| 研究課題/領域番号 |
26420572
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| 研究機関 | 米子工業高等専門学校 |
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研究代表者 |
稲田 祐二 米子工業高等専門学校, その他部局等, 教授 (00249830)
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| 研究期間 (年度) |
2014-04-01 – 2017-03-31
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| キーワード | LVL / ボルト接合 / ビス接合 / 地場産木材 / せん断耐力 / 引抜き耐力 |
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| 研究実績の概要 |
山陰地方の総面積の8割を占める森林を豊富な資源として活用できれば、中山間地の新規雇用の確保や環境保全につながり、地域活性化の起爆剤となることが期待されることから、地場産木材の需要拡大を目指して、単板積層材（LVL）を用いた新構造システムの開発研究を行っている。既往の研究より新構造システムに於ける部材接合部が、コストに最も影響を与える部位であると共に、その耐力が架構の崩壊荷重を支配する因子であることが明らかとなっている。
そこで、平成２６年度の研究では、地場産LVL部材のビス接合、ボルト接合および両者の併用接合の復元力特性を確認する実験を実施し、基礎データを蓄積した。即ち、複数本のボルト接合の復元力特性は、1本のボルトの復元力特性の累加として表される事を明らかにした。ビス接合のせん断耐力については、ビスの引き抜き耐力が最終強度に影響を与えることから、15kNの能力を有する万能試験機を導入し、引き抜き試験およびビスの曲げ試験を行い、地場産LVLでも引き抜き耐力が終局耐力に影響を与える事を明らかにした。さらに、得られたデータについて既往の実験データとの照査を行うと共に、地場産LVLの接合種別ごとの特性としてまとめた。
一方、これらの実験結果を勘案しながら、新しいヴォールト構造物の構造計画を行うとともに、立体骨組解析ツールを導入し、接合部を中心に強度特性を検討した。また、接合部が支配する施工性についてもケーススタディーを行った。
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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
地場産LVLを対象にしたボルト接合およびビス接合について静的載荷実験を行い接合部強度の性状を明らかにした。また、接合部強度に対する建築学会「木質構造設計規準」算定式の適用性を確認したところ、破壊モードおよび耐力ともに算定式が地場産LVL材に対しても妥当性を有していることを確認した。また、LVL特有のラミナの積層方向と接合金物の方向の違いが強度に与える影響を実験により検討した。その結果、ボルト接合においてはラミナの接合方向と接合金物の方向の違いが強度特性に与える影響はほとんどないことが明らかになった。これらの結果をもとに研究の最終目的である新しいヴォールト構造物の構造計画およびその基本設計に着手し、プロトタイプの設計を完了した。また、本研究が小径木による大スパンのスペースフレーム構造物の開発を目的としていることから、部材接合部の強度特性およびその形状が施工性に大きく影響を与えることが予想されるため、考えられる接合法の検討を精密に行った。特に、新工法に関する施工性については学術的な方法論が確立されていないため、原寸模型のパーツ作成によりケーススタディーを行うとともに施工実験を通して検討を行った。
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| 今後の研究の推進方策 |
平成２６年度の研究成果をもとに新構造システムの開発研究を推進する。接合部については、実験結果をもとにボルト接合を採用する。ヴォールトシステムを構成する部材の接合部は各部材が直交しないことから特別に設計した接合金物が必要となる。平成２６年度において行った構造試設計をもとに、試作した接合金物について施工性を勘案し、改良型金物の設計を行う。これにより一段の施工の合理化をはかると共に、部材寸法の短寸化をはかる。また、新構造システムの耐震設計に必要となる地域産LVLを用いたボルト接合部の復元力特性を正負交番繰り返し載荷実験により確認する。得られた復元力特性を用いて耐震性能を確認するシステムの構築を検討する。
一方、平成２６年度に設計したプロトタイプを実験供試体とした新構造システムの鉛直載荷実験を行う。接合部の実験およびプロトタイプの鉛直載荷実験の結果をもとに新構造システムの改良設計を行う。また、研究最終年度をにらんでコストの検討を行い、可能な限りのコストダウンを目指す。
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| 次年度使用額が生じた理由 |
次年度に繰り越した助成金は、ビス接合の引張り試験およびビスの曲げ試験に必要な万能試験機の購入費およ新構造システムのプロトタイプ実験供試験体の製作費が計画を下回ったことによる。
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| 次年度使用額の使用計画 |
繰り越した助成期は、新構造システムの接合部実験供試体の製作および新構造システムの試作に使用する計画である。
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