一般財団法人 大成学術財団
2018 年度助成研究梗概書
温湿度変動下における直交集成板の挙動が CLT パネル工法建物の構造性能に及ぼす影響
宇都宮大学
直交集成板
強度・剛性

湿度変動
保護塗装

○中島史郎

変形挙動
スリット加工研究の目的
湿度が変動する環境下における直交集成板の挙動につによって直交集成板の材表面の割れやラミナ間の隙間を抑制することが可能かどうかについて考察した。

いて明らかにすることを目的として、湿度変動下におけ

図 2 に示すように木裏側を露出した試験体の変形量は木る直交集成板の変形挙動について実験により明らかにし、 表側を露出した試験体の変形量に比べて著しく大きかっ直交集成板の変形挙動が材料強度等に及ぼす影響に関すた。ラミナの接線方向と半径方向の収縮率が約 2:1 であるる知見を実験と解析により得た。また、湿度変動に伴うとして、ラミナの変形を幾何学的に求めると、膨潤収縮

直交集成板に割れや接着はく離を生じさせないための対による幅方向（接線方向）の変形量は木裏側のほうが大策を提案し、その有効性について確認した。

きくなるという結果からも、直交集成板の材表面を木表研究の内容（１）湿度変動に伴う集成材と直交集成板の変形挙動のにすることによって面内方向についての膨潤収縮量を低減することができると考えられる。

相違
直交集成板と集成材を乾湿繰り返し環境下に置き、両材料についてその変形挙動を測定した。図１に示すように直交集成板のラミナ間の変位は集成材の約 2 倍であった。
乾湿繰り返し後の両試験体の断面について見ると、集成材には小さな割れが一カ所のみ確認されたのに対し、直(a)カラマツ：木表(b)カラマツ：木裏(c)トドマツ：木表(d)トドマツ：木裏

交集成板には複数の割れと多くの箇所でラミナ間の隙間が確認された。直交集成板はその層構成から集成材に比べて、変形と変形に伴う割れなどの発生が多くなることが確認された。
変位計

CLT

図2
含水率計

湿度変動に伴う外層ラミナの面内方向への変形（３）湿度変動下における直交集成板の変形挙動抑制に対する塗装の効果

GLT直交集成板に対する水分の作用を軽減することによっ変位計て、直交集成板に固有の変形をどの程度抑制することが含水率計できるかについての知見を得ることを目的として、直交集成板に塗装を施し、乾湿繰り返し環境下に置き、その図1

乾湿繰り返し環境下におけるラミナ間の変位（２）湿度変動下における直交集成板の変形挙動に及ぼす木取りの影響変形挙動を測定した。
図 3 にラミナの面外方向の変位の変動幅と含水率の変動幅を各々示す。含浸型の塗装（Painted-1 と Painted-2）を施

直交集成板の表面を木表または木裏にすることによっすことにより変位と含水率の変動幅を無塗装の場合の約て、最外層ラミナの乾燥収縮に伴う変形をどの程度抑制70%～80%に低減することができた。また、造膜型の塗装することが可能かについての知見を得ることを目的とし（Painted-3）を施すことにより変位の変動幅を約 25%に低て、材表面がすべて木表となる直交集成板と材表面がす減することができた。一方、含水率については、造膜型

べて木裏となる直交集成板について乾湿繰り返し試験をの塗装を施すことにより、その変動幅を約 40%に低減す行い、その変形を確認した。また、材面の木取りの方法ることができた。塗装を施すことによって、湿度変動に

Effect of movement of cross laminated timber under dry and humid climate
on structural performance of cross laminated timber buildings

Shiro Nakajima

対する直交集成板の材表面の変形を軽減することができ、 リットの形状によらずスリットを設けることによって約含浸型の塗装よりも造膜型の塗装のほうがその効果が大15%低減した。また、最大せん断応力度については、スリきいことを確認した。

