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日本建築学会大会学術講演梗概集（東海） 2012 年 9 月

仕口形状を考慮した柱‐貫接合部のモーメント抵抗機構
その２．貫および楔の水平変位量

伝統木造
楔

柱‐貫接合部
貫正会員
同同モーメント抵抗
実大実験○石原 由美子 *1
羽生田善将 *3
小野 徹郎 *5

小島 崇徳 *2
井戸田秀樹 *4

同同１. 序
柱‐貫接合部の耐力は、楔形状および楔の抜け出し量などの仕口形状の詳細が影響していると考えられる。そこで、本稿ではこれらを定量的に把握するため、楔形状ごとのめり込みの特徴および楔の抜け出し量に注目して考察する。次稿では、これらを仕口のモデルに反映させる。
なお、考察に用いた試験体および実験概要は前稿に示す。

２. 仕口の破壊状況
柱‐貫接合部では、柱、貫、楔それぞれが接触し、双方がめり込むことにより抵抗力を生じる。したがって、めり込み位置を観察することは、接合部のめり込みメカニズム解明に重要である。柱へのめり込みは、渡りあごの無い試験体においてはほぞ穴角部に限られるため、貫および楔の破壊状況を図１に示す。なお、これらは各仕口形状の代表例であり、いずれも層間変形角 1/10(rad) まで正負交番加力後の状況である。
楔のない通し貫 (J1) では、柱による貫へのめり込みが顕著に見られ、貫上端、貫下端双方に均等なめり込みを生じた。一方、楔のある重ね楔 (J2)、普通楔 (J4)、斜め楔 (J5)では、柱による楔へのめり込みが顕著に見られ、貫上端のめり込みは貫下端のめり込みに比べわずかにとどまった。
渡りあごのある試験体では、貫軸方向に圧縮を受け、貫下端が押し広げられるように変形し、せん断ひび割れを生じた。また、重ね楔渡りあご付き (J2) では、下側楔が繰り返し載荷により徐々に抜け出し、楔には履歴ごとの階段状のめり込み跡が見られた。この傾向は、筆者らが過去に行った門型フレーム形状の試験体を用いた実験 1) においても見られた。
本実験では、楔形状によらず柱表面から楔端までの長さxk を 75(mm) に揃えたため、多くの試験体で 1/15(rad) 時の1 回目に楔が割れた。楔の割れが発生した試験体の特徴は、楔せいが大きく、楔の抜け出しが小さい試験体であった。
伝統木造建築物の安全限界である 1/20(rad) 付近で楔の割れが発生していることから、経験的に決められている x kの長さは妥当と考えられる。

(b) 重ね楔 (J2)(c) 普通楔 (J4)(d) 斜め楔 (J5)(e) 重ね楔 (J2)
図１(f) 通し貫 (J1)
仕口の破壊状況

P pull＋

P push－ch.1pullδkpushδδk楔ch.8

δn ＋貫＋＋pull

δ skpushδn

３. 貫および楔の抜け出し量と特徴
3.1 貫および楔の水平変位の定義
実験において計測された変位を用いて式 (1) ～式 (4) より図２に示す楔および貫の水平変位量を求める。貫に対する楔の変位 δ k を、貫に付けた目盛りにより各ステップの層間変形が最大となる点と、ゼロとなる点に記録した。
pull は正方向載荷時に圧縮される側の楔を、push は負方向載荷時に圧縮される側の楔を表わしている。また、貫に対する楔の水平変位 δ k、柱に対する楔の水平変位 δ sk は、楔(a) 通し貫 (J1)

図２ch.9δnδ sk

δ k : 貫に対する楔の変位
δ柱 sk : 柱に対する楔の変位
δ n : 柱に対する貫の変位

貫および楔の水平変位

δ − δμδch.8, 9 = ch.9 n ch.8 n (1)2δn = μδch.8, 9 − ch.1
2

pull δsk = pull δk + δnpush δsk = push δk − δn(3)

δ(2)
(4)

