| 研究課題/領域番号 |
20H02299
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| 研究種目 |
基盤研究(B)
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| 配分区分 | 補助金 |
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| 応募区分 | 一般 |
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| 審査区分 |
小区分23010:建築構造および材料関連
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| 研究機関 | 九州大学 |
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研究代表者 |
佐藤 利昭 九州大学, 人間環境学研究院, 准教授 (00637887)
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| 研究期間 (年度) |
2020-04-01 – 2023-03-31
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| 研究課題ステータス |
完了 (2022年度)
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| 配分額 *注記 |
12,090千円 (直接経費: 9,300千円、間接経費: 2,790千円)
2022年度: 2,210千円 (直接経費: 1,700千円、間接経費: 510千円)
2021年度: 4,290千円 (直接経費: 3,300千円、間接経費: 990千円)
2020年度: 5,590千円 (直接経費: 4,300千円、間接経費: 1,290千円)
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| キーワード | 人工乾燥 / 内部割れ / 欠点 / 強度 / 剛性 / 靭性 / 天然乾燥 / 木材 / 水分移動 / 水分勾配 / 乾燥割れ / 心持ち製材 / 数値解析 / スギ / ヒノキ / 曲げ強度 / 実大実験 / 剛性評価 / 乾燥収縮 |
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| 研究開始時の研究の概要 |
建築物に用いる木材には乾燥処理が不可欠で, 短期間で工程を終える人工乾燥が今日では主流となっている. 人工乾燥は, 木材の内部に割れが生じ易い特徴を持ち, このような内部の割れの抑制方法が数多く検討されている反面, 構造部材として期待される剛性・強度に如何なる影響を及ぼすかを検討した研究は皆無に等しい. 本研究は, 実験と解析の両面からこの問題に取り組むもので, 実大試験体の製作工程の管理を通して乾燥による割れを含む木材の断面内の情報を把握し, それと実大実験の結果を比較・分析すると共に, シミュレーション解析を併用することで設計に利用可能な剛性・強度の評価方法の構築を目指す.
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| 研究成果の概要 |
建築物に用いる木材には乾燥処理が不可欠で, 短期間で工程を終える人工乾燥が今日では主流である. 人工乾燥は, 木材の内部に割れが生じ易い特徴を持つが, このような内部の割れが構造部材として期待される剛性・強度に如何なる影響を及ぼすかは明らかでない. 本研究はこの課題に対して, CT スキャンを利用して木材内部の情報を補完し, さらに実大曲げにおいて画像解析も併用することで, 内部の割れを含む木材の欠点が破壊現象に与える影響を調べたものである.検討の結果, 節等の不可避の欠点の方が割れより影響が大きいことが明らかとなった. またあわせて, 割れの要因となる木材中の水分移動も検討した.
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| 研究成果の学術的意義や社会的意義 |
木材は様々な力学的性質を持つ. 天然材料であるが故に成長環境に左右され, 完全に同一の個体がないことから, 予め強度・剛性を知ることが難しい. また同じ個体内でも位置により強度・剛性が異なる不均質性も併せ持つ. さらに, 木材内部の水分量, 厳密には結合水が力学的性質に影響を及ぼすことで知られ, これらの性質を勘案して安全に利用するために, これまでは統計的な手法を基にその強度体系を支えてきた. 一方, 近年多様化したその利用用途を勘案すれば, より詳細な検討が不可欠で, 本研究の学術的価値は, 可能な限り条件を絞りこみ, その強度・剛性の評価を試みた点にある.
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