ットが大きくなる、または、スリット本数が多くなるほど小さくなる傾向が看取され、その低下率は約 25%から30%であった。
1.085cm

30cm

仕様Ⅰ仕様Ⅱ

50cm

15cm

仕様Ⅲ仕様Ⅳ

変位幅(mm)0.80.60.40.2

変位と含水率の変動幅

0.0（注）Painted-1：キシラデコール（含浸型）

ラミナの変位幅（表面）
ラミナ間の変位幅（側面）Painted-2：ノンロット（含浸型）

交集成板の変形挙動を抑制する効果
スリット加工により乾燥収縮による変形をどの程度抑制することができるかと、スリット加工が CLT の強度性状に与える影響についての知見を得ることを目的として、スリット加工を施した CLT について乾湿試験とねじり加力試験を行った。表 1 に乾湿試験に供した試験体の

図4

加湿と乾燥に伴う変位幅(カラマツ)

5.03004.0250

最大せん断応力度（N/mm2）

Painted-3：モーエンタフ（造膜型）（４）ラミナへのスリット加工が湿度変動下における直200
3.0150
2.0
最大せん断応力度
1.010050

せん断弾性係数0.00Ⅰ

諸元を示す。
表 1 乾湿試験に供した試験体の諸元
CLT の層構成
3 層 3 プライ
CLT の寸法
長さ 900mm×幅 900mm×厚さ 90mm
樹種
①スギ，②カラマツ，③トドマツ
ラミナ断面寸法 幅 120mm，厚さ 30mm
Ⅰ：なし
Ⅱ：2 本（幅 2mm，長さ 15mm，間隔 40mm）
スリット加工Ⅲ：3 本（幅 2mm，長さ 15mm，間隔 30mm）
Ⅳ：3 本（幅 2mm，長さ 24mm，間隔 30mm）

ラミナ間の変位幅（表面）

せん断弾性係数（N/mm2）

図3ⅡⅢⅣ

スリットの仕様図5

最大せん断応力度とせん断弾性係数（５）湿度変動に伴う乾燥割れが直交集成板の強度・剛性に及ぼす影響
湿度変動に伴う乾燥割れによる直交集成板の曲げ及びせん断の強度並びに剛性の低減は、看取されなかった。
雨がかりとならない環境下で使用する場合には、著しい強度や剛性の低下はないと考えられる。
研究の成果、新知見
ラミナ（挽き板）を直交させて積層接着するという従来にはない木質構造材料について、湿度変動下における変形挙動と強度・剛性に関する新しい知見を得た。また、

図 4 に各スリット加工を設けた試験体について測定し変形を抑制する方法について幾つかの知見を得た。

面に生じた乾燥割れの長さを合計した値を示す。仕様Ⅰ,今後の予定
本研究で得られた成果は、所定の仕様の直交集成板、仕様Ⅱ、仕様Ⅲについてはスリット加工の違いによって及び、所定の湿度環境下に関するものである。今後は試変形に大きな相違は認められなかった。また、最も大き験体の仕様や温湿度条件などが異なる場合についての実なスリット加工を設けた仕様Ⅳについては、他の仕様に験を行うとともに、解析により変形挙動や強度・剛性を比べると変形が大きくなった。一方、乾燥割れの総長は推定する手法を開発する予定である。

スリット加工を設けたほうが短く、スリット加工によっ謝辞
試験体の作製にあたり、銘建工業（株）孕石氏、広島た各部の加湿と乾燥に伴う変位幅を測定した結果と材表て乾燥割れが軽減されることが確認された。
図 5 にねじり試験により得られた最大せん断応力度と県立総合技術研究所林業技術センターの山本氏と藤田氏

せん断弾性係数を示す。せん断弾性係数については、スにご協力を頂きました。ここに記してお礼申し上げます。

国立大学法人宇都宮大学地域デザイン科学部
建築都市デザイン学科

Faculty of Regional Design, University of Utsunomiya