μδch.8, 9： 貫両端の変位計の平均値

Moment Resisting Mechanism of Nuki-to-Column Connection Considered of Connection TypePart2:Horizontal Displacement of Nuki and Wedge― 437 ―

ISHIHARA Yumiko,
KOJIMA Takanori,HANYUDA Yoshimasa,
IDOTA Hideki,ONO Tetsuroࢹ࣮ࢱ

が抜け出す方向を正とする。
3.2 楔および貫の水平変位
図３に楔および貫の水平変位量を示す。図の (a)~(c)、(e)~(f) は縦軸に貫に対する楔の水平変位 δ k、柱に対する貫の水平変位 δ n、横軸に仕口の回転角 θ p をとったもの、図の (d)、(h) は縦軸に各層間変形角一回目の載荷時の柱に対する楔の水平変位 δ sk、横軸に仕口の回転角 θ p をとったものである。大変形時に抜け出し量が負となるのは、柱による楔のめり込みにより、楔が幅方向に膨らむように変形し、柱のほぞ穴に接触して浮き上がりながら戻っているためである。
①楔形状による比較（図３(a) ～ (d)）楔の水平変位量は柱貫サイズが M の試験体では普通楔(J4)、斜め楔 (J5)、重ね楔 (J2) の順に増加した。F、S 試験体では、重ね楔 (J2) が最も大きく、普通楔 (J4) と斜め楔 (J5)の抜け出し量はわずかな差となった。
②渡りあごせいによる比較（図３(e) ～ (h)）
重ね楔 (J2) において、渡りあごせいが楔の水平変位量に与える影響を比較する。上側楔の抜け出し量に顕著な違いは見られないが、下側楔は渡りあごせいが低いほど、楔の抜け出しが顕著に表れた。
③渡りあごの有無による比較（図３(a)、(e) ～ (g)）
重ね楔 (J2) および斜め楔 (J5) において、渡りあごの有無が楔の水平変位量に与える影響を比較する。なお、図では重ね楔のみ示す。重ね楔渡りあご付きは、柱・貫寸法によらず渡りあごの無いものに比べ下側楔が顕著に抜け出す傾向が見られた。斜め楔渡りあご付きは、重ね楔ほどではないが渡りあごの無いものに比べ楔の抜け出し量が増えた。渡りあごのある試験体で楔の抜け出し量が多くなる
原因は、渡りあごにより貫の水平移動が拘束され、柱によって楔に作用する水平成分が増加するためと考えられる。また、重ね楔において下側楔のみ顕著に抜け出すのは、柱と接触する位置が傾斜しているためと考えられる。斜め楔も傾斜しているが、柱による圧縮力を傾斜している面全体で受けるため、貫と楔の間の摩擦が大きくなり、重ね楔ほど抜け出さないと考えられる。
3.3 楔角度と楔の水平変位の関係
図４に楔角度と柱に対する楔の水平変位の関係を示す。
縦軸に柱に対する楔の水平変位量 δ sk、横軸に楔角度 α をとったものである。(a)、(b) は 1/10(rad) 時、(c)、(d) は1/30(rad) 時の関係である。重ね楔（下側楔）では、楔角度が大きくなるほど抜け出し量も大きくなる傾向がみられる。普通楔、斜め楔は、楔角度によらず概ね一定となった。

４. 結Gk,n (mm)

100

100

push pull
下側楔 上側楔50pull01) 羽生田善将 , 井戸田秀樹 , 小島崇徳 , 小野徹郎：伝統木造軸組における柱 - 貫接合部のモーメント抵抗機構（その２：壁強さ倍率による耐震性能の検討）, 日本建築学会大会学術講演梗概集（北陸）,C-1, 構造Ⅲ , pp.553-554 , 2010.9.

