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日本建築学会大会学術講演梗概集（北陸） 2019 年 9 月

CLT パネル工法の構造設計方法拡充・合理化に関する検討
その 3 壁パネル単体定軸力下水平加力実験〇前原 功明*1
五十田 博*3
三宅 辰哉*5

正会員
同
同
CLT 構造支圧実験

定軸力
めり込み実験

河合 直人*2
津田 千尋*4
佐藤 基志*6

同同
同

水平加力実験

クルとして 3 サイクルずつ繰り返す正負交番繰り返し加力

1.はじめに定軸力下での CLT 壁パネルと壁脚接合部の性能把握をとし、1/50[rad.]のサイクル終了後に 1/30[rad.]を 1 サイクル目的とし、壁パネル単体定軸力下水平加力実験(以下、定加力して、最後は引き側で 1/15[rad.]まで引き切り加力終

軸力水平加力実験)を実施した。また実験に用いた CLT パ了とした。

ネルの特性把握の為に共通のマザーボードから切り出し

2.3 計測計画

た壁パネルの支圧実験(以下、支圧実験)及び床パネルのめ

水平方向変位は加力点位置を、鉛直方向変位は壁パネり込み実験(以下、めり込み実験)を実施した。本報では、

ルの脚部のめり込み及び引きボルト孔位置上部で計測し両実験の概要と結果について報告する。

た。荷重の計測にはロードセルを用い、ロードセルは水

2.定軸力水平加力実験

平方向及び鉛直方向のジャッキ端部と引きボルトの架台

2.1 試験体概要側に配置した。水平方向のジャッキに取りつけたロード試験体は基礎上配置(以下、W1)及び床上配置(以下、セルは試験体に作用する水平力を、鉛直方向に取りつけW2)の 2 仕様である。耐力壁に鉛直定軸力を与えた状態でたロードセルは試験体に作用する定軸力を、引きボルト耐力壁頂部に正負交番水平力を与えた。鉛直定軸力をパに取りつけたロードセルは引きボルトに作用する軸力をラメータとし、W1 で 0、200、400、600[kN]の 4 ケース、それぞれ計測している。

W2 で 0、150、300、450[kN]の 4 ケースとした。定軸力毎の軸力比［N/Nu］を表 1 に示す、ここで Nu は壁パネルの断面積に圧縮基準強度を乗じた値としており、圧縮基準2強度は後述する支圧実験の結果から 20[N/mm ]とした。
CLT パネルの強度等級及びラミナ構成は、壁パネルが S605-5 、 床 パ ネ ル Mx60-5-7 で 、 寸 法 は 壁 パ ネ ル が

表 1 定軸力毎の軸力比
W1-

試験体名

W2-

定軸力[kN]

0200

400

6000150300450軸力比[N/Nu]00.070.130.20

00.05

0.100.15

ここでNu＝3000[kN] (＝Fc×Ae)

2650×1000×150[mm]、床パネルが 1500×800×210[mm]であFc：圧縮基準強度＝20[N/mm2] (3.4.1る。引張接合部は両仕様共に引きボルト形式

Ae：断面積=150000[mm2] (＝150×1000)

支圧実験結果より)(Ⅿ24,ABR490)とし、脚部の水平せん断接合部は設けていない。試験体数は各 1 体である。
2.2 実験方法
図 1 に試験体設置図を示す。加力は試験体を引きボルト及び水平移動拘束用の L アングル用いて架台に固定し実施した。水平力は反力壁に取り付けたジャッキ、加力用治具を用いて試験体頂部に与え、鉛直定軸力は、架台と H形鋼で試験体とジャッキを挟み、架台と H 形鋼を PC 鋼棒で繋いだ状態でジャッキを突っ張ることで与えた。PC 鋼棒と架台側の治具はピン接合とし、壁頂部が水平方向に移動して試験体が回転しても、鉛直定軸力は常に壁パネルの高さ方向に対して平行となるようにしている。加力サイクルは、見かけのせん断変形角が正負で 1/450、1/300、1/200、1/150、1/100、1/75、1/50[rad.]に達した点を 1 サイ
A study on expansion and improvement of the structural design
method for CLT panel construction. Part 3: Horizontal loading testof wall panel under vertical constant axial force.

