過大な積雪による木質構造架構の崩壊機構解明と限界性能予測式の実用化

2001 年度 実績報告書

• 研究課題/領域番号: 11555156
• 研究機関: 秋田県立大学
• 研究代表者: 鈴木 有 秋田県立大学, 木材高度加工研究所, 教授 (90027235)
• 研究分担者: 石川 浩一郎 福井大学, 工学部, 助教授 (50168192) ; 秦 正徳 高岡短期大学, 工学部, 教授 (40198742) ; 前田 博司 福井工業大学, 工学部, 教授 (00113043) ; 後藤 正美 金沢工業大学, 工学部, 講師 (40170469)
• キーワード: 木造建物 / 在来軸組工法 / 積雪荷重 / 耐雪抵抗機構 / 載荷実験 / 崩壊挙動 / 座屈解析 / 接合部

研究概要

1.文献研究により、福井・石川・富山・新潟・長野の各県における豪雪災害をまとめ、木造建築物の積雪による被害状況を調査し、被害のパターンと全体崩壊が実際に起こりうる可能性「老朽化した軸組構法の建家を豪雪が襲うという条件」を検証した。
2.北陸の5県において「住宅の雪対策」に関するアンケート調査を行い、近年の住生活の変化が建家にとって厳しい過大積雪を生じる可能性を検証した。
3.以上の成果を踏まえて、「過大積雪荷重」の概念を体系化して、その設定の方針を定めた。
4.小径を変えたスギの実大柱の曲げ試験と鉛直荷重載荷試験のデータに基づいて、木造住宅中の柱の座屈荷重を推定する方式を組み立てた。併せて、多雪地域の住宅プランにおける柱の鉛直荷重を推算して、その推定座屈耐力と比較し、荷重が集中する独立柱が破壊に至る可能性を示した。
5.多雪地域の典型的な木造住宅架構について、その壁の配置と壁量が架構の座屈荷重及びモードに及ぼす影響について、前年度までに開発した解析法を用いて、パラメトリックに検討し、崩壊に至る可能性を持つのは、老朽化した裸に近い骨組架構に限定されることを示した。
6.新たに、住宅として基本的な和小屋組架構の載荷実験と有限要素法に基づく挙動解析を実施して、両者がほぼ近い結果になることを確認して、小屋梁の曲げ破壊かその接合部の破断で、小屋組は崩壊に至ることを示した。
7.最後に、3年の研究期間の諸成果を総括して、過大な積雪による木造軸組住宅の限界性能の予測の方針とその方式の全体構想を提案した。

研究成果

• [文献書誌] 前田博司, 鈴木有, 秦正徳, 石川浩一郎, 後藤正美, 天野正治: "信越地方における住宅の雪対策"福井工業大学研究紀要. 第31号. 211-216 (2001)
• [文献書誌] 前田博司, 田中克征: "福井市における住宅の雪対策"雪氷北信越. 第21号. 32 (2001)
• [文献書誌] 中谷浩, 秦正徳: "多雪地域の鉛直荷重分布と実大柱の座屈耐力について (その3)細長比と許容座屈耐力"第51回日本木材学会大会研究発表要旨集. 223 (2001)
• [文献書誌] 中谷浩, 秦正徳: "スギ材の座屈と限界細長比"日本建築学会大会(関東)学術講演梗概集. 63-64 (2001)
• [文献書誌] 侯炳金, 石川浩一郎, 秦正徳, 鈴木有, 後藤正美, 前田博司: "鉛直荷重を受ける木造立体架構の座屈荷重と座屈モード (その1)解析法の概要および解析モデルの座屈性状"日本建築学会大会(関東)学術講演梗概集. 65-66 (2001)
• [文献書誌] 西尾大, 石川浩一郎, 秦正徳, 鈴木 有, 後藤正美, 前田博司: "鉛直荷重を受ける木造立体架構の座屈荷重と座屈モード (その2)壁量と壁配置の影響"日本建築学会大会(関東)学術講演梗概集. 67-68 (2001)