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日本建築学会大会学術講演梗概集（北陸） 2019 年 9 月

CLT パネル工法の構造設計方法拡充・合理化に関する検討
その 6 斜め壁の剛性・耐力と斜辺支持床版の有効スパン〇佐藤 基志*1
五十田 博*3
津田 千尋*5

正会員
同
同
CLT 構造
斜辺支持床版

斜め耐力壁
有効支持スパン河合 直人*2
車田 慎介*4
安曇 良治*6

同同
同

水平加力実験
FEM 解析

1.はじめに
本報では、水平力に対して斜めに配置された CLT 耐力めり込み及び引きボルト孔位置上部で計測した。荷重の壁の性能把握及び水平耐力の評価方法の提案を目的とし計測にはロードセルを用い、ロードセルは水平方向のジて実施した斜め耐力壁の水平加力実験の概要と結果及びャッキ端部と引きボルトの架台側配置した。水平方向の角度補正の検証結果と、斜め壁に支持される床版及び屋ジャッキに取りつけたロードセルは試験体に作用する水根版（以下、斜辺支持床版）の有効スパンの算定を目的

平力を、引きボルトに取りつけたロードセルは引きボルに実施した解析モデルによる検討結果に関して報告する。 トに作用する軸力をそれぞれ計測している。架台の下に 32.斜め耐力壁の水平加力実験分力計を設置し、壁 1 面がそれぞれ負担する水平力及び鉛2.1 試験体概要直力を計測した。

CLT 耐力壁を加力方向に対して角度をつけて配置し、耐力壁頂部を加力する水平加力実験である。加力方向に対床する耐力壁の角度をパラメータとして、0 度、22.5 度、45度の 3 ケースとした。試験体は鉛直構面を壁パネル 2 面で、床正ボルト(Ⅿ24,ABR490)及びせん断金物(クロスマーク金物)で緊結し、2 面の壁を連結したものである。CLT パネルの正負負2385mm

2385mm

水平構面を床パネルで構成し、壁頂部と床パネルを引き壁

壁

壁

壁

強度等級及びラミナ構成は、壁パネルが S60-5-5、床パネルが Mx60-5-7 で、寸法は壁パネルが 2280×1000×150[mm]、(a) W-0(0 度)

床パネルが 2774×1905×210[mm]である。壁脚部の引張接(b) W-45(45 度)

写真 1 試験体写真合部及びせん断接合部の仕様は壁頂部と同様である。写真 1 に試験体例を示す。試験体数は各 1 体である。

1001002.2 試験方法

W-08060

加力は試験体を引きボルト及びビス打ちせん断金物でネル芯を加力高さとして床パネルに与えた。加力サイクル は 、見かけのせん 断変形 角 が 正 負 で 1/450、 1/300、了とした。

-20-40-60W-22.5

60W-0_cos22.5補正

40W-4520W-0_cos45補正

0-20-40-60-80-80-100-300-100-300-200-1000100

図 1 実験結果

クルとして 3 サイクルずつ繰り返す正負交番繰り返し加力加力して、最後は引き側で 1/15[rad.]まで引き切り加力終080

変位 [mm]

1/200、1/150、1/100、1/75、1/50[rad.]に達した点を 1 サイとし、1/50[rad.]のサイクル終了後に 1/30[rad.]を 1 サイクル

W-45

20

荷重 [kN]ャッキ、加力用治具を用いて、壁脚部から 2385mm の床パ40
荷重 [kN]架台に固定し実施した。水平力は反力壁に取り付けたジW-22.5

図2-200-100
変位 [mm]0100cos 補正結果

2.4 実験結果と角度補正の検証
図 1 に荷重変位関係を示す。各試験体ともに荷重はジャッキのロードセルの 1/2 の値、変位は加力点位置の変位を2.3 計測計画
水平方向変位は、加力点位置の加力方向への絶対変位、壁脚部-架台、壁頂部-床パネルの相対変位及び、壁と平行方向の壁頂部の変位を計測し、鉛直方向変位は壁脚部の用い、荷重、変位共に計測開始から 10 ステップの平均値を初期値から引くことで初期値補正をしている。W-0 の実
験結果に対して、荷重に cosθを乗じ、変位を cosθで除しA study on expansion and improvement of the structural design
method for CLT panel construction. Part 6:Stiffness and strengthof diagonal wall and effective span of diagonal support floor.

