| 研究課題/領域番号 |
20H02305
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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 | 国立研究開発法人建築研究所 |
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研究代表者 |
山崎 義弘 国立研究開発法人建築研究所, 材料研究グループ, 主任研究員 (70644425)
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| 研究分担者 |
秋山 信彦 国土技術政策総合研究所, 建築研究部, 主任研究官 (20806054)
松田 和浩 名城大学, 理工学部, 准教授 (80567397)
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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 |
17,550千円 (直接経費: 13,500千円、間接経費: 4,050千円)
2022年度: 1,040千円 (直接経費: 800千円、間接経費: 240千円)
2021年度: 11,960千円 (直接経費: 9,200千円、間接経費: 2,760千円)
2020年度: 4,550千円 (直接経費: 3,500千円、間接経費: 1,050千円)
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| キーワード | 集成材 / CLT / 木口 / 支圧 / 引きボルト式接合 / 複合応力 / 引きボルト / もめ / M-N相関関係 / 支圧強度 / 摩擦 / 疲労 / 中高層木造 / 柱脚 / せん断 / 繊維方向めり込み |
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| 研究開始時の研究の概要 |
地球環境問題対策の最重要テーマであるCO2削減に対し、木材利用による炭素固定化が期待されており、これまで木造が採用されなかった中高層建築への木材利用が一つの鍵となる。しかし、中高層化にともなって柱が負担する軸力が増加し、断面が大きくなると、現状の知見のみでは予期していない破壊形式が生じ得る。大規模木造建築を設計するための法整備は整いつつあるが、個々の接合部の性能評価法、および地震時の安全性の確認方法は示されてなく、よって本研究では、この新しい技術領域での汎用設計法の開発を行う。なお、現状では主に耐震および耐火の両面での法規制の解決が課題であるが、本研究はこのうち耐震面での課題を対象とする。
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| 研究成果の概要 |
本研究では、木材の繊維方向圧縮における評価の課題を解決するとともに、中高層化により増大する軸力と同時に曲げモーメントを受ける柱脚接合部の汎用設計法を提案する。
集成材およびCLTを対象に、木口面に支圧応力と同時に発生するせん断応力の大きさをパラメータとした実験を行い、せん断応力が大きいと支圧強度がやや低下することを確認した。引きボルト式接合部の座彫部では、圧縮強度の80～90%以上の圧縮応力を事前に経験すると、その後の引張強度が低下することを確認した。繰り返し変動軸力と曲げモーメントを受ける引きボルト式柱脚接合部の実大実験を行い、保証設計で必要な材料強度の安全率を検討した。
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| 研究成果の学術的意義や社会的意義 |
木口面における支圧とせん断の複合応力の影響が明らかとなり、木口面の支圧に期待した柱脚接合部においては、せん断力の処理を木口の摩擦に期待することなく、別途シアキーを適切に設けることの必要性が示された。
圧縮強度の80～90%以上の圧縮応力を事前に経験すると、その後の引張強度が明確に低下する現象について、木材の基準強度は信頼水準75%の5%下限値で規定されているため、設計で基準強度以下とすれば実強度の80%ほどには達しないと考えられるが、保証設計で必要となる材料強度の安全率を設定する際には有用なデータが得られた。
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