Inayama, Robert Jockwer
    • 学会等名
      Proceedings of World Conference on Timber Engineering proceedings
    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] 繊維方向圧縮下における集成材の力学的性状2020

    • 著者名/発表者名
      戸塚真里奈 青木謙治 稲山正弘 Robert Jockwer
    • 学会等名
      第70回日本木材学会大会(鳥取)
    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
  • [学会発表] 木材の繊維方向部分圧縮特性2020

    • 著者名/発表者名
      戸塚真里奈 青木謙治 稲山正弘
    • 学会等名
      2020年度日本建築学会大会(千葉)
    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
  • [学会発表] CLT の部分圧縮性能に関する実験的研究2019

    • 著者名/発表者名
      戸塚真里奈 落合陽 河原大 青木謙治 稲山正弘 森田仁彦
    • 学会等名
      第69回日本木材学会大会(北海道)
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [学会発表] Experimental Study of Partial Compressive Strength to Lateral Face of CLT2019

    • 著者名/発表者名
      Marina Totsuka, Kenji Aoki and Masahiro Inayama
    • 学会等名
      Annual Meeting of The Korean Society of Wood Science & Technology
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] CLT側面における部分圧縮特性の解析的検討2019

    • 著者名/発表者名
      戸塚真里奈 河原大 落合陽 青木謙治 稲山正弘 森田仁彦
    • 学会等名
      2019年度日本建築学会大会(金沢)
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [学会発表] Partial Compressive Properties in the direction to the Lateral Face in CLT2019

    • 著者名/発表者名
      Marina Totsuka,Kenji Aoki and Masahiro Inayama
    • 学会等名
      Proceedings of 5th Pacific Timber Engineering Conference
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会・シンポジウム開催] Proceedings of 5th Pacific Timber Engineering Conference2019

    • 関連する報告書
      2019 実績報告書

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公開日: 2019-05-29   更新日: 2024-03-26  

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