日本建築学会大会学術講演梗概集（東 海） 2003年 9 月

22245

変形速度が釘側面の木部へのめり込み挙動に及ぼす影響
正会員
正会員
枠組壁工法
単調加力

接合部
繰り返し加力○佐久間博文*山口修由**

要素実験
応力緩和
表 1. 204 材試験体測定結果

１．はじめに木造住宅の耐震性能を考える場合、接合部の強度・変平均密度(g/cm3)

形特性を知ることも重要な要素のひとつである。
本報では、接合部で釘側面が木部へめり込む際に、変含水率(％)

試験体数

単調めり込み 0.50 (1.4) 13.6 (6.3)

形速度の違いが強度や変形挙動に及ぼす影響について、

繰り返し
応力緩和
全 体

枠組壁工法における接合部を想定したモデルにより行った実験の結果について報告する。

0.50 (1.3) 13.4 (8.6)
0.51 (1.6) 13.6 (5.0)
0.50 (1.5) 13.6 (6.5)

24

備考T 方向加力のみ
変形速度 2 水準

9942２．実験方法
釘(太め鉄丸釘、CN50)の側面投影幅(約 3mm)を想定し

注 1) 単調めり込みの T 方向加力は変形速度 0.01、3mm/s の 2 水準
注 2) 括弧内の数値は変動係数（％）

た鋼製ジグにより、枠組壁工法用製材試験体(204 材試験

３．実験結果３．１ 単調加力によるめり込み試験
単調めり込み試験で得られた荷重−変形関係を図 2（次体、SPF、89mm×38mm×114mm)に対して変形速度 3 水準(0.01、0.3 および 3mm/s)、加力面 3 種類(L、R および T頁）に示す。め2

津 AUTOGRAPH）にて行った（図 1、2 参照）。

3mmめり込み時の応力(N/mm )方向面)での単調加力によるめり込み試験を万能試験機(島図 1. 加力ジグ詳細
また、同じジグ、同様の
204 材試験体、同様の変形80L方向T方向70

り 込 み 量 3mm時の応力（荷重を加力部投影面60積で除した値と50した）と変形速40度との関係を図303（横軸は対数表示）に示す。

200.001(R 方向面加力、ISO 型の多少のばらつき
0.01
0.1
110はあるが、変形変形速度（mm/s）
速度の増大に伴図 3. 変形速度とめり込み強さって強度特性が負荷・除荷、繰大きくなる傾向を示している。同様な解析を各結果の比り返しスケジュールはめり例域の傾きについても行ったが、このような傾向は見ら込み量 3mm の 1.25、2.5、れなかった。

速度水準にて、MTS 試験機による繰り返し加力試験
0−正図 2. 試験体と加力面R方向5、7.5 および 10％で 1 回、20、40、60、80、100、120、力緩和試験(R 方向面加力、変形量 3mm までの単調加力後に最終状態を維持して荷重の緩和を 10 分間測定する)を行った。
204 材 試 験 体 は 、 あ ら か じ め 用 意 し た 7 本 ( 長 さ2400mm)の 204 材より長さ 114mm(断面は不変)にて切り出した後、節の多いものを除き、重量と含水率(電気式含水めり込み応力 (N/mm 2 )140、160、180 および 200％で各 3 回とした)、ならびに応80

３．２ 繰り返し
加力試験
繰り返し試験

変形速度：0.3mm/s
60の結果について、
40

図 4 に一例を示した。

20率計使用)を計測したもので、1 試験項目(各 3 体)において試験体密度のばらつきがほぼ一定になるように調整した。
(204 材試験体の測定結果は表 1 を参照）。

Effects of Loading Ratio on Partial Compression with Nail to theGrain of Timber

̶489̶

各変形速度水準についての繰00123456 り返し加力試験

変位 (mm)の結果に顕著な

図 4. 繰り返し加力試験結果例

相違は見られな

SAKUMA Hirofumi and YAMAGUCHI Nobuyoshi

かったが、100%（めり込み量約 3mm）の繰り返し時のサ

1イクルで比較した場合、サイクル中の最大めり込み応力0.9緩和率

は、変形速度が 3mm/s の場合に低下する傾向が観察された。
３．３ 応力緩和試験
応力緩和試験の結果を表 2 に示す。表 2 では、変形停

0.80.7
0.6止時(めり込み量 3mm 時)と、その時点から 10 分後の荷重0.50.001の比を緩和率として示した。

0.010.1
1
変形速度(mm/s)

表 2. 応力緩和試験の結果与えた変形 めり込み荷重(kN)
めり込み速度(mm/s)
10 分後

緩和率

11.45
10.92
10.64
12.23
12.67
13.65
10.86
15.0310.500.8220.7960.798
0.710
0.715
0.7110.669
0.6600.686

図 5. 緩和率と与えた変形速度の関係を図 5（横軸は対数表示）に示した。与えた変形速度が大平均値3mm の時

0.01mm/s

0.3mm/s

3mm/s

9.42
8.69
8.49
8.69
9.06
9.70
7.26
9.92
7.20

10

きいほど応力緩和の割合も大きくなることが見てとれる。

0.805(1.83)

今回行った実験では変形を固定して荷重の低下度合いを測定しているので、荷重を取り去った際の変形の回復

0.712(0.31)については別途さらなる検討が必要と思われる。
４．まとめ
枠組壁工法釘合部での、木部に対する釘側面のめり込

0.672(1.95)

み挙動について、主に変形速度の影響を調べる実験を行い、以下のような知見が得られた。

注）括弧内の数値は変動係数（％）1) 単調加力めり込み試験では、加力面の違いによらず、また、変形停止までに与えた変形速度と緩和率の関係変形速度が大きい場合にめり込み
100100100
変形速度0.3mm/s

変形速度0.01mm/s

強度が大きく観測される傾向にあ

変形速度3mm/s

Ｌ方向面加力808080った。

6060602)40404020202000002468100100100
Ｒ方向面加力

変形速度0.01mm/s

2468

荷重―変形履歴曲線の比較において、変形速度の違いによる顕著な差異は認められなかったが、変形

100100246810

変形速度0.3mm/s

808080606060404040

繰り返し加力試験における速度 3mm/s の場合のみめり込み荷重がやや低下した。
3)

応力緩和試験では、与えた変形速度が大きくなるに従い、一20200定時間後の荷重の緩和率が大きく200なる傾向が観察された。

変形速度3mm/s

５．今後の課題
今回報告した実験の他に、（釘で10001001008080とを想定した実験も一部行ってい60るので今後とりまとめる必要があ024681002468Ｔ方向面加力※各グラフの縦軸はめり込み応力（荷重を加力部投影面積で除した値、N/mm2 ）、横軸は変位量(mm)である。

604020246810はなく）縦枠の断面がめり込むこる。また、めり込み試験実施前後40の試験体の写真を解析し、木理の変形速度3mm/s20状態がめり込み強度に与える影響

変形速度0.01mm/s

0002468100246810についても検討する予定である。

図 2. 単調加力めり込み試験の結果*ベターリビング筑波建築試験センター 博士（農学）**独立行政法人建築研究所 主任研究員*Tsukuba Building Test Lab.,Center for Better Living /Dr. Arg.
**Chief Researcher, Building Research Institute̶490̶