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日本建築学会大会学術講演梗概集（北陸） 2010年 9 月

斜めに配置した木造軸組耐力壁の水平耐力・剛性に関する実験

木造軸組構法
壁量合板耐力壁
斜め壁正会員
正会員
正会員
正会員

筋かい耐力壁耐力／初期剛性

○津田岡部
中川
槌本

千尋*
実**
貴文***
敬大****

1. はじめに木造住宅を計画する上で、敷地形状の制約や意匠上のは耐力壁桁上で 36mm 厚さの合板と数本のφ16mm ボルトで要求から、平面計画上、斜めに壁線及び耐力壁を計画すに伝達できるようにした。

接合し、アクチュエータの荷重及び変位が耐力壁に十分ることがある。このときの壁量計算は一般的に X 及び Y

加力方法は性能評価機関業務方法書 2)に従い、層間変形

1)

角 1/450rad.から 1/50rad.においては 3 サイクルの正負方向成分に壁量を成分分解して、各方向で加算する方法をとる。しかしながら、耐力壁が斜めに配置されたとき繰り返し加力を、その後は可能な限り引き側に加力した。の耐力及び剛性の評価方法及びその検証は明確にされて一方、試験体の破壊性状と耐力性能に大きく寄与するおらず、加えて、実験的な検証結果も示されていない。

材料物性値と材料欠点も、全部材において測定及び調査

そこで、本報では、木造軸組構法の代表的な耐力壁をしたが、その検証は本報では省略する。

対象にし、配置角度をパラメータにした水平壁せん断実

表 2.1

験を多数実施、その結果の検証と分解方法の妥当性を把

試験体名 耐力壁配置角度

握し報告する。
2. 実験概要
軸組構法耐力壁として一般的な、図 2.1 に示す材料及B000度

B1515度B3030度B45B60

試験体名称と配置角度
耐力壁種類 試験体名 耐力壁配置角度
P000度

P1515度P3030度

45度

P4545度

60度

P6060度

筋かい耐力壁種類

合板

び断面の仕様もった合板及び筋かい耐力壁を試験体とし、合板耐力壁は N50@150mm の 2.5 倍相当、筋かい耐力壁は 2つ割のたすき掛けによる 4 倍相当の仕様である。

以降に示す荷重と変位には加力桁の変位及びアクチュエータの荷重を用いる。また、層間変形角算出には試験

上述仕様の試験体において、図 2.1 及び表 2.1 に示し体高さの 2730mm を使用する。

た配置角度をパラメータにした、10 通りの各 3 体、合計30 体の壁実験を実施した。
また、耐力壁柱脚部には、ワイヤー式のホールダウン3. 実験結果収録結果の荷重−変位曲線より抽出したすべての骨格を使用し、ホールダウンボルトの曲げ耐力の耐力壁性能曲線を図 3.1 に示す。図 3.2 より最大耐力、降伏耐力及への寄与を小さくした。

び Ds の変動係数は最大で各 14%、26%及び 22%程度となり各配置角度での試験体差が多少生じた。
配置角度の増加に伴い各平均耐力は低下していくが、平均 Ds は大きく変化せず配置角度との相関性は小さい。
表 3.1 に示す X（加力）方向における壁倍率は、配置3535

層せん断力[kN]

層せん断力[kN]

30B4525

耐力壁立面図
図 2.1セットアップ状態の平面図

30

筋かい耐力壁

B0020201515B605-500.10.20.300.10.20.3-5

層間変形角[rad.]すべての筋かい耐力壁
すべての合板耐力壁
図 3.1 荷重‐変位曲線から抽出した骨格曲線をアクチュエータで強制変位制御した。加力桁と耐力壁
Test on Strength and Stiffness of Wooden Bearing Wall Diagonally Planned0

層間変形角[rad.]の耐力壁を配置し、その対称軸線上に設けた加力用の桁B6050

図 2.1 に示すように、平面上下対称となるように 2 体

B451010試験体仕様と配置概要

合板耐力壁

B00

25

TSUDA Chihiro, OKABE Minoru, NAKAGAWA Takafumi,TUCHIMOTO Takahiro

―299―

35

25

Ave=26.25

合板実験

Ave=25.93

σ=4.97 σ=2.17
Ave=18.94
σ=2.59
Ave=15.17

15

Ave=23.212520

Ave=22.98
σ=0.8415

σ=2.04
Ave=14.09

筋かい耐力壁

0度
115度
230度
345度
425015度
230度
345度
42040

060

1.2

254060

1.2

COSθ×実験0度
合板実験80

壁量の低下（0度基準化）

120
0.8

0.8

合板実験

AVE=13.68

1515

AVE=12.76
AVE=11.45 AVE=11.33
AVE=9.5610σ=0.40
σ=0.64
AVE=7.25σ=1.51σ=0.85
σ=0.105AVE=10.28

AVE=14.13 AVE=14.11520

降伏耐力P120の低下（0度基準化）

110080初期剛性60度
5平均降伏耐力±標準偏差σ [kN]20

配置角度θ [ 度 ]配置角度θ [ 度 ]00度
1

平均降伏耐力±標準偏差σ [kN]

