日本建築学会大会学術講演梗概集（近畿） 2014 年 9 月

22109

地域産材による直交集成板(CLT)の建築構造への適用
その８ 実大２層構面の水平加力実験
直交集成板2 層実大試験体

大型壁パネル
水平加力実験

正会員 ○安村 基*
同小林研治**
同
岡部 実***

小割壁パネル
終局性状

階下の壁パネルは、山径 8mm 長さ 280mm の Wood Screw

1. 諸言
長手方向 6m、短手方向 4m、高さ 5.82m の 2 層箱形試を用い 250mm 間隔で緊結した。長手方向壁パネルと短手験体について、大型壁パネルを用いた試験体と、幅 1m の方向壁パネルの交差部は山径 8mm 長さ 180mm の Wood

小割壁パネルを用いた試験体について水平加力実験を実Screw を用い 300mm 間隔で緊結した。床パネル間は、施し、これらの構造特性を調べた結果を報告する。

CLT を切り欠き、厚さ 28mm、幅 150mm の合板をスプラ2. 試験体インとして落とし込み、山径 8mm 長さ 180mm の Wood
大型 CLT 壁パネルを用いた試験体図を示す。
1000

1500

1000

試験体は 2 層構造であるが、3 層を想定し、3 層部分の積

1500

1000
150

高さ 2.7m の小割壁パネルを用いた試験体 2 体を用意した。
600

3-せん断金物-C

載荷重と固定荷重を 2 層頂部に付加した。2 階および 3 階

1400

床の積載荷重は、床仕上げ材を考慮し 3000N/m2 とした。

25-Rotho HBS D8-L280

HD金物-C

また RF 階屋根面の積載荷重は 1000N/m2 とした。固定荷700

重は CLT パネル密度 450kg/m3 として算出した。

2BPHD金物-C2700

幅 6m 高さ 2.7m の大型壁パネルを用いた試験体と、幅 1m

Screw を用い 300mm 間隔で緊結した。図 1 に開口を含む

3-せん断金物-B700

水性高分子・イソシアネート系接着剤を用い積層接着したもので、幅はぎ接着はしていない。1 階壁パネルの下部

1BPHD金物-B

KCM-20 KNAには幅 90mm、せい 120mm の土台（構造用集成材 E95-②①F285 オウシュウアカマツ）を配した。
CLT 壁パネルの緊結金物は、壁体の浮き上がりを拘束の 2 種類とし、脚部接合金物は U 字型で、ビス最大本数24 本と 12 本の２タイプとし、有限要素法による線形解析により水平力 251kN(ベースシア係数 1.0 に対応)に対するネジ本数(山径 6mm、長さ 65mm）を表１の通り決定した。
また脚部接合金物と基礎フレームとの緊結および上下階接合金物の緊結は直径 20mm の両ネジボルト（強度区分 10.9）とした。せん断補強金物は基礎フレームと 1 階壁パネル緊結の U 字型金物と 1 階壁パネルと 2 階床パネ
ル緊結、2 階床パネルと 2 階壁パネル緊結および 2 階壁パネルと RF 階床パネル緊結用 L 型金物の 2 種類とした。U字型せん断補強金物は CLT 壁パネルに脚部接合金物と同様のビス 12 本、基礎フレームとは M20 ボルト(強度区分4.6）2 本で緊結した。L 型金物は CLT 壁パネルと床パネルにそれぞれビス 12 本で緊結した。また CLT 床パネルと150

3-せん断金物-A120

CLT 壁を構成するラミナは幅 120mm 厚さ 30mm のスギで、する脚部接合金物と水平せん断力に抵抗するせん断金物

25-Rotho HBS D8-L280

1400150mm（ヒノキ・スギ 5 層 5 プライ Mx120 相当）とした。

3-せん断金物-B

1950

プライ S60 相当)で、床パネルは幅 2m、長さ 4m、厚さ2700

600

150

試験体壁パネルに用いた CLT は厚さ 90mm (スギ 3 層 35820試験体は、図１に示す 2 層構面よりなる立体構造で、③6000⑤④⑥

図 1 大型 CLT 壁パネルを用いた試験体
表 1 パネル脚部および層間に設置した金物のビス本数
金物の位置

1大型パネル

814小割
パネル

866141212

備考

２

上段：層間設置の金物

３4５664810668121212、下段：1 層パネル脚部

3. 加力方法
3 層構造に作用する水平力を Ai 分布を考慮し、標準せん断力係数を C0=1.0 として算出し、1 層壁パネル脚部に作用するモーメントが等しくなるように 2 層試験体に作用する水平力を求めた。表 2 に 3 層構造に作用する各層

