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日本建築学会大会学術講演梗概集（北海道） 2022 年 9 月

SPF 製材と OSB を用いた水平構面の面内性能に関する検討
水平構面の面内加力実験による耐力評価
正会員
同
同
高耐力水平構面
非住宅木造建築物○河尻 出*1
三宅 辰哉*2
練子 祐介*4

岡﨑 友也*1
櫻井 郁子*3
岡部 実*5

同同
同

ディメンションランバー
枠組壁工法

直張仕様
木造軸組工法仕様 A は枠組壁工法建築物の「床版」と同様の納まり

1. 開発のねらい
近年、地球環境保全や低炭素社会の構築の一環としてであるが、SPF 材を 2 枚並べた合わせ根太とすることで、循環型材料である木材を利用した建築物の普及促進が進

面材釘の縁あきを確保している。また、床面材の継ぎ目められている。特に、非住宅分野での大規模木造建築物部分では、面内せん断力の伝達のため SPF 材相互を水平構の事例が増えており、構造設計に必要な要素技術として面の耐力以上となる仕様で緊結が必要となる。仕様 B は、例えば Midply Wall System などの高強度耐力壁、大スパンSPF 製材を平使いとすることで面材釘の縁あきを確保して部分の架構方法としてトラス梁や充腹梁などの設計情報いる。この部材を「面材繋ぎ材」と称する。面材繋ぎ材が蓄積されている。水平構面も同様に相応の高耐力化がは、水平構面の面内性能を得るための部材であり、床の必要となる一方で、参照可能な具体的仕様や耐力性能の鉛直荷重の支持のため、別途に床梁や床根太を設ける必データが乏しいことが課題であった。

要がある。また、水平構面の外周にあたる床梁は集成材

そこで本検討では、ディメンションランバー（SPF 製材）をを用い、仕様 A の合わせ根太、仕様 B の面材繋ぎ材の天用いた高耐力水平構面として目標性能を床倍率換算で 7 倍端と外周梁は天端揃えとする。仕様 B による水平構面の構相当と設定し、達成しうる仕様を検討する。さらに、面成概要を図 2 に示す。

内加力試験による耐力性能の評価結果について報告する。

床面材

2. 水平構面の高耐力化と構成方法
水平構面の面内性能を高めるためには、床組に対して外周梁（集成材）厚物面材を直接打ち付ける「面材直張仕様」が有効である。また、面材釘は床面材の外周辺と中通に釘打ちするいわゆる「日の字型」配列とし、床面材と床組それぞれに対して面材釘の縁あきを確保することが望まれるが、床根太として SPF 製材を用いる場合は材幅が 38mm のため縁あきが少なく、割裂破壊の先行が懸念される。
対応策として、面材釘を打ち付ける床組について 2 仕様による床組の構成を図 1 のように提案する。

面材繋ぎ材
※

鉛直荷重支持用の床梁等※トラス梁，充腹梁，集成材等水平構面の性能には関与しないため任意

図2＜従来の納まり＞

仕様 B による床組と水平構面の構成概要

3. 面内せん断試験による耐力評価
3.1 試験体面内せん断試験の試験体は、図 3 に示す 2P×3P の構面＜仕様 A＞＜仕様 B＞状とし、仕様 A を 1 仕様、仕様 B を 3 仕様の計 4 仕様を対象とした。仕様 A の合せ根太は 2-204、部材相互の緊結合わせ材相互の緊結が必要

鉛直荷重支持用の部材を別途設けるは CN75@75mm 千鳥打ちとした。仕様 B は、面材繋ぎ材として SPF 製材（仕様 B1）、構造用合板（仕様 B2）、J パネル（仕様 B3）とした。床面材は全仕様 OSB 厚 24mm と

図1

SPF 製材を用いた水平構面の高耐力化し、面材釘は CN65@50mm とした。仕様 B1 のみ、2 列千鳥打ちとした。表 1 に試験体仕様を示す。

Study on performance of horizontal diaphragm using SPF lumber and OSB
Evaluation of horizontal diaphragm shearing performance by shear test

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Izuru Kawajiri, Tomoya Okazaki,
Tatsuya Miyake, Ikuko Sakurai,
Yusuke Neriko and Minoru Okabe.

