日本建築学会大会学術講演梗概集	 （関東）	 2015 年	 9	 月	 23347

木質系面材による RC 骨組の耐震補強工法に関する実験的研究：その 4
正会員○幅 亮太*
正会員 高橋 豪**
正会員
正会員
五十田 博*** 正会員 福原 武史**** 正会員
木質CLT

RC 骨組
耐震壁

CLT 耐震補強効果のメカニズム
森 拓郎***
正会員
北守
栗原 嵩明****

顕久***

耐震補強工法
接着工法

1.はじめにその 3 では，CLT による耐震補強試験体の実験結果について述べた。本報では材料要素試験で得られた結果を基に，耐震補強試験結果の分析をおこなう。
2. 要素実験
2.1 CLT に関連して実施した要素実験
本報で行った 材料試験および 単位接合 部要素試験はCLT の圧縮試験，CLT の面内せん断試験，CLT 面材パネル同士の接着せん断試験，CLT 面材パネルとコンクリートの接着せん断試験の 4 種類である。特に構造実験ではCLT 面材パネルを斜めに配置する斜交型補強法を検討課題として用いている。この効果を検証する為，上記の各種材料試験，要素試験の実験のパラメータとして繊維の傾斜角度を設定した。
2.2 CLT 材料の構成使用した CLT 材料は構造実験に用いたものと同時に作製した，厚さ 30mm の 3 層 3 プライ異等級スギ CLT である。ラミナの平均曲げヤング係数は 7.97kN/mm2，原板の密度は平均値 381.8kg/m3 であった。
2.3 圧縮試験
圧縮強度または座屈強度を検討するための圧縮実験の概要，試験体の種類を図 1 に示す。試験体は 5 種類(各 6体，計 30 体)であり，パネル表層の繊維方向(鉛直方向に対して θ=0°，30°，45°，60°，90°)の異なる条件を設けた。
圧縮強度の結果を図 2 に示す。θ=0°の圧縮強度が最も高く，25N/mm2 であった。試験体表層の繊維方向が傾くにつれて，圧縮強度は低下したが，30°~90°は概ね同程度の圧縮強度であり，11N/mm2 程度の値を示した。CLT の直交積層効果により，一般木材ほどの顕著な異方性は示さないことが分かった。なお，以降の耐震補強試験体の考察では，W-C01 は 90°，W-Cs01 および W-Cs02 は 60°，
Wo-C03 では 0°の圧縮試験結果を参考にする。
2.4 CLT せん断試験
パネルせん断を受ける木材は加力方向に対する繊維角度によっては軸力抵抗が生じ，見かけのせん断弾性係数が変化する。パネル自体のせん断弾性係数とせん断強さを逆対称 4 点曲げ試験で検討した。図 3 に試験方法，試験体の種類とせん断変形角 γ，平均せん断応力度 τave，せん断強度 Fs，せん断弾性係数 G の式をそれぞれ(1)，(2)，(3)，(4)に示す。試験体は 3 種類(各 6 体，計 18 体)であり，パネル表層の繊維方向(水平面に対して θ=0°，-30°，30°)を変化させた。パネル下端部の表裏両側で計測した水平変位から，みかけの変形角を求めた。
図 4，表 1 に実験結果を示す。全ての試験体においてせん断強度は概ね 6N/mm2 程度であった。ただし，30°条件(S-30T)では両者にせん断破壊がおこらなかったため参考値である。せん断弾性係数は 0°条件では 700N/mm2 程度，-30°と 30°条件では両者に大きな差異は無く 1400N/mm2 と0°条件の 2 倍近い値を示した。
2.5 CLT-CLT の接着強度試験
2.4 の逆対称 4 点曲げ試験方法において，左右部材を中央で接着厚 5mm のエポキシ樹脂接着によって試験体を構成し，接着せん断試験をおこなった。試験体は 3 種類(各6 体，計 18 体)である。
全ての試験体において，最大耐力は 2.4 の条件を上回り、接着界面ではなく，パネル自体で破壊を生じた。よって，接着材のせん断強度はパネルのせん断強度を上回ることを確認した。
2.6 CLT-RC の接着強度試験
2.5 と同様に，逆対称 4 点曲げ試験によってエポキシ樹脂を用いた CLT とコンクリートの接着強度を検討した。
図 5 に試験の概要と試験体の種類を示す。コンクリート

