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日本建築学会大会学術講演梗概集（九州） 2007年 8 月

クロスラミナパネルを用いた３階建木造建築物の振動実験
正〃〃クロスラミナパネル
固有振動数

振動実験
減衰定数

○岡部 実 *1
安村 基 *3
河合直人 *5

正〃

Ario Ceccotti *2
箕輪親宏 *4

応答変位

1. はじめに

3. 加振方法及び測定方法

挽き板を直交積層し面的に接着したクロスラミナパネ

振動台は、防災科学技術研究所大型耐震実験施設の振ル（以下 XLam）を用いた建築物が 10 年ほど前からヨーロ動台（水平一方向 14.5m×15.0m）を用いた。入力地震波ッパを中心に建設されている。イタリア CNR-IVALSA は、は 、 兵 庫 県 南 部 地 震 に お け る JMA KOBE N-S 波 、 El

XLam を用いた木造建築の信頼性向上のため、SOFIE プロ

Centro N-S 波及び Nocera Umbra E-W 波(Italy 1997)の３ジェクトを組織し、耐震性能検証のため、XLam を用いた種類とした。最大加速度レベルは 0.15G、0.5G を基本と木造３階建建築物の振動実験を実施したので報告する。

し 、 フ ェ ー ズ Ｃ で は 、 JMA KOBE 0.82G 、 Nocera Umbra

なお本研究は、CNR-IVALSA と防災科学技術研究所の共1.2G、JMA KOBE 100kine(0.9G)を最後に追加した。また同研究により行われた。

地震波入力前後に振動台変位 1mm のステップ加振及びラ2. 試験体

ンダム波加振を行った。

試験体は 7m×7m、高さ 10m の３階建で、屋根面は切り測定は、振動台、２階床面、３階床面、頂部の加振平妻とし棟木が加震方向と平行となる構造物ある。建物を行方向及び直交方向の加速度（サーボ型加速度計）、不動構成する XLam は、壁パネルが高さ 2.95m、幅 2.34m、厚点タワーに設置した変位計による各層水平絶対変位（ワさ 85mm、床パネルは幅 2.34m(一部幅 1.30m)、長さ 7.0m、 イヤー式とレーザー式併用）及び建物内部に設置した変厚さ 142mm となっている。パネルの接合は、直径 6mm で位計での層間変位（インダクタンス式及びひずみゲージ
長さが 260mm,180mm,140mm,100mm の４種類のスクリュー式）の測定を行った。またパネル端部の鉛直方向の変位、ネジを用い固定した。またパネル下端部にはホールダウ

パネル間相対変位（ひずみゲージ式）及び１階ホールダン金物と L 形金物を配し、パネルの回転や水平移動を拘ウン固定 M16 ボルトの軸力（センターホール型荷重計）束している。建物は、１階部分の加震方向の開口面積をも合わせて行った。

変えることで３つのフェーズの実験を行った。フェーズ A

4. 結果及び考察

は南北開口 1.2m、フェーズ B は 2.3m、フェーズ C は南面(1)固有振動数

のみ開口 4m とし偏心壁配置とした。建物全景を写真 1を、各フェーズにおいて地震波加振前後での建物の固有振動数変化を図 2に示す。フェーズＡからフェーズＣに実図 1に 1 階平面図（フェーズＢ）を示す。

験が進むと 1 階部の開口面積が大きくなることから、固有振動数は下がる。また各フェーズとも最大加速度レベルが小さい入力から徐々に大きな入力を行っているため、同一フェーズでの初期と最後では約 0.5Hz～1.0Hz 固有振動数が下がる傾向が見られた。最後に入力した KOBE N-S
波 100kine の加振では、１Hz 固有振動数が下がる結果となった。
(2)減衰定数
ステップ加振における自由振動曲線から減衰定数を算
写真 1 試験体 南面全景
(フェーズＣ 南側開口 4m)

図 1 １階平面図（フェーズＢ）
2出した。固有振動数と減衰定数の関係を図 3に示す。本
実験 の木造建 築物では、加振 前の固有 振動数が 6Hz～固定荷重、積載荷重に相当する鉄板錘を、300kg/m とな

4.5Hz 程度、減衰定数は 4%～5%であった。また固有振動るよう、1,2 階床面に 15 トン均等に設置し、おもり端部数はフェーズが進み、かつ加振が繰り返されることで低はストッパーを配しスクリューネジで固定した。試験体下する傾向を示したが、減衰定数は大きく変化していなは、建物自重が 22 トン、鉄板錘が 30 トン、合計 52 トン

