| 研究課題/領域番号 |
17K14768
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| 研究機関 | 福岡大学 |
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研究代表者 |
倉富 洋 福岡大学, 工学部, 助教 (50709623)
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| 研究期間 (年度) |
2017-04-01 – 2020-03-31
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| キーワード | 直交集成板 / 鉄骨梁 / 押抜き実験 / エポキシ系接着剤 / せん断耐力 |
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| 研究実績の概要 |
我が国では，戦後植林された人工林が木質材料として使用可能となり、国産木材の需要を拡大していくことが求められている。こうした要求に応える策として，筆者らは，鋼構造のコンクリートで造られている床（以下，RC床と略記）を，直交集成板（以下，CLTと略記）と呼ばれる木質材料に置き換える試みを行なっている。しかしながら，本構法である直交集成板を用いた場合，通常のRC床であれば考慮できるはずの合成梁効果を考慮をする評価法が確立されていないことに課題がある。そこで本研究では，鉄骨梁と直交集成板で構成された合成梁の構造性能ならびに合成梁効果の評価法について検討することを目的とする。
平成29年度では，鉄骨梁とCLT床で構成された合成梁の構造性能に影響を及ぼす諸条件を明確にするために，要素試験として標準的な押抜き実験を実施する。実験変数にはスタッドボルトの径と長さを選定した。径に13mmと19mm，長さに70mmと150mmをとり，各4パターンの同一条件6体ずつ計24体の試験体を製作した。本実験で得られた知見を以下に記す。
(1) スタッドボルトの径がせん断耐力に及ぼす影響は大きく，径19mmの方が径13mmに対して二倍の耐力を発揮した。一方で，長さの違いによる影響は余り見て取れなかった。
(2) ずれ変位はスタッドがCLTにめり込むことで増大し，スタッド自体の変形も確認された。スタッドの変形は長さにより二種類の変形モードが観察された。
(3) 本接合方法におけるスタッドボルト一本あたりの降伏せん断耐力の評価手法として，各種合成構造設計指針・同解説に記載されている式を参考とした。即ち，同式中のコンクリートのヤング係数および設計規準強度を，CLTのヤング係数および設計規準強度に置換して評価した。その結果，実験値に対する計算値の比は1.07～1.30となり，概ねよく評価できることを明らかとした。
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| 現在までの達成度 (区分) |
現在までの達成度 (区分)
2: おおむね順調に進展している
理由
平成29年度に実施予定としていた鉄骨梁と直交集成板（以下，CLTと略記）の接合部において押抜きせん断実験を実施完了した。当初は，実験変数としてスタッドボルト径16mmおよびCLT厚150mmも計画し，一条件につき3体ずつとしていた。しかしながら，押抜き実験における実験結果の信頼性を高めるために，一条件につき6体ずつとして4条件に絞り，合計24体の実験を実施することとした。
平成29年度の研究成果より，鉄骨梁とCLT床間の接合方法におけるせん断耐力に影響を与える影響因子を明らかとし，スタッドボルト一本当たりの降伏せん断耐力の評価式を提案することができた。また，実験後に試験体を解体し，最終破壊性状も確認することができた。これらの成果は平成30年度に計画予定の鉄骨梁とCLT床の合成梁効果を調べる曲げせん断実験において，試験体を設計するうえで必要となる基礎資料となる。これらの成果から，平成29年度の達成度として，おおむね順調に進展しているものと判断できる。
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| 今後の研究の推進方策 |
平成30年度では，鉄骨梁と直交集成板（以下，CLTと略記）で構成された合成梁試験体を製作し，曲げせん断実験を実施することで合成梁効果について調べる計画である。
具体的には，純鉄骨梁と比較して，本合成梁がどの程度，曲げ剛性ならびに曲げ耐力を向上できるかを調べる。四点曲げ載荷試験を実施する計画である。実験変数には，スタッドボルトの径，長さおよび間隔を選定する。荷重－変形関係上の特性点として，降伏点および最大荷重点の特性点に着目し，これらの荷重を発揮するときの変形状態や最終破壊性状についても併せて考察する。
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| 次年度使用額が生じた理由 |
平成29年度に計画した実験において，試験体数を変更したためである。生じた次年度使用額は平成30年度の試験体製作費に充てる計画である。
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