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J-GLOBAL ID：201802224618176007   整理番号：18A0994708

木鋼ハイブリッドラチスシェルの接合部回転剛性および曲げ耐力

ROTATIONAL STIFFNESS AND BENDING STRENGTH OF STEEL CONNECTIONS IN TIMBER LATTICE SHELL

著者 (7件)： 原田公明 ((株)日建設計) ,  中島舜 (東京工業大学建築学系) ,  山崎義弘 (東京工業大学建築学系) ,  松井良太 (東京工業大学建築学系) ,  林賢一 (新日鉄住金エンジニアリング(株)) ,  坂田弘安 (東京工業大学建築学系) ,  竹内徹 (東京工業大学建築学系)
資料名： 日本建築学会構造系論文集  (Journal of Structural and Construction Engineering (Transactions of AIJ))
巻： 83  号： 746  ページ： 577-587(J-STAGE)  発行年： 2018年 
JST資料番号： F0393B  ISSN： 1340-4202  資料種別： 逐次刊行物 (A)
記事区分： 原著論文  発行国： 日本 (JPN)  言語： 日本語 (JA)

抄録/ポイント： 近年,大スパン空間を作るためのラチスシェル屋根に向け,軽量と美観のために木構造が一般的に適用されている。本研究は,構造耐力と建築的外観を改良する木材ラチスシェルのためのいくつかのタイプの鋼接合を提案した。提案した接合部の面内曲げ強さと回転剛性を実物大試験によって調査した。試験結果に基づいて,提案した接合部を用いた木材ラチスシェル屋根の耐震性能を調べた。単層木材ラチスシェルの寸法は24m×24m×3.2mと仮定した。この単層ラチスシェルのために,図2に示したように5つのタイプの接合部を提案した。長方形の集成材部材は,ラグスクリューによりT形または広幅フランジ部分に固定されている。これらの接続は,図3に示されているように,木部材と鋼接合部の間のラグスクリューと耐力の引抜き力によって基本的に面外曲げモーメントに抵抗する。それぞれのタイプの接合部について3個の標本に対して試験を行い,面内曲げに関して回転剛性,曲げ強さ,および破壊モードを確認した。提案した5つのタイプの接合部を用いた図7と8で示した単層木材ラチスシェルの数値シミュレーションを実施し,それらの座屈荷重を調査した。線形座屈荷重α₀に対する弾性座屈荷重のための強度低減係数は約0.9と推定した。図10は,接合部剛性による強度低減係数β(κ)が,ラチスシェル屋根の設計のためのAIJ推奨(AIJ Rec for Shell)で規定され,試験において評価した接合部剛性を有する数値シミュレーションでの計算値より少ないことを示している。強度低減係数への木材剪断剛性の影響も調査した。最後に,低減係数α₀とβ(κ)を線形座屈荷重と乗算することにより,木材ラチスシェルの弾性座屈荷重を推定することができた。知見を以下の通りにまとめた。(1)提案した接合部の最大曲げ強さは積層材料の曲げ強さM_bの0.34~0.87倍の範囲であり,正規化回転剛性比κ(Eq(56))は7.5~22の範囲内であった。この回転剛性比の値は,提案した接合部が単層木材ラチスシェルにとって中間的剛性に分類されることを意味した。(2)T形フランジ接合部では,ラップ長が長くなるにつれて,回転剛性と曲げ強さは増加した。広幅フランジ接合部は最大曲げ強さを示したが,回転剛性はラップ長が同じ他の接合部より小さかった。(3)提案した接合部の回転剛性と曲げ強さを計算する評価式を提供した。定式によって計算した値は,一般的に安全余裕を有して試験結果に一致した。(4)各接合部における木材ラチスシェルの座屈荷重に対するノックダウン係数β(κ)は0.74~0.87の範囲であり,単層木材ラチスシェル屋根の実用設計に適用できる。(5)提案した接合部を有する木材ラチスシェル屋根の弾性座屈荷重は,低減係数γ_t,ノックダウン係数β(κ)f,および減少係数α₀を乗算して評価でき,これは線形座屈荷重に対して0.9と推定することができた。(翻訳著者抄録)