pushGkGnpush pull

0pull

-50

Gk

50

Gk

push-0.1 -0.05

Gk0Gn0.05-500.1

Tp (rad)(a) NM-J2-33-0.1 -0.05

Gk,n (mm)Gsk (mm)100100pull

push pull

0Gsk1,J2
G sk1,J2pull

push

50

50

000.050.1

Tp (rad)(b) NM-J4-33

ࢹ࣮ࢱ

G sk1,J4
G sk1,J4pull

push

G sk1,J5
G sk1,J5push

J2
J5pull

-50

Gk

push

-0.1 -0.05

Gk

0J4

Gn0.05

0.1

Tp (rad)ࢹ࣮ࢱ150-50-0.1

-0.05

00.05

0.1

Tp (rad)(d) 楔形状による比較ࢹ࣮ࢱpush pullGk,n (mm)

100

10050

push pull

50
00pull-50

楔せい :33(mm)(c) NM-J5-33

Gk,n (mm)

Gk

push

-0.1 -0.05Gk0Gn0.05

pull-500.1

Tp (rad)(e) NM-J2-12-42ࢹ࣮ࢱGk,n (mm)Gkpush-0.1 -0.05

Gsk (mm)Gk0Gn0.050.1

Tp (rad)(f) NM-J2-24-42

100

10012

push pull

2450

5000

下側楔 上側楔
36

pull

-50

Gk

push

-0.1 -0.05

Gk0pullGn0.05

0.1

Tp (rad)

図３-50

Gsk (mm)

push

60
4020

00-20-200.1

0.15

0.2

ࢹ࣮ࢱ

D(rad)0.25(a) pull 側 1/10(rad) 時Gsk (mm)ࢹ࣮ࢱ

push30
201010㔜ࡡᴂ(J2)
㔜ࡡᴂΏࡾ࠶ࡈ(J2)ᬑ㏻ᴂ(J4)
ᩳࡵᴂ(J5)
ᩳࡵᴂΏࡾ࠶ࡈ(J5)

-10
0.05

0.1

0.150.2D(rad)

0.25

0.05

0.1

0.15

0.2

D(rad)

0.25

重ね楔
（下側楔）

0-20

㔜ࡡᴂ(J2)㔜ࡡᴂΏࡾ࠶ࡈ(J2)ᬑ㏻ᴂ(J4)
ᩳࡵᴂ(J5)ᩳࡵᴂΏࡾ࠶ࡈ(J5)

00.05

0.1

0.15

0.2

D(rad)0.25(d) push 側 1/30(rad) 時

楔角度と楔の水平変位の関係*1 Kujyaku Sekkei.
*2 Aichi Prefectural Office.
*3 Kameyama Construction.
*4 Prof.,Nagoya Inst. of Tech.,Dr.Eng.
*5 Prof.,Sugiyama Jogakuen Univ.,Dr.Eng.

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0-10(c) pull 側 1/30(rad) 時

図４重ね楔（下側楔）Gsk (mm)2000.1

Tp (rad)(b) push 側 1/10(rad) 時

3000.05㔜ࡡᴂ(J2)㔜ࡡᴂΏࡾ࠶ࡈ(J2)ᬑ㏻ᴂ(J4)
ᩳࡵᴂ(J5)ᩳࡵᴂΏࡾ࠶ࡈ(J5)80200.05

G sk1,36
G sk1,36pushGsk (mm)40-200100

㔜ࡡᴂ(J2)
㔜ࡡᴂΏࡾ࠶ࡈ(J2)ᬑ㏻ᴂ(J4)
ᩳࡵᴂ(J5)
ᩳࡵᴂΏࡾ࠶ࡈ(J5)0-0.05pullࢹ࣮ࢱ

100

60-0.1

G sk1,24
G sk1,24

push

貫および楔の水平変位

pull

80pull(h) 渡りあごせいによる比較(g) NM-J2-36-42
ࢹ࣮ࢱ

Gsk1,12
G sk1,12pushpull

本稿では、仕口の破壊状況、楔の水平変位に着目して、考察を行った。その３では、これらの仕口形状を考慮したモデルの提案を行う。
【参考文献】*1 九尺設計株式会社*2 愛知県庁*3 亀山建設株式会社 常務取締役*4 名古屋工業大学大学院 教授・工博*5 椙山女学園大学 教授・工博ࢹ࣮ࢱGk,n (mm)