日本建築学会大会学術講演梗概集（北海道） 2004年 8 月

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木質系構造用面材料の強度性能とその評価
その11 EN方式Two-rail shear法の妥当性の検討
規格・基準測定方法

せん断強度正会員

せん断弾性係数

変形挙動

破壊性状

同

○ 渋沢 龍也*1
佐久間 博文*3

正会員

名波 直道*2

同

谷川 信江*4［緒言］これまでに、構造用面材料のせん断性能評価法とた、反力側レール接地点の水平方向変位と加力側レール下して ASTM 規格に規定される Two-rail shear(TRS)法を取り部の移動をなめらかに誘導した。さらに、反力側レール上上げ、その作業上の負担を軽減し、実施を容易にすること

部は試験体の回転を抑制し、かつ、摩擦によって変形を拘を目的として、鋼製レールを接着して試験体を補強する方束しないようにロッドにより支持した。加力中の試験体の式から、油圧シリンダによってクランプする方式に改良し変形を測定するため、加力側レールの上部水平方向、下部

1)た TRS 法(改良型 TRS 法)を提案し 、改良型 TRS 法が試鉛直・水平方向、反力側レールの上部鉛直・水平方向、下験方法として有効であることを明らかにした 2,3)。欧州規格

部水平方向の 4 箇所計 6 方向の絶対変位をレーザ変位計に(EN)においても TRS 法が規定されているが、ASTM 規格より測定した(図 2)。測定位置には反射板が滑らかに回転とは異なり、圧縮力を負荷する加力方式であるため、試験する標的を設置し、反射板のフックにおもりを吊るしてレ装置が単純で加力が比較的容易である。一方、EN 方式にーザ光軸方向に対し反射面が常に垂直となるようにした。

対しては、試験体隅角部に応力集中が生じる可能性が指摘［結果および考察］G・τの値(表 1：算出には荷重に4)5)されている が、測定例 は少なく検討は十分とは言えな

cos14゜を乗じた値を使用)は、接着方式 TRS 法による結い。本報では、EN 方式 TRS 法の妥当性を検討するため、

果 2)とほぼ一致した。両測定法による G の値には危険率せん断弾性係数(G)・せん断強度(τ)・変形挙動・破壊形5%(以下同じ)で有意な差は見られなかった。τについて態を ASTM 方式 TRS 法・改良型 TRS 法と比較した。

は LAN と PB は EN 方式の方が有意に高かったが、平均

6)［方法］既報の 6 種の構造用面材料 、合板 3 種(ラワン値の差は小さいものであった(LAN：7%、PB：5%)。一=LAN・ラーチ=LRC・カナダ産針葉樹合板=CSP)・OSB・方、改良型 TRS 法の結果 3)と比較すると、G の値に有意MDF の市場流通品、およびパーティクルボード(PB)の試な差は見られなかっ作品に関して、試験体長辺方向が原板の短辺方向と一致すたが、τの値は MDFるように、400×600mm の試験体を各面材の原板より 1 体に有意な差が見られ、ずつ計 5 体採取した。鋼製レールをエポキシ樹脂接着剤にその平均値は EN 方式

より試験体に貼付し、20℃，65%RH 環境下で養生した。の方が 22%低かった。

ひずみ測定には 2 軸 90°交叉型ひずみゲージ(ゲージ長：そこで、各面材料の変10mm)を用い、試験体表裏面の中央部および長辺方向 1/4形挙動・破壊形態につ端部の計 4 箇所に貼付した。加力は EN 規格(EN789:1996)

いて検討を行った。試

荷重に従い、試験体長辺が加力方向に対試験体
400×600

鋼製
レール

1 50

して 14°傾40 0標的

圧縮力を負6 00150いた状態で100反射板2020荷した(図スライドニードル
ベアリングは 1mm/minとした。
加力1001)。
変形速度20 014°時には、加力フラット
ケージ側レールを振れ止め(ローラ)により支持した。ま単位：mm

フック
ローラベアリング
単位：mm

図 1. EN 方式 Two-rail shear 法の詳細

回転軸
マグネットベース

図 2. 変位測定位置と標的の詳細

Evaluating the Mechanical Performances of Wood-based Structural Panels
Part 11 Feasibility of Two-rail shear test according to EN standard
SHIBUSAWA Tatsuya, NANAMI Naomichi, SAKUMA Hirofumi and TANIKAWA Nobue

̶257̶験体に純粋なせん断応力のみが生じた場合、加力側レー補強レール貼付部分の試験体表層がはく離したものが 1

ルは試験体長辺と平行に下方移動し、平行四辺形となる体存在し、他の試験体より低いτを示した。その他の試ような変形が生じると考えられる。しかし、ほとんどの験体は、ASTM 方式と同様にレール貼付部分の層内せん試験体はそのような変形をせず、レールが回転する傾向