シソーラス用語： *シェル ,  ラチス ,  屋根 ,  大規模 ,  *木構造 ,  *接合部 ,  ねじ結合 ,  剛性 ,  回転 ,  耐荷力 ,  曲げ強さ ,  景観 ,  建築設計 ,  実物大試験 ,  ボルト ,  計算機シミュレーション ,  数値解析 ,  座屈荷重 ,  耐震性 ,  集成材 ,  ハイブリッド方式 ,  ラグスクリューボルト ,  回転剛性 ,  曲げ耐力 ,  数値シミュレーション ,  線形座屈荷重 ,  大屋根 ,  *単層ラチスシェル ,  機械的性質 ,  強度 ,  計算機利用 ,  利用

著者キーワード (12件)： 複合 ,  ラチスシ ,  接合 ,  回転 ,  曲け ,  座屈 ,  複合材料構造 ,  格子シェル ,  接続 ,  回転剛性 ,  曲げ強さ ,  座屈強度

分類 (2件)： 木構造  (RA04020P) ,  接合部  (HD03080V)

引用文献 (25件)：

• 1) Sakata, H., Jokaku, M., Tomimoto, A. and Nakamura, Y. : Axial Behavior of Glulam Japanese Cedar-Steel Composite Member Adopted Friction Connector, Journal of Structural and Construction Engineering (Transactions of AIJ), Vol. 73, No. 627, pp. 811-817, 2008.5 (in Japanese)
  坂田弘安, 上角充広, 富本淳, 中村泰教 : 摩擦接合型コネクタを用いたスギ-鋼板ハイブリッド部材の軸方向特性, 日本建築学会構造系論文集, 第73巻, 第627号, pp. 811-817, 2008.5
• 2) Sakata, H., Jokaku, M., Tomimoto, A. and Nakamura, Y. : Experimental Study on Shear Performance of Glulam Japanese Cedar-Steel Composite Member Adopted Friction Connector, Journal of Structural and Construction Engineering (Transactions of AIJ), Vol. 74, No. 643, pp. 1659-1664, 2009.9 (in Japanese)
  坂田弘安, 上角充広, 富本淳, 中村泰教 : 摩擦接合型コネクタを用いたスギ集成材と鋼板接合部のせん断性能に関する実験研究, 日本建築学会構造系論文集, 第74巻, 第643号, pp. 1659-1664, 2009.9
• 3) Nakano, S., Sakata, H., Jokaku, M., Tomimoto, A. and Nakamura, Y. : Experimental Study on Mechanical Behavior of Glulam Japanese Cedar-Steel Composite Member Adopted Friction Connector: Part 6. Bending Behavior and Estimation of Bending Strength of Composite Member, Summaries of Technical Papers of Annual Meeting, Architectural Institute of Japan, C-1, Structure-III, pp. 297-298, 2008.7 (in Japanese)
  中野翔太, 坂田弘安, 上角充広, 富本淳, 中村泰教 : 摩擦接合型コネクタを用いたスギ集成材と鋼板によるハイブリッド部材の力学的挙動に関する実験研究: その6. 部材曲げ特性と曲げ耐力評価, 日本建築学会大会学術講演梗概集 C-1分冊 構造III, pp. 297-298, 2008.7
• 4) Horii, T., Sakata, H., Takeuchi, T., Suzuki, T. and Nakamura, H. : Experimental Study on Mechanical Behavior of Glulam Timber-Steel Composite Member Using Shear-Ring Connector, Journal of Structural and Construction Engineering (Transactions of AIJ), Vol. 69, No. 584, pp. 125-132, 2004.10 (in Japanese)
  堀井健史, 坂田弘安, 竹内徹, 鈴木達人, 中村博志 : シアリング接合を用いた杉集成材と鋼板によるハイブリッド部材の力学的挙動に関する実験研究, 日本建築学会構造系論文集, 第69巻, 第584号, pp. 125-132, 2004.10
• 5) Sakata, H., Horii, T., Takeuchi, T., Nakamura, H. and Matsuda, K. : Experimental Study on Shear Performance of Shear-Ring Connector, Journal of Structural and Construction Engineering (Transactions of AIJ), Vol. 73, No. 627, pp. 773-779, 2008.5 (in Japanese)
  坂田弘安, 堀井健史, 竹内徹, 中村博志, 松田和浩 : シアリング接合部の木材繊維方向せん断性能に関する実験研究, 日本建築学会構造系論文集, 第73巻, 第627号, pp. 773-779, 2008.5

タイトルに関連する用語 (5件)： 木 ,  ラチスシェル ,  接合部 ,  回転剛性 ,  曲げ耐力