COS2θ×実験0度
0.2060度
5COSθ×実験0度

0.40.2

50

合板実験

0.6

COS2θ×実験0度

合板耐力壁

5COSθ×実験0度

0.4

σ=0.56

10

筋かい実験

0.6

Ave=19.37
σ=3.13100.8

0.8

Ave=23.89
σ=0.88σ=1.80

20

筋かい実験

1130

Ave=26.07

降伏耐力の低下（ 0度基準化）

初期剛性の低下（0度基準化）

平均最大耐力±標準偏差σ [kN]

30

1.2

1.235

平均最大耐力±標準偏差σ [kN]

σ=0.59 σ=3.69 σ=1.18
σ=1.63
AVE=7.81
σ=0.39

0.6

0.6

筋かい実験

筋かい実験

0.4

COS2θ×実験0度

COS2θ×実験0度

0.2

0.2

配置角度θ [ 度 ]配置角度θ [ 度 ]筋かい耐力壁
0度
115度
230度
345度
40060度
50度
10.70

15度
230度
345度
4

図 3.3

0.60
0.50

AVE=0.44 AVE=0.44

AVE=0.47
AVE=0.48
σ=0.05σ=0.04σ=0.03

0.40

0.40

AVE=0.34

AVE=0.36

σ=0.03

AVE=0.34
σ=0.03 σ=0.02
σ=0.080.30σ=0.030.200.200.00-0.100度
115度
230度
345度
460度
5

配置角度20406080P120
壁量
耐力と壁量の低下割合（配置角度 0 度で基準化）

θ及び COSθの低減を比べると、耐力は COSθ程度及び0度

15度

30度

45度

COS2θより小さい低減割合となった。剛性については COS260度

θよりも大きな低減となる配置角度もあるが概ね COS2 θ

図 3.2 最大耐力，降伏耐力，Ds の平均値と標準偏差
表 3.10も示す。各角度の実験結果値により算出した低減と COS2合板耐力壁

0.0080に COS2θ及び COSθを乗じて各角度の低減を算出した結果

0.10

筋かい耐力壁
0.1060の低減割合を示した。また、図中には 0 度の実験結果値

AVE=0.35

AVE=0.37

σ=0.080.30 σ=0.1040

図 3.3 には配置角度 0 度に対する剛性、耐力及び壁量

AVE=0.530.50

2060度
5構造特性係数Ds±標準偏差σ0.70

構造特性係数Ds±標準偏差σ0.6000

合板耐力壁

0COSθ×実験0度

0.4に一致した低減であった。また、壁量においては COS2 θ

加力方向における壁倍率
壁倍率より低下割合が小さい結果である。

[倍]筋かい耐力壁決定要因

合板耐力壁決定要因

02.61

Ds3.05

Ds152.57

Ds3.13

Py302.13

Ds2.98Py

4. まとめ
斜め配置耐力壁の実験結果の検証に加えて、X 方向成分

451.75

Ds2.52

P120の耐力、剛性及び壁量と COSθの 1 及び 2 乗低減の大小関

60

1.38

Ds1.67P120係を把握した。また、本実験は X 方向のみであり、分解角度の増加に伴い概ね低下した。合板耐力壁 15 度では、前後の壁量の一致を考えると Y 方向の検証も必要である。

倍率決定要因の違いにより 0 度に対して倍率が増加した

参考文献

が 4 つの指標（Py,P120,Pu0.2/Ds,Pmax2/3）それぞれでの傾

1) 木造軸組工法住宅の許容応力度設計,（財）日本住宅・木材技術センタ

向は配置角度の増加に伴い低下している。

ー,2008,P.63
1)

斜め壁の壁量または耐力と剛性は 1 章で述べた方法 で
平面 X‐Y 座標系に分解する。力学的な X 成分分解では、3)耐力が COSθの 1 乗、剛性は 2 乗 となるが、分解前後の2) （財）日本建築センター：ビルディングレター, 2003 年 1 月号, pp.27‑32.
3) 建築技術,株式会社建築技術,2008.11,P.104
謝辞

総壁量の一致及び安全側を考慮して、耐力及び剛性の両

本研究は、国土交通省「民間活用型基準整備促進補助金事業」の一環として要素を含む壁量、耐力及び剛性ともに 2 乗を使用してい実施した。同事業は、住友林業(株)、ミサワホーム(株)、三井ホーム(株)、ると考えられる。

(財)日本住宅・木材技術センターと（独）建築研究所との共同研究により行った。この場を借りて関係各機関に謝意を表する。

*一般社団法人 建築住宅性能基準推進協会 研究員

博士（工学）**ベターリビングつくば建築試験研究センター

農修***独立行政法人建築研究所

主任研究員

材料研究グループ* Research Engineer, Building Performance Standardization Association,Dr.Eng

農博****国土交通省国土技術政策総合研究所・研究室長・博士（農学）** Center for Better Living, Tsukuba Building Research and Testing
Laboratory*** Senior Research Engineer, Dept. of Building Materials and Components,
Building Research Institute, Dr.Agr.
**** Head, National Institute for Land and Infrastructure Management,MLIT, Dr.Agr.

―300―