Structural use of Cross Laminated Timber produced of regional
wood - No.8 Lateral loading tests on full scale two level verticaldiaphragms― 217 ―YASUMURA Motoi, KOBAYASI Kenji
OKABE Minoru水平力を示す。

大型パネル

3 層構造に作用する各層水平力(CＢ=1.0)

表2i 階Wi(kN)

347.0

21Σwi

Qe-iai

TAi

C0

Ci

47.0

0.19

0.257

1.616

1.00

1.616

75.94

102.0

149.0

0.59

0.257

1.204

1.00

1.204

179.42

102.0

251.0

1.00

0.257

1.000

1.00

1.000

251.00

(kN)

(kN)

小割パネル

3 層構造に作用する水平力 pi (i=1,2,3)、2 層試験体に作用 す る 水 平 力 を Pj(j=1,2)と す る と 、 力 の つ り 合 い か ら
P2=255 kN、P1=-4 kN となり、２階頂部に水平力 251kN を
図 3 １層の荷重―層間変位関係と終局設計耐力(CB=1)

加えることにより、３層構造におけるベースシア係数 CＢ=1.0 の加力に対応するものとした。
図 2 に小割壁パネルを用いた試験体の加力装置への設大型パネル置を示す。想定した 3 層部分を含んだ積載荷重、固定荷重の計算結果より、2 階床に 72kN、RF 階床に 126kN となるよう鉄板おもりを用いて鉛直荷重を載荷した。
加力は正負繰り返し加力とし、加力初期は荷重制御と小割パネルし、塑性変形が見られるようになった段階から変位制御に切り替える方法とした。荷重制御は±25kN で正負 1 回繰り返しを行ったのち、±50kN、±75kN、±100kN、±150kN、±200kN、±250kN、±300kN で正負 3 回繰り返しを行った。なお荷重で正の値はアクチュエータ引き側としている。計測は層間変位、脚部金物の鉛直変位、パ

図 4 ２層の荷重―層間変位関係ネルの水平変位、1 層脚部金物に作用する引張り力とした。

1400

600

鉛直荷重126kN

3-せん断金物-B
HD金物-C

TK

2A

荷重計+アクチュエータ
500kN (250kN 2本並列 ）1/218(rad) 、 ２ 層 が 1/172(rad) 、 小 割 パ ネ ル は １ 層 がTK1/97(rad)、２層が 1/79(rad)に留まった。以降繰り返し加力

25-Rotho HBS D8-L280 合計許容87.5kNせん断を続けると、小割パネルは個々のパネルがロッキングす2A

2Bることで、脚部金物でのパネルの浮き上がりや CLT 端部

135

鉛直荷重72kN
HD金物-B

600

700

KK

HD金物-B

TK

KKのめり込み、小壁間での隙間が見られた。これに対し大TK型パネルは構面全体がロッキングする傾向が見られたが、25-Rotho HBS D8-L280 合計許容87.5kNせん断

700

1B

1A
HD金物-BKK

パネル脚部の浮き上がりは小割パネルに比べ小さく、終1A

1950

1400

垂壁、腰壁補強PL（裏面側のみビス2-8本）

局時に窓開口隅角部で CLT に亀裂が発生したが、き裂はカウンターウェイト

S

変形と共に少しづつ進展したが、急激な荷重低下は見ら

120

3-せん断金物-A

KCM-20 KNA1000

図 21500

1000

1500

1000

れなかった。

試験体の加力装置への設置図(小割壁パネル）

5.

謝辞

本研究は、「平成 25 年度森林整備加速化・林業再生事業（地4.

域材利用開発事業分）」の一環として実施した。試験体の設計

実験結果
１層の荷重－層間変位関係を図 3 に、２層の荷重－変に当たっては、（株）日本システム設計三宅辰哉氏のご協力を位関係を図 4 に示す。大型パネル、小割パネルともベー得た。また、実験は、（独）建築研究所複合構造実験棟においスシア係数 CB=1.0 として算出した水平力 251kN では大きて実施した。ここに、関係各位のご協力に感謝いたします。

な損傷は確認できず、大型パネルは１層の変形角が

1 静岡大学大学院農学研究科

農学博士

2 静岡大学大学院農学研究科

博士(農学)

3 (一財）ベターリビングつくば建築試験研究センター

Professor, Graduate School of Agriculture, Shizuoka University, Dr.Agr.
Assist.Prof., Graduate School of Agriculture, Shizuoka University, Dr.Agr.

博士(農学)

Center for Better Living, Tsukuba Building Research and Testing Laboratory, Dr.Agr.

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