木造建物の構造力学的解明と静的・動的性能評価法に関する研究

2002 年度 実績報告書

• 研究課題/領域番号: 13305036
• 研究機関: 京都大学
• 研究代表者: 鈴木 祥之 京都大学, 防災研究所, 教授 (50027281)
• 研究分担者: 後藤 正美 金沢工業大学, 工学部, 助教授 (40170469) ; 林 康裕 京都大学, 防災研究所, 助教授 (70324704) ; 藤谷 義信 広島大学, 工学部, 教授 (50034369) ; 秦 正徳 高岡短期大学, 産業デザイン学科, 教授 (40198742) ; 鎌田 輝男 福山大学, 工学部, 教授 (30026091)
• キーワード: 木造建物 / 耐震性能評価 / 実大振動台実験 / 伝統構法 / 貫効果 / 限界耐力計法 / 耐震設計法 / 木材の耐久性

研究概要

本研究では、木造特有の特性を考慮して木造建物の各部要素から構造物全体までの理論解析的、実験的に総合的な研究を推進して木構造の構造力学的な解明を行うこと目的として、以下の分担課題に分類し実施した。
(1)木造解析法の構築と検証:各構造要素や構面などの解析モデルについて実験的に検証するために、木造住宅の耐震要素である土壁、小壁、貫などを組み込んだ単位立体木造軸組フレームを用いて振動実験を実施した。また、静的および動的耐震性能評価法を比較検証するために、同じ軸組を用いて静的載荷実験も実施した
(2)伝統構法の力学的解明:伝統構法の組物、柱一貫などの構造的特徴を盛り込んだ実大試験体を製作し、復元力特性や減衰性能等を振動実験により調べた。実大振動実験によって軸組全体および各部の振動特性を把握するとともに各構造要素の復元力特性と減衰性能など動力学特性を評価した。また、組物による減衰性、柱一貫等からなる軸組構造の復元力特性とめり込みの効果、柱の傾斜復元力特性、柱と組物との相互作用、礎石上に置かれている柱の滑り等の効果などを実験的検証した。
(3)構造性能評価法の解析的・実験的開発:耐震要素を組み込んだ単位木造軸組フレームを用いた静的・動的耐震性能評価実験に加えて、異なる耐震要素からなる連続木造軸組フレームを用いた静的・動的耐震性能評価実験を行って、耐震要素の加算則を検証した。また、壁要素のみならず軸組要素も加えて構造性能の評価法を導入し、構造設計の自由度を高めた合理的な設計法として限界耐力計算に基づく設計法の指針を示した。
(4)長寿命木構造の開発:築103年を経過して劣化が認められる木造住宅を対象にして、木材の蟻害・腐朽調査を行った。また、木材の普及度と強度特性の関係を調べた。このような調査をもとに長期耐用が可能な木造住宅の構造に着目して検討を行った。

研究成果

• [文献書誌] 鈴木祥之, 後藤正美, 山田真澄: "単位木造フレームを用いた振動台実験による木造軸組の耐震性能評価"第11回日本地震工学シンポジウム. 1511-1516 (2002)
• [文献書誌] 鈴木祥之, 北原昭男, 須田達, 前野将輝, 西塔純人: "伝統木造軸組の実大振動実験による動特性"第11回日本地震工学シンポジウム. 1349-1354 (2002)
• [文献書誌] 鈴木祥之, 清水秀丸, 須田達, 北原昭男: "実大振動実験による軸組構法2階建木造住宅の動特性と耐震性能-筋かい付及び土壁付木造軸組の振動台実験-"第11回日本地震工学シンポジウム. 1377-1382 (2002)
• [文献書誌] 松本慎也, 藤谷義信, 野島千里, 岩佐裕一, 樫原健一: "伝統木造建築物の地震応答解析"構造工学論文集. Vol.49B. 251-257 (2003)
• [文献書誌] 林 康裕, 鈴木 祥之, 後藤 正美: "2001年芸予地震における木造家屋被害の分析"日本建築学会構造論文集. 第556号. 35-42 (2002)
• [文献書誌] 岩崎敏之, 竹村雅行, 稲山正弘, 村上雅英: "在来軸組工法木造住宅の構造設計手法の開発 その61 直交面格子壁の剛性・耐力算定式"日本建築学会学術講演梗概集(北陸). 構造III. 379-380 (2002)
• [文献書誌] 後藤 正美, 山田 真澄, 鈴木 祥之: "木造軸組の振動及び静的加力実験による耐震性能評価"第11回日本地震工学シンポジウム. 1511-1516 (2002)
• [文献書誌] 北原昭男, 林康裕, 奥田辰雄, 鈴木祥之, 後藤正美: "2000年鳥取県西部地震における木造建物の構造特性と被害"日本建築学会構造系論文集. No.561. 161-167 (2002)
• [文献書誌] B.Hou, K.Ishikawa: "Buckling Analysis for Collapse Load and Behavior of Timber Space Frames Subjected to Vertical Loads"Proc. of The Second Int. Conf. on Advances in Structural Engineering and Mechanics (ASEM'02), Busan, Korea. T4B. 1-8 (2002)
• [文献書誌] 鎌田輝男: "十字型断面を持つ柱で構成された木造軸組の水平体力特性について"福山大学工学部紀要. 第26巻. 21-28 (2002)
• [文献書誌] E.-D.Wong, P.Yang, M.Zhang, Q.Wang, T.Nakao, K.-F.Li, S.Kawai: "Analysis of the effects of density profile on the bending properties of particleboard using finite element method (FEM)"Holzforschung, International journal of the Biology Chemistry, Physics and technology of Wood. 61 (1). 66-72 (2003)
• [文献書誌] 山田耕司: "地震動を考慮した木造建物被害関数の生成に関する研究"構造工学論文集. Vol.49.B. 55-63 (2003)
• [文献書誌] 秦 正徳, 中谷 浩, 小玉泰義: "木造住宅耐震診断におけるピロディン閾値について"第53回日本木材学会大会要旨集. (CD-ROM). (2003)
• [文献書誌] 小嶋伸仁, 大西功人, 武田憲明, 鈴木祥之: "木造住宅の地域特性と耐震性能評価-日本各地の住宅の現状-"日本建築学会大会学術講演梗概集(北陸). 393-394 (2002)
• [文献書誌] 鈴木祥之編著: "木造軸組構法の耐震設計法-改正基準法の法体系から最新の限界耐力設計法まで-"日本建築学会近畿支部. 251 (2002)