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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

偏心を有する三階建木造丸太組構法住宅の実物大振動台実験
正会員
同
ログハウス
偏心

木造丸太組構法
実物大振動台○住田幸大*1
林崎正伸*2

同同

伊藤嘉則*2
大橋好光*3三階建
実大建物挙動1.はじめに
本研究は、3 階建て木造丸太組構法住宅に、錘を積載し、重量偏心させた試験体で、一次元振動台による実物大振動台試験を行い、試験体の耐震性の確認と、各部の動的表1階32
1Wi[kN]
52.65
54.42
57.06

Σ Wi[kN]
52.65
107.07164.13

各階重量及び地震力

α i
0.32
0.65
1.00

Ai
1.41
1.16
1.00

Ci
0.28
0.230.20

Σ Qi[kN]
14.81
24.94
32.83

挙動の把握及び各部損傷の確認を目的としている。
3.実験概要(1)入力波
試験体に振動台で地震動を想定した振動を入力した。

2.試験体(1)試験体形状
写真 1 に試験体の全景(北西側及び南東側)を示す。

実験に使用した入力波を表 2 に示す。試験体の剛性や振本試験体は、3 階建て丸太組み構法住宅で、平面形状は桁行 5.3ｍ、梁間 4.3ｍ、床面積 22.79 ㎡の長方形平面であ

動特性を調べるため各地震波入力前後に、ステップ波加振とランダム波加振を 1 回ずつ行った。

る。また、全ての階において平面形状、立体形状ともに同じであり、高さは 2.7ｍである。

表2

壁要素は、スギ材(E70, 幅 110 ㎜×高さ 90 ㎜)によるロ実験に用いた入力波加振内容
日本建築センター波レベルⅠ
JMA神戸海洋波(NS成分)
JMA神戸海洋波(NS成分)
JMA神戸海洋波(NS成分)SWEEP波(6Hz→1Hz)

グ材を水平に重ねて構成したログ壁で、その上端部に 2本さねを有している。ログ材間の接合は、ラグスクリュー(径:φ13 ㎜,材質 SS400)タイプのダボを用いている。

入力レベル(%)
3350100100‐

目標入力加速度(Gal)69409818818400(2)測定方法
試験体の挙動や破損状況を目視で観察するとともに、建物中央部、主要な耐力壁線上の加速度及び層間変位を測定した。また、ログ材間の相対上下方向変位・ログ壁の上下方向変位及び水平方向変位・ログ壁の上下方向変位測定している。その他、ダボの軸ひずみ、振動台と土台間での水平方向変位を測定した。
4.実験結果(1)損傷状況SWEEP 波加振 3.7Hz～1Hz の観察では、1 階ログ壁の脚

写真 1 試験体全景(左:北西側 右:南東側)部で、ログ材間の水平ずれ及びログ壁全体がロッキング(2)試験体重量表 1 に建物重量及び地震力を示す。

する様子が見られ、同時に加振平行方向の開口付近で、積載重 量は、 2 階床 :17.6kN 、 3 階 床 :12.35kN 、小 屋
床:10.58kN となるよう積荷した。それぞれ、1 階の偏心率が 0.3 となるように、建物の耐力要素となる剛性をダボ本数から算出し、錘を配置した。当試験体では、各階 Y2 構ログ材間の開きが生じた。加振直交方向には目立った損傷は見られなかった。
加振終了後、ログ材間での水平ずれ、ダボの引き抜け、ダボ頭のログ材へのめり込み、さねの破損が生じた。

面に集中させて鋼板(221N/枚)を並べている。

Shaking Table Test of a Full-scale Three-story Log Building with Eccentricity

SUMITA Koudai*1, ITO Yoshinori*2, HAYASHIZAKI Masanobu*2,

of Shear-wall Layout

and OHASHI Yoshimitsu*3― 251 ―

(2)振動特性
図 1 にステップ波加振から得られた固有振動数と減衰示している。

定数の変遷を示す。

はあまり見られなかった。しかし、2 階において、層間変同図のステップ波加振から得られた固有振動数は地震波入力前から、SWEEP 波加振後を比較すると、ほとんど1 階と 3 階では見かけの層間変位、真の層間変位での差位に比べ累加ログ水平方向変位がやや小さい。これは、2階部分でロッキングが生じたためと考えられる。

変化を示さなかった。
また、減衰定数においては、JMA 神戸海洋波 100%-1 回目加振後以外はほとんど変化しなかった。JMA 神戸海洋
波 100%-1 回目加振後に測定した減衰定数は、50%加振後6655

減衰定数（％）

固有振動数（Hz）と比べ、約 7%減少している。

432321100１加振目

図14２加振
目

３加振
目

４加振
目

１加振
目

６加振
目

５加振
目

２加振目３加振
目

４加振
目

５加振
目

６加振
目

ステップ波加振から得られた固有振動数と減衰定数の変遷(3)水平方向変位
図 2 に各地震波での、最大変位時の累加ログ水平方向変位を示す。
見かけの層間変位：σix

神戸海洋波 50% 神戸海洋波 100%-1 神戸海洋波 100%-2③18.46sec時④14.98sec時⑩19.84sec時

真の層間変位：σixx

454545累加ログ水平方向変位：Σσiｓ
図3ロ
グ
段数

ロ
グ
段数5.まとめ
大地震を想定した神戸海洋気象台波 100％の地震波を与ロ
グ
段数

1515

各階毎の層間変位-荷重曲線(JMA 神戸海洋波 100%-2 回)

303030

えても、倒壊に至るような大きな損傷は見られず、0.3 偏15心率を有する当試験体は優れた耐震性を示した。
層間変形角、水平方向変位においては、錘を載せた Y2構面は、最大で約 2 倍の変位を示した。
-20.00-10.00

00.00

10.00

20.00

-150.00

相対水平方向変位（mm)

図2-75.00

00.00

075.00150.00-150.00

相対水平方向変位（mm)-50.0050.00

150.00応答加速度、上下方向変位については、偏心の影響は相対水平方向変位（mm)少なかった。

各地震波での、最大変位時の累加ログ水平方向変位

Y1 構面と、錘を積荷した Y2 構面では、ねじれは起きずほぼ同じ位相で振動した。変位量については、JMA 神[謝辞]
本振動台実験は、ログハウス協会によって実施されたものである。

戸海洋波 100%-1 回目の最大時で、Y2 構面は Y1 構面の約

また、本研究を進めるにあたり、株式会社アールシーコアの原田喜1.8 倍の変位を示した。

秀氏、㈲レン構造設計事務所 二連木清氏、白石一三氏の協力を得ました。

(4)層間変位
図 3 は JMA 神戸海洋波 100％-2 回目の層間変位曲線を*1 東京都市大学大学院・工学研究科建築学専攻

修士課程*1 Graduate Student,Dept of Arch,Grad School of Eng. Tokyo City University*2 建材試験センター*2 Japan Testing Center for Construction Materials*3 東京都市大学 教授・工博*3 Professor,Dept of Architectural Engineering, Tokyo City University― 252 ―