― 469 ―SATO Motoshi, KAWAI Naohito,
ISODA Hiroshi, KURUMADA Shinsuke,
TSUDA Chihiro, AZUMI Yoshiharu

て角度補正(以下、cos 補正)を行い、W-22.5 及び W-45 の実
験結果の追跡を試みた。図 2 に W-22.5 及び W-45 の荷重変形関係と、W-0 の実験結果に cos 補正した荷重変形関係を4.まとめ
斜め耐力壁の水平加力実験の結果及び検証結果と、斜辺支持床版の有効スパン検討結果に関して報告した。

比較して示す、cos 補正により斜め耐力壁の試験結果を概ね追跡可能であることが確認された。

2000

2000

表層ラミナ方向表層ラミナ方向

斜辺支持床版の有効スパンを以下の手順で検討した。

2000[mm]4000①【解析モデルの作成】

6000(a) 平行四辺形配置 Pa

平行な壁で支持される床版、屋根版（以下、平行支持床

2000

2000

3.斜辺支持床版の有効スパンの算定
3.1.検討概要

2000

2000

4000

[mm]

(b) 台形配置 Tr

図 3 解析モデルの例版）の解析モデルを作成し、その解析モデルの妥当性を単純梁置換の計算値との比較で確認する。
表2②【斜辺支持床版の応力及びたわみの算定】
妥当性を確認した解析モデルで斜辺支持床版の解析モデ
ルを作成し、斜辺支持床版の壁角度、壁配置をパラメータとして解析し、面外曲げ応力度、面外せん断応力度、CLT パネルの特性値

強度等級
ラミナ構成
Mx60-5-5
Mx60-5-7
Mx60-7-7

強軸tE［N/mm2］472855364040［mm］
150210210G［N/mm2］
27.929.729.6

弱軸EG2［N/mm ］
［N/mm2］62413.6
2279.786519.4

たわみを算出する。

純梁置換の計算により算出し、当該斜辺支持床版の有効110.80.80.60.60.60.40.2000Pa)の 2 ケースとした 。床版の スパン L は 長 辺 L1 をPa で 30 ケース、Tr で 23 ケースを解析した。図 3 に解析(b) 面外せん断応力度10.80.80.80.40.20.20000.2 0.4 0.6 0.8lσ/L11(a) 面外曲げ応力度

1.211.20.60.40.2000.2 0.4 0.6 0.8lτ/L111.20(b) 面外せん断応力度

図 5 有効支持スパン比

0.2 0.4 0.6 0.8lδ /L1(c) たわみ

Pa

ここで、
8∙𝑍0 ∙𝜎lσ：曲げ応力による有効スパン：𝑙σ = √lτ：せん断応力有効スパン：𝑙τ =lδ：たわみによる有効スパン：𝑤

5∙𝑤∙𝑙𝛿 4384∙𝐸∙𝐼0

たわみから算出した有効スパンがいずれも長辺スパン下𝑤

2∙𝐴0 ∙𝜏

図 4 及び図 5 は縦軸を L2/L1、横軸を有効支持スパン/L1として示したものである。Tr では、面外曲げ応力度及び1.21.20.60.41(c) たわみ

10.60.2 0.4 0.6 0.8lδ /L1Tr1.2モデルの例を、表 2 に CLT パネルの材料特性を示す。
3.3 解析結果

01級及びラミナ構成は Mx60-5-5、Mx60-5-7、Mx60-7-7 の 3ケースとした。これらパラメータを任意に組み合わせて

1.21.26000[mm]、短辺 L2 を 1000～5500[mm]とし、床版の幅は1000、1500、2000[mm]の 3 ケースとした。CLT の強度等

01

図 4 有効支持スパン比

L2/L1

床版の形状は台形配置(以下、Tr)及び平行四辺形配置(以下、1.2(a) 面外曲げ応力度要素でモデル化し、メッシュ分割は 100×100[mm]とした。
支持壁はピン支持とし 100mm ピッチで配置した。

10.2 0.4 0.6 0.8
lτ/L1L2/L1

解析モデルには FEM を用いる。CLT 床版は弾性シェル0.2 0.4 0.6 0.8
lσ/L10.40.20L2/L13.2 解析モデル

0.40.2スパンを算定する。

L2/L1

10.8
L2/L1

上記の算出値と等価となる平行支持床版のスパンを、単L2/L1③【斜辺支持床版と等価となる平行支持床版の算定】+𝛽∙𝑤∙𝑙𝛿8∙𝐺∙𝐴0=𝛿回る結果となり、長辺スパンを有効スパンとして評価すれば安全側の評価となる。Pa では、面外曲げ応力度及びたわみから算出した有効スパンが長辺スパンを上回り、長辺スパンの 1.1 倍程度となる床版形状がみられた。Tr、Pa 共に面外せん断応力度より算出した有効スパンが長辺w：分布荷重

Z0：断面係数

σ：曲げ応力度

A0：パネル断面積

τ：せん断応力度

β：形状係数I0：断面 2 次モーメント

E：曲げヤング係数

G：せん断弾性係数

謝辞：本研究は、平成 30 年度林野庁補助事業および委託事業により実施された。関係者に謝意を表する。

スパンの 1.2 倍程度となる床版形状がみられた。

*1 日本システム設計 修(工)*2 工学院大学建築学部 教授 工博*3 京都大学生存圏研究所 教授 博(工)*4 銘建工業*5 ベターリビング 上席試験研究役 博(工)*6 日本システム設計 博(工)*1 Nihon System Sekkei Architects & Engineers, M. Eng.
*2 Professor, Kogakuin University, Dr. Eng.
*3 Professor, Kyoto University, Dr. Eng.
*4 Meiken Lamwood Corporation, Ltd.
*5 Chief Researcher, Center For Better Living, Dr Eng.
*6 Nihon System Sekkei Architects & Engineers, Dr. Eng.

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