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円形孔を複数有する集成材梁の孔配置と耐力に関する研究

研究課題

研究課題/領域番号 20K04796
研究種目

基盤研究(C)

配分区分基金
応募区分一般
審査区分 小区分23010:建築構造および材料関連
研究機関大阪公立大学 (2022)
大阪市立大学 (2020-2021)

研究代表者

岡本 滋史  大阪公立大学, 大学院生活科学研究科, 講師 (20769806)

研究期間 (年度) 2020-04-01 – 2023-03-31
研究課題ステータス 完了 (2022年度)
配分額 *注記
4,290千円 (直接経費: 3,300千円、間接経費: 990千円)
2022年度: 2,080千円 (直接経費: 1,600千円、間接経費: 480千円)
2021年度: 2,080千円 (直接経費: 1,600千円、間接経費: 480千円)
2020年度: 130千円 (直接経費: 100千円、間接経費: 30千円)
キーワード円形孔 / 集成材 / 割裂 / 集成材梁 / 木質構造 / 建築構造・材料
研究開始時の研究の概要

集成材の梁に孔を複数設ける場合、国内外の指針などで規定されてる孔の配置基準に準じる必要がある。しかし、孔の配置基準を守っても孔を複数設けると0.85程度の耐力低減が必要であることが既往の研究によりあきらかにされている。そこで本研究では、円形孔を複数有する集成材梁の耐力が低下しない孔の配置基準の提案と実務で求められる範囲で孔の間隔が短くなった時の耐力の低減方法の提案を目的として、実験及び解析により検討を行う。

研究成果の概要

本研究では、円形孔を複数設けた集成材梁の割裂耐力の設計法を確立することを目的としている。最初に、孔間距離が短くなるにしたがって孔周りに作用する繊維直交方向の最大引張応力度が増加する割合を有限要素解析を行いて定式化し、割裂耐力の設計法を提案した。そして、円径孔を1つまたは2つ設けた集成材梁の3点曲げ試験を実施し、実験値と計算値を比較することにより、提案した設計法の妥当性を確認した。また、耐力が低下しない孔間距離の提案も行った。

研究成果の学術的意義や社会的意義

日本の有孔梁の指針類は、「枠組壁工法建築物設計の手引」か「JIS A 3301」に示されている仕様規定制限のみで、有孔梁の耐力算定方法が確立されていないのが現状である。住宅などの建築現場では安全性の検討を行わずに切り欠きや孔が設けられ場合があり、適切な評価法が望まれてきた。本研究では、円径孔が一つの場合と二つの場合の耐力算定方法を提案し、この成果を応用することにより有孔梁の簡易な設計法や配置基準を検討することができ、安全な建築物の普及が期待される。

報告書

(4件)
  • 2022 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2021 実施状況報告書
  • 2020 実施状況報告書
  • 研究成果

    (5件)

すべて 2023 2022 2021

すべて 雑誌論文 (4件) (うち査読あり 4件、 オープンアクセス 4件) 学会発表 (1件)

  • [雑誌論文] 二つの円形孔を有する集成材梁の耐力に関する研究2023

    • 著者名/発表者名
      岡本 滋史,西村 悠汰,中谷 誠,秋山 信彦,青木 謙治,稲山 正弘
    • 雑誌名

      日本建築学会構造系論文集

      巻: 88 号: 807 ページ: 826-834

    • DOI

      10.3130/aijs.88.826

    • ISSN
      1340-4202, 1881-8153
    • 年月日
      2023-05-01
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Study on the strength of glued laminated timber beams with round holes: proposal of the design formula for the splitting strength2022

    • 著者名/発表者名
      Okamoto Shigefumi,Akiyama Nobuhiko,Araki Yasuhiro,Aoki Kenji,Inayama Masahiro
    • 雑誌名

      Journal of Wood Science

      巻: 68 号: 1 ページ: 1-18

    • DOI

      10.1186/s10086-022-02013-w

    • 関連する報告書
      2022 実績報告書 2021 実施状況報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Study on the strength of glued laminated timber beams with round holes: difference in structural performance between homogeneous-grade and heterogeneous-grade timber2021

    • 著者名/発表者名
      Okamoto Shigefumi、Akiyama Nobuhiko、Araki Yasuhiro、Aoki Kenji、Inayama Masahiro
    • 雑誌名

      Journal of Wood Science

      巻: 67 号: 1 ページ: 1-25

    • DOI

      10.1186/s10086-021-01941-3

    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Estimation of the perpendicular-to-the-grain tensile strength of Scots pine glued laminated timber via three-point bending tests2021

    • 著者名/発表者名
      Okamoto Shigefumi、Akiyama Nobuhiko、Nakamura Noboru、Aoki Kenji、Inayama Masahiro
    • 雑誌名

      Journal of Wood Science

      巻: 67 号: 1 ページ: 1-11

    • DOI

      10.1186/s10086-021-01966-8

    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [学会発表] 二つの円形孔を有する集成材梁の耐力に関する実験的研究2022

    • 著者名/発表者名
      西村悠汰,岡本滋史,中谷誠,秋山信彦
    • 学会等名
      日本建築学会
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書

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公開日: 2020-04-28   更新日: 2024-01-30  

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