2017 Fiscal Year Research-status Report
木材の年輪構造が直交集成板ラミナのローリングシア強度に与える影響
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15K07521
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| Research Institution | Forest Research and Management Organization |
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Principal Investigator |
宇京 斉一郎 国立研究開発法人森林研究・整備機構, 森林総合研究所, 主任研究員 等 (70455260)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
新藤 健太 国立研究開発法人森林研究・整備機構, 森林総合研究所, 主任研究員 等 (10414484)
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| Project Period (FY) |
2015-04-01 – 2019-03-31
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| Keywords | CLT / ラミナ / ローリングシア / 髄からの距離 / Shear Analogy |
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| Outline of Annual Research Achievements |
昨年度実施したスギ材ラミナのローリングシアの試験結果について、ひずみ分布の詳細分析を行い、ラミナの断面に出現する年輪の幾何学的な特徴とローリングシアの特性値との関係を明らかにした。年輪の幾何学的特徴量の一つとして、丸太の髄からラミナの中心までの半径方向の距離rを求めた。距離rとローリングシアの特性値との関係をみると、ラミナ断面内に髄を含まないｒ=20mmあたりに極大値をとり、距離rが大きくなるとせん断弾性係数およびせん断強度が低下する傾向がみられた。ラミナ内に髄を含む場合はせん断弾性係数、強度ともに低下する傾向がみられた。ラミナ木口でのせん断ひずみの分布をみると、距離ｒが小さく髄を含まない試験体では、ひずみの大きい領域が局所に偏る傾向がみられ、年輪構造がラミナのローリングシアの挙動に影響していることが確認できた。
ラミナ単体のローリングシアの強度と直交集成板（CLT）の強度との関係を調べるために、断面寸法が厚さ30mm幅122mmのスギ材ラミナで構成される強度等級Mx60 5層5プライのCLTを用いて短スパン3点曲げ方式によるCLTのせん断試験を実施した。試験の結果得られた曲げ剛性およびせん断耐力から、Shear Analogy法を用いてCLT直交層のローリングシアのせん断強度の推定を行った結果、推定値は昨年度実施した厚さ24mm幅112mmのスギ材ラミナのローリングシアの強度の平均値2.0MPaと近い値となることを確認した。なお、CLTのせん断耐力および曲げ剛性の変動係数は5％程度であり、ラミナ単体のローリングシアの試験でみられた変動（せん断弾性係数、強度ともに20%以上）よりも小さくなった。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
3: Progress in research has been slightly delayed.
Reason
今年度は、CLTのせん断試験およびCLTを構成するラミナの材料試験を実施し、それらをもとに強度予測モデルを検証する予定であったが、昨年度に実施したラミナ単体のローリングシア試験の結果の分析に時間を要したため、CLTを構成するラミナの材料試験の一部が未着手となった。CLTの強度予測手法をより詳細に検証するためには、ラミナの試験結果を反映させた分析が必要である。以上の理由により、進捗はやや遅れているとした。
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| Strategy for Future Research Activity |
研究期間を延長し、実大のCLT試験体の製造ラインから抜き取ったラミナを用いて、強度予測モデルに必要となる各種材料定数を得ることで、強度予測モデルをより精緻なものとする。また、ラミナ単体のローリングシア試験を行い、CLTの強度予測結果の検証を行う。
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| Causes of Carryover |
（理由）
今年度実施した実大のCLT試験では、画像相関法用のランダムパターンを試験体表面に付与するために、マスキングフィルタを製作する予定であった。これは、広い範囲を観察するにあたって、撮影画像の空間解像度が下がることに対応するためであったが、撮影用のカメラの画素数が大幅に向上したこと、また、カメラを複数台同時使用できるようになったことから、既存の器具を用いたスプレー噴射によってパターンを付与したほうが適していることがわかり、製作を取りやめることとした。以上により、次年度使用額が発生した。
（使用計画）
ラミナの材料定数を得るための試験およびラミナ単体のローリングシアの試験を実施する。その際、画像相関法のために取得する画像ファイルや、解析結果ファイルを保存・バックアップするためのストレージを追加購入する。また、最終年度であるため、結果のとりまとめや成果発表に使用する。
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