| 研究課題/領域番号 |
18K05773
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| 研究機関 | 宮崎県木材利用技術センター |
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研究代表者 |
中谷 誠 宮崎県木材利用技術センター, その他部局等, 研究員 (90433143)
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| 研究分担者 |
田中 圭 大分大学, 理工学部, 准教授 (00325698)
森 拓郎 広島大学, 工学研究科, 准教授 (00335225)
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| 研究期間 (年度) |
2018-04-01 – 2021-03-31
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| キーワード | LSB / GIR / 長期性能 / クリープ / DOL |
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| 研究実績の概要 |
公共建築物の木造化に関する法律が制定されるなど、中・大規模建築物を木造で建築する事例が増加している。これらの建物は、長期間にわたり安全に使用できることが要求される。しかしながら、接合部の長期性能に関する研究事例は極めて少ない。そこで本研究では、これらの接合部に使用される大型のネジ接合具であるラグスクリューボルト（以下、LSB）及び接着剤と全ネジボルトを用いたグルードインロッド（以下、GIR）について、長期的な引張性能の解明に取り組んでいる。本年度の研究では、長期的な引張耐力を推定するDOL試験、そして長期的な引張変形量の増大を推定するクリープ試験を実施した。
DOL試験では短期的な引張強度を試験により求め、DOL試験で負荷する荷重レベル3条件（短期試験結果の90%、80%、70%）を決定し、各荷重レベルで破壊に至るまでの荷重継続期間を測定した。各接合部の試験結果より、測定値の回帰直線から推定される50年後の破壊荷重レベルが、LSBは短期試験結果の65%、GIRは短期試験結果の68%であった。ただし、その推定方法については今後検討が必要であると考える。
クリープ試験では長期荷重に相当する荷重を試験体に負荷し、18ヶ月間の引張変形量の変動を測定した。LSB接合は18ヶ月後の変形量が平均で0.15mm、期間内の最大変位が0.37mm、GIR接合は18ヶ月後の変形量が平均で0.67mm、期間内の最大変位が0.98mmであった。今後、継続中の実験結果を含め荷重継続時間の調整係数及び変形増大係数を算出するとともに、接合部としての長期性能及びその安全性について考察を行う。
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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
本年度計画していた研究について、実験はおおむね順調に進んでいる。ただし、本年度中に終了する予定であったDOL試験について、負荷荷重レベルが短期試験結果の70％の試験において継続中の試験体がわずかに残っており、次年度も継続して実験を行う予定である。これまでに得られた実験結果から建設省告示1446号に定められた解析方法で計算した結果、LSB及びGIR接合ともに長期による強度低下が木材よりも小さく安全側の評価となった。ただし、マディソンカーブよりも短期間で破壊した試験体が数多く見られたことから、試験結果の評価方法について更なる考察が必要であることが分かった。クリープ試験では長期荷重に相当する荷重を試験体に負荷し、1年間にわたり引張変形量の変動を測定した。GIR接合では、夏季の高温時に変形が進展する結果が得られ、更なる考察が必要であると考えられた。そこで、本年度で終了予定であった実験を次年度の夏季まで継続することで、2年目の夏季の変形量を測定する。またLSB接合及びGIR接合ともに微少な変形を繰り返していたことから無載荷条件での試験体について測定を実施したところ、湿度変化に伴う含水率変化により生じる木質材料の膨潤収縮であると推定された。
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| 今後の研究の推進方策 |
本研究では3つの試験課題（「クリープ試験」、「DOL試験」、「新たな試験方法の検討」）に取り組んでおいる。最終年度となる次年度は、各課題について以下の通り研究を進める計画である。
課題１「クリープ試験」では、本年度の測定において夏季に変形量が増大する傾向が見られたことから、実験を継続して2年目の夏季について変形量の変動を確認することとする。また、実験結果から各接合部について建設省告示1446号による変形増大係数を算出するとともに、絶対的な変形量から接合部としての安全性について考察を行う。
課題２「DOL試験」では、試験継続中の試験体がわずかに残っており、次年度も継続して実験を行う。実験結果から長期的な強度低下を推定し、荷重継続時間の調整係数を算出する。また、これまでに得られた結果ではLSB接合ではマディソンカーブよりも短期間で破壊する試験体が数多く見られたことから、その安全性と評価方法について検討を行う。
課題３「新たな試験方法の検討」では、長期間にわたる実験が必要となるクリープ試験とDOL試験を簡略化するための試験方法の確立を目的として、今年度研究を開始する。
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| 次年度使用額が生じた理由 |
2020年3月に予定されていた第70回日本木材学会大会が中止となり、執行予定であった旅費が次年度に繰り越しとなった。今年度は、試験体材料と治具の購入、そして学会発表の旅費に研究費を使用する計画である。
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