断により破壊に至った。OSB の場合、試験体上部で座屈が見られた(図 3：測定値を試験体 4 頂点の変位として試や面外曲げ変形が見られたものや試験体下部で引張破壊

験体寸法に対して 66.7 倍に表示)。反力側レール下部ではが生じたものがあった。また、PB では全ての試験体で加すべての試験体においてほとんど動きが生じなかったが、力側レール下部から割裂破壊が生じた。ボード類は最大上部は加力に伴い加力点側に回転していた。特に、ボー荷重が高く、繊維が切断されたエレメントから成るため、ド類 3 種において、その傾向は顕著であった。加力側レ応力集中の影響を受けやすく、最もエレメントの小さなール上部は徐々に試験体外側に変位していくものが多く

MDF では、測定値にその影響が現れたと考えられる。以見られた。下部では試験体設置時の傾斜角度のまま下方上より、EN 方式はその加力方法がせん断性能の測定値にに移動していたが、水平方向変位は下部に比べ上部のほ影響する可能性があり、特に MDF に対しては、測定に適うが大きいことから、加力側レールはベアリングを支点さないといえる。とし、レール上部が回転する傾向があると推察される。

［文献］1)渋沢 他：2001 年度日本建築学会大会(関東)学術講

レール間距離の変化(図 4)を見ると、レールは加力に伴っ演梗概集，C-1，p.47-48，2001．2)渡邉 他： 2002 年度日本建て平行でなくなり、上部では近づき、下部では開いてい築学会大会(北陸)学術講演梗概集，3)名波 他：2002 年度日本

くことから、試験体短辺方向に上部では圧縮応力、下部建築学会大会(北陸)学術講演梗概集，C-1，p.9-10，2002．

では引張応力が生じていることが推測される。合板は G4)Ziethen, R.：1st International RILEM Symposium on Timber Eng.，が低く、塑性変形量も大きいため、レール間距離の変化

p.649-658，1999．5)佐久間 他：1999 年度日本建築学会大会(中量は大きくなっている。供試材料の特性によりこの傾向

国)学術講演梗概集，C-1，p.95-96，1999． C-1，p.7-8，2002．

が更に顕著に現れた場合、G・τの測定値に影響を及ぼす

6)名波 他：2001 年度日本建築学会大会(関東)学術講演梗概集，可能性があるため、注意を要する。各面材料の破壊形態

C-1，p.43-44，2001．

LANLRCを比［謝辞］本研究を行うにあたり、多大なご協力を賜った三井較すホーム株式会社および日本繊維板工業会に厚くお礼申し上げると、る。また、精力的に実験を実施した静岡大学大学院卒業生渡MDF

邉洋子君・山村浩介君をはじめ、本研究にご協力頂いた多く

ではの方々に衷心より謝意を表する。
表 1. EN 方式 Two-rail shear 法による各種面材料のせん断性能
3

CSP

MDF

ρ(g/cm )n記号MC(%)
G(GPa)
LAN
5 0.585 (0.0450)
10.9 (0.247)
0.478 (0.0477)
LRC
5 0.653 (0.0363)
11.7 (0.293)
0.502 (0.0335)
CSP
5 0.484 (0.0320)
11.8 (0.464)
0.545 (0.0569)
OSB
5 0.651 (0.0104)
10.6 (0.373)
1.32 (0.154)＊
MDF
5 0.761 (0.0114)
8.75 (0.266)
1.11 (0.0360)
PB
5 0.841 (0.00713)
10.1 (0.199)
1.59 (0.0744)( )内の数値は標準偏差＊τについてはレールがはく離した1体を除く4体の値

OSB

1.0

下部

レール間距離の変化(mm)PB

レール間距離の変化(mm)

1.8

CSP

1.2

LRC
0.6LAN0CSP-0.6

LRC
上部

下部
OSB0.5PBLAN-1.8PB
上部OSB

MDF-1.00102030010荷重(kN)

2030荷重(kN)4050

図 4. レール間距離の変化

図 4. 加力時の変形挙動の比較*1 森林総合研究所複合化研究室 農博*2 静岡大学農学部森林資源科学科 農博*3 ベターリビング 筑波建築試験センター 農博*4 森林総合研究所複合化研究室 学振 農博

MDF

0-0.5-1.22mm

τ(MPa)
5.69 (0.285)
4.81 (0.314)
4.17 (0.422)
8.25 (0.713)
10.4 (0.281)
9.92 (0.324)

Composite Products Lab., Forestry and Forest Products Research Institute, Dr. Agr.
Dept. of Forest Resources Science, Faculty of Agriculture, Shizuoka Univ., Dr. Agr.
Tsukuba Building Test Lab., Center for Better Living, Dr. Agr.
Composite Products Lab., Forestry and Forest Products Research Institute, JSPS, Dr. Agr.

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