表2水平構面の耐力評価結果
短期基準耐力※

終局耐力

剛性仕様

ΔQ0ΔQuA
B1
B2
B3[kN/m]
19.32（9.9 倍）
20.57（10.5 倍）
18.52（9.5 倍）
18.53（9.5 倍）[kN/m]
30.52
32.70
27.78
29.77

ΔK
[kN/cm/m]
12.74
13.96
14.45
13.85）内は短期基準耐力を 1.96 で除して床倍率に換算した値。

※（

いずれの仕様も、主な破壊性状は面材釘(CN65)の床根太又は面材繋ぎ材からの抜けで、脆性的な破壊による早期の耐力低下は確認されなかった。試験体では床根太と図3面材繋ぎ材の仕様をパラメータとしたが、仕様間での性試験体及び試験装置図能差は小さく、結果的に床面材と面材釘の組み合わせに
表 1 試験体仕様一覧仕様
床根太
A 2-204※1
CN75@75 千鳥
B1より耐力性能が得られたと言える。また、実設計では基面材繋ぎ材

床面材なし

面材釘
CN65@50
1 列打ち
CN65@50
2 列(千鳥)打ち

準耐力に耐力低減係数αを乗じるが、仮にα=0.8 としても換算床倍率は目標性能とした 7 倍を超える。

204 材(SPF)
厚 38×幅 89
OSB 厚 24
馬目地割付
B2 2-204※2
構造用合板
CN75@300
厚 28×幅 89
CN65@50
1 列打ち
B3J パネル
厚 36×幅 89※1：実設計では 2-(204, 206, 208, 210, 212)を適用可。
※2：実設計では SPF 材に限らず任意の床梁を適用可。

4. 詳細計算法による検証
面内せん断試験の試験体のうち、仕様 B1～3 については面内せん断試験と同じ床面材、面材繋ぎ材、面材釘の組み合わせで、面材釘の一面せん断試験を実施した。その結果を図 5 左のグラフに示す。同グラフには、文献 1)に掲載される一面せん断性能を比較する。
一面せん断性能を用い、面内せん断試験体の釘配列に合わせた計算条件で文献 1)の詳細計算法を適用して面内1)に準拠して標点高さ h に対して 1/600、1/450、1/300、せん断試験の耐力評価値を図 5 右のグラフで比較した。仕1/200、1/150、1/75 および 1/50 の変形角で各 1 回の正負交

様 A では、文献 1)の一面せん断性能を適用した。4 仕様と番繰り返し加力として、Pmax の 0.8 倍または 1/15 に達す

もに、面内せん断試験の評価結果と良好に対応した。に基づく基準せん断耐力を評価した。

2500

3.3 試験結果
面内せん断試験の結果として、仕様 A 及び仕様 B1（各2000

仕様 1 体目）の真の荷重変位関係を図 4 に例示する。また、単位長さ当たりのせん断耐力及び水平剛性を表 2 に示す。

詳細計算法による精度検証

⾯材釘の⼀⾯せん断性能
詳細計算法による基準耐⼒ [kN/m]

るまで加力を実施した。評価方法は同書に準拠し、4 指標

荷重 [N]

3.2 試験方法
面内せん断試験はタイロッド式とし、加力方法は文献

1500
【B1】

1000

【B2】
【B3】

500

510

図51520【A】

15【B1】

10【B2】

5【B3】0

⽂献1, CN65‐PLY2400025[mm]20510152025

⾯内せん断試験による基準耐⼒ [kN/m]

詳細計算法による検証(左：一面せん断性能，右：耐力評価値の比較)
5. まとめSPF 製材を用いた高耐力水平構面の仕様と耐力性能を面内せん断試験と詳細計算法により確認した。
図 4 面内せん断試験による荷重変位関係(左：仕様 A，右：仕様 B1)*1 日本システム設計*2 日本システム設計 代表取締役 博士(工学)*3 日本システム設計 常務取締役*4 カナダ林産業審議会*5ベターリビング つくば建築試験研究センター 博士(農学)

参考文献
1) 日本住宅・木材技術センター：「木造軸組工法住宅の許容応力度設計(2017年版)」, 平成29年3月*1 Nihon System Sekkei Architects & Engineers*2 President, Nihon System Sekkei Architects & Engineers, Dr. Eng.
*3 Managing Director, Nihon System Sekkei Architects & Engineers*4 Council of Forest Industries Canada*5 Tsukuba Building Research and Testing Laboratory Center for
Better Living, Dr.Agr.

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