― 463 ―(a) W-1(基礎上配置)(b) W-2(床上配置)

図 1 定軸力水平加力実験 試験体設置図

MAEHARA Koumei, KAWAI Naohito,
ISODA Hiroshi, TSUDA Chihiro,
MIYAKE Tatsuya, SATO Motoshi

2.4 実験結果

いずれの試験体も同様の挙動を示し、直線的な荷重上昇

図 2 に荷重変位関係を、写真 1 に主な破壊性状を示す。の後、変位 5mm 程度で降伏し、実験の最大変位 20mm で各試験体とも荷重変位関係の荷重はジャッキのロードセ

最大荷重に至った。

ルの値、変位は加力点の水平変位を用いている。先述し4.まとめ

たように、鉛直定軸力は常に壁パネルの高さ方向に対して平行となる為、荷重変位関係に鉛直定軸力による p-δ 効

定軸力水平加力実験、支圧実験、めり込み実験の概要と結果について報告した。

果は含まれていない。基礎上設置、床上設置のいずれも総じて線形的に荷重が上昇し、引きボルトの降伏後は荷150

重勾配が緩まりながら荷重が上昇したが、鉛直定軸力が100最大のものでは、基礎上設置では引きボルト孔周辺生じ50

荷重 [kN]

W2-0100

W1-200W1-400W1-6000-50

設置では壁パネル脚部の床パネルへの全面めり込み(写真-1001(b))による引きボルトゆるみに伴う剛性低下がみられた。

W2-300W2-4500-50-100-150-250 -200 -150 -100 -50
変位 [mm]3.支圧・めり込み実験

W2-15050
荷重 [kN]た圧壊(写真 1(a))による最大耐力到達後の荷重低下、床上150W1-0050100-150-250 -200 -150 -100 -500
変位 [mm]

50100(a) W-1(基礎上)(b) W-2(床上)図 2 定軸力水平加力実験による荷重変位関係

3.1 試験体概要
支圧実験及びめり込み実験の試験体に用いた CLT パネルは先述した定軸力水平加力実験と同マザーボードから切り出したものである。寸法は支圧実験の壁パネルが200×390×150[mm] 、 め り 込 み 実 験 の 壁 パ ネ ル が150×240×150[mm]、床パネルが 780×510×210[mm]である。
図 3 に試験体図を示す。試験体数は各実験で 2 体とした。
3.2 実験方法
加力は 100t の曲げ試験機により実施し、変位が 20mm ま(a) W-1(基礎上配置)(b) W-2(床上配置)
写真 1 定軸力水平加力実験の破壊性状での単調載荷として 10 分程度で破壊に至るように載荷速度を調整した。
3.3 計測計画
支圧実験では加力プレートの絶対鉛直変位を、めり込み実験では壁パネルの高さ中央位置の絶対鉛直変位を、それぞれ 4 点で計測しその平均を変位とした。
3.4 実験結果
3.4.1 支圧実験
図 4(a)に荷重変位関係を示す。図中に最大応力度σmax、(a) 支圧実験(b) めり込み実験
図 3 支圧・めり込み実験の試験体図

初期剛性 K を併記した。値は 2 体の平均値である。初期すべりを考慮し、初期剛性は 0.2Pmax 及び 0.5Pmax を結んだ線30分の傾きとし、最大応力度σ max は最大荷重を加圧面積で25除した値である。いずれの試験体も同様の挙動を示し、3.4.2 めり込み実験
図 4(b)に荷重変位関係を示す。図中には降伏応力度σ y、

10K=2.0[N/mm2/mm]

00510変位[mm]1520051015変位[mm]2025(a) 支圧実験(b) めり込み実験
図 4 支圧・めり込み実験による応力度変位関係

い て は 初 期 す べ り を 考 慮 し 、 初 期 剛 性 は 0.1Pmax 及 び
ットした線分と荷重変形関係曲線との交点をσy とした。

42K=10.3[N/mm2/mm]

0初期剛性 K を併記した。値は 2 体の平均値である。K につ*1 工学院大学大学院 修士課程
*2 工学院大学建築学部 教授 工博*3 京都大学生存圏研究所 教授 博(工)*4 ベターリビング 上席試験研究役 博(工)*5 日本システム設計 代表取締役 博(工)*6 日本システム設計 修(工)1550.4Pmax を結んだ線分の傾きとし、その線分を 2mm オフセ

σy=6.4[N/mm2]

6[N/mm2]

荷重が低下した。

8σmax=21.3[N/mm2]

20[N/mm2]

直線的な荷重上昇の後、最大荷重に至り、その後徐々に

10

謝辞：本研究は、平成 30 年度林野庁補助事業および委託事業により実施された。関係者に謝意を表する。

*1 School of Architecture, Kogakuin University*2 Professor, Kogakuin University, Dr. Eng.
*3 Professor, Kyoto University, Dr. Eng.
*4 Chief Researcher, Center For Better Living, Dr Eng.
*5 President, Nihon System Sekkei Architects & Engineers Inc. Dr.Eng.
*6 Nihon System Sekkei Architects & Engineers, M. Eng.

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