い結果となった。となっている。
Shaking Table Test of a 3 storey XLam Building
OKABE Minoru, Ario Ceccotti, YASUMURA Motoi, MINOWA Chikahiro, KAWAI Naohito

―505―

7.0

16random

14step
南北平均層間変位の最大値(mm)Natural Frequency (Hz)

6.0

5.0

4.03.012108641F2F
3F20A
3 W
KOBE
KOBE
ELC
ELC
NU
NU
3 W
KOBE
KOBE
ELC
ELC
ELC
NU
NU
3 W
NU
NU
ELC
ELC
KOBE
KOBE
KOBE
KOBE2
KOBE2
KOBE3
KOBE3
KOBE
KOBE
NU
NU
KOBE

2.0

B

CA

KOBE 0.5G

BCA

El centro 0.5G

B

C

Nocera 0.5G

前後 後前後 前後前 前後後 前後前 後前前後 前後前 後前前 後前後 前後前 後後A

BC

図 4 最大応答比較(0.5G 入力)

C

図 2 各フェーズでの加振前後の固有振動数(4) 1 層の復元力と応答変位
図 5は、測定した加速度と建物の質量から１層の復元0.08力(荷重)を計算し、全ての加振における荷重と応答変位加震後の最大値を算出しプロットした結果を示している。図中

加震前の実線は、事前に行われた XLam パネルの静的試験結果(1)0.06

減衰定数hから、単位長さ当たりの耐力と剛性を算出し、振動実験試験体の加振方向壁長さを乗じて算出したもので、フェ0.04ーズ毎に示した。振動実験から求めた荷重－変位は、静No rmal Accelaratio n1.00.02

的加力で得られた包絡線に対し高めの値となった。直交Ph ase C 加 振 前

0.50.0壁の効果などが考えられる。

-0.5
-1.00

12t ime( sec)

340.002.0

3.0

4.05.06.0

10007.0

固 有 振 動 数 (Hz)図 3 固有振動数と減衰定数の関係

500

荷重(kN)(3)最大応答変位比較
0.5G 入力におけるフェーズ毎の応答変位比較を図 4に示す。全てのフェーズで 1 階の応答に比べ、２階の応答変位が大きい傾向が見られた。またフェーズが進むにつ0-500

れて 1 階応答変位は増加傾向が見られるものの、その他

Phase A
Phase B
Phase Cの階では、明確な傾向を示していない。フェーズが進む
ことで 1 階部分の開口が大きくなることから、1 階応答変-1000-80位が増加したものと考えられる。3 階の応答変位が小さいのは、屋根面に錘を設置していないこと、また 2 階の応-60-40-20
1層020406080変位(mm)

図 5 振動実験による１層荷重-応答変位の最大値

答変位が大きいのは、パネル端部の金物固定が、木材と謝辞木材になっているのに対し、１階は金物の片側が H 形鋼

Follesa 氏、Marco Pio Lauriola 氏に、またデータ整理では静岡大学農本実験の計画･実施･報告にあたり、CNR-IVALSA Maurizioに緊結されているため、2 階の変形が大きくなったことや、 学部長江氏に多大な協力を得た。ここに記して謝辞とする。
鉄板錘による鉛直力が 1 階の方が大きく、パネルの回転参考文献を拘束したことなどが考えられる。パネル端部の鉛直方(1) Ario Ceccotti, Maurizio Follesa and Marco Pio Lauriola et al.: SOFIE

向変位の動きなど詳細な検討が必要であり、今後の課題

Project – Seismic tests on multistory wood buildings made of solid woodとしたい。

panels, Proceeding of WCTE2006 Portland USA, 2006

*１ベターリビング筑波建築試験センター 主席試験研究役 農修*1 Center for Better Living Tsukuba Building Test Laboratory*2 CNR-IVALSA Tree and Timber Institute*2 Director, CNR-IVALSA Tree and Timber Institute*3 静岡大学農学部環境森林科学科 教授・農博*3 Prof. Dept. of Environment and Forest Resources Science, Faculty of Agriculture,*4 防災科学技術研究所 研究参事 博士（工学）*4 Scientific Research Adviser, NIED, Dr. Eng.

*5 建築研究所構造研究グループ 上席研究員・工博*5 Chief Research Engineer, Dept. of Structural Engineering, BRI, Dr. Eng

Shizuoka Univ., Dr. Agriculture―506―