| 研究課題/領域番号 |
21K04352
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| 研究機関 | 京都大学 |
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研究代表者 |
小松 幸平 京都大学, 生存圏研究所, 研究員 (20283674)
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| 研究分担者 |
北守 顕久 大阪産業大学, 工学部, 准教授 (10551400)
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| 研究期間 (年度) |
2021-04-01 – 2024-03-31
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| キーワード | 平三斗 / 大斗 / 巻斗 / 枠肘木 / クーロン摩擦 / 木ダボ / 等価粘性減衰定数 / 上載荷重 |
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| 研究実績の概要 |
本年度は研究計画書に記載した通り中国寧波市に現存する保国寺大殿（北宋1013年再建、築1010年）の内陣南側壁面を斗きょうと横架材だけで構成している壁構造(扶壁きょう)を研究課題と定め、その構造形態をモデル化した試験体を創作して扶壁きょうの構造メカニズムの一端を解明することを目指して、静的正負繰り返し加力実験を行った。
モデル試験体の構成は柱に見立てた軽量溝型鋼2本を反力フレーム下部にピン接合し、３本の桁を所定の位置で水平抵抗が起きないように長穴支点でボルト支持し、桁間の所定の位置に平三斗を配置した。大斗尻と桁間は木ダボで固定したが、巻斗と桁間は伝統木造建築における施工上の慣習に従って木ダボ固定はしなかった。正負交番水平荷重は最上桁の重心位置に与え、一定上載荷重はジャッキ全体がスムーズに水平移動できるローラーを介して与えた。実験パラメータは平三斗の配置を2層2列、2層1列、1層2列、1層1列の４種類、上載荷重をP=15 kNとP=30 kNの2種類とした。平三斗はヒノキ製材製で、桁はヒノキの異等級構造用集成材E120f330とした。
モデル試験体の復元力特性は、梁と巻斗間のクーロン摩擦に起因する矩形履歴特性が主で、線形的な木ダボの剪断抵抗がそれに続く要因であろうと推定された。当初予想した大斗や巻斗の回転めり込み抵抗は非常に小さかったが、完全にゼロではなかった。辷り発生後の等価粘性減衰定数は30～55％という高い値を示したが、純クーロン摩擦の場合の64％には及ばなかった。モデル試験体の高い減衰性能と特異な復元力特性を見ると、古代木造寺院建築に使用されていた扶壁きょうは摩擦ダンパー的な役割を演じていたのではないかと推察された。
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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
当初予定していた「モデル扶壁きょう」の静的正負繰り返し加力実験は概ね順調に推移し、モデル試験体の主たるせん断抵抗要因が斗と横架材間のクーロン摩擦であり、エネルギー吸収能力が非常に高いという興味深い結果が得られたことは大きな収穫であった。
また、２０２１年度に実施した「重層斗きょうの力学的性能に関する研究」の成果を取り纏め、それを２０２３年６月にノルウェーで開催される木構造国際会議に口頭発表すべく投稿したところ会議録論文（プロシーディング）として採択された。
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| 今後の研究の推進方策 |
２０２３年６月に開催される木構造国際会議において２０２１年度に実施した「重層斗きょうの力学的性能に関する研究」を口頭発表する予定である。また残り１０ヶ月程度の間に、２０２２年度に実施したモデル扶壁きょうに関する実験結果を数値解析によって精度良く再現できる有限要素モデルを開発し、国際的な研究雑誌に論文を投稿することを目標とする。
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| 次年度使用額が生じた理由 |
次年度使用額￥647,738の内￥458,925は予定していた試験体制作費が予定額を下回ったことによる。また残りの￥188,813は共同研究者である大阪産業大学の北守が留保している額で次年度の研究費として適切に使用する予定である。なお、次年度使用額の大部分は、2023年6月にノルウェーで開催される国際木構造会議の参加登録費並びに旅費として使用する予定である。
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