図 3 試験の概要と試験体の種類 図 4 せん断試験結果
表 1 せん断試験結果

図 1 試験の概要，試験体の種類

図 2 試験結果

Seismic Retrofit of RC Frames using Timber Shear Panels
Part4: Mechanism of the seismic retrofitting with CLT panels― 693 ―

平均値

S-0

S-30T

S-30C

τmax[N/mm²]

8.99

8.73

9.05

G[N/mm²]

701.041413.06

1433.18

HABA Ryota, TAKAHASHI Go, MORI Takuro,
KITAMORI Akihisa, ISODA Hiroshi,
FUKUHARA Takeshi,KURIHARA Takaaki

試験体はフレーム試験体と同時に打設した普通コンクリートであり，試験時圧縮強度 25 N/mm2 であった。エポキシ樹脂の接着厚さは 5mm とした。
表 2 に実験結果を示す。試験体は，いずれもコンクリートの表面より中に入ったコンクリート面でせん断破壊した。最大せん断応力度はいずれの条件下においても，ばらつきが大きかったが τmax の平均値は 3N/mm2 程度を示した。
3. 補強効果と耐力発現機構
CLT 耐震壁接着工法試験体の補強効果を確認するため，
その 3 で得られた実験結果の荷重-変形関係の包絡線耐力から，同一変位時の RC フレームの包絡線耐力を差し引い
図 6 せん断応力度‐層間変形角たものを，パネル上辺の接着面積で除し，パネル面内の平均的なせん断応力度として図 6 に示した。図 6 には 2.4で得られたせん断弾性係数を形状係数の 1.2 で除して算出したせん断剛性をあわせて示す。また，フレームとパネルの接着面における上端および下端の変位計の値より接着剥離の層間変形角 R を決定し，図 6 中に丸でプロットした。
3.1 接着剥離前(0~4 × 1000-3 rad.時)
図 7 終局変形時(左：全面壁型，右：方立壁型)
図 7 に示すように，W-C01，W-Cs01，W-Cs02 の接着破表 3 実験値と計算値の比較
壊前の最大せん断応力度は 3N/mm2 前後であり，2.6 の材(kN)
計算値
実験値
計算値/実験値
料試験結果と概ね等しい接着強度を発揮したが，W-C03
W-C01323
223
1.45は材料試験結果を大きく下回った。また，いずれの試験
W-Cs01336
304
1.11
体の補強効果も，2.4 の材料試験から求めたせん断剛性と，
Wo-C03128111
1.15ほぼ同等の剛性が発揮されているが，せん断強度につい
W-Cs02336282
1.19ては材料試験結果以下であった。
-33.2 終局変形時(4-10 × 1000 rad.時)
終局変形時における，全面壁型，方立壁型の試験体のとした。全面壁型は鉛直変位が摩擦によって拘束される力のつり合い関係の模式図と曲げモーメントの釣り合いため，パネル側面の圧縮抵抗によって，方立壁型はパネ式(5)，(6)を図 8 に示す。ここでは静止摩擦係数μを 0.3
ル上下の端部の圧縮抵抗によって，耐力を発現するモデ
ルとし，圧縮が終局耐力に達する時の圧縮抵抗および摩擦抵抗によるモーメントと外力モーメントのつり合いから補強効果の終局耐力を計算した。
表 3 に(3)，(4)の計算結果と実験結果の比較を示す。計
算結果は実験結果の値と概ね一致することが分かった。
4. まとめ耐震補強試験体の剛性，接着破壊前の最大耐力，終局変形時の最大耐力は，材料試験の試験結果から求めた計図 5 せん断試験方法と試験体の種類
表2

算結果より評価できることが分かった。

CLT-RC の接着強度試験結果

τmax(N/mm²)

平均値標準偏差5％下限値

TC-0

3.50

1.09

0.95

TC-90

2.89

1.02

0.51

TC-30C

2.88

1.24

―

TC-30T

3.39

0.61

1.97

「謝辞」
本研究の一部は林野庁助成事業（平成 25 年度補正 林野庁委託事
業 CLT 等新製品・新技術利用促進事業）の一環として実施されたものです。実験にあたり信州大学田守伸一郎准教授のご協力ををいただきました。ここに謝意を表します。

※TC-30C はばらつきが大きく，5%下限値を算出できず。
*京都大学大学院 農学研究科**(一財)ベターリビング***京都大学 生存圏研究所****(株)竹中工務店 技術研究所*Graduate school of Agriculture, Kyoto University.
**General Incorporated Foundation Better Living.
***Research Institute for Sustainable Humanosphere, Kyoto University.
****Research & Development Institute, Takenaka Corp.

― 694 ―