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J-GLOBAL ID：202102285511562096   整理番号：21A0185660

木質材料の座屈強度に関する研究(その1):弾性座屈強度の評価に関する考察

A STUDY ON BUCKLING STRENGTH OF TIMBER MATERIALS (PART 1): EVALUATION OF ELASTIC BUCKLING STRENGTH

著者 (4件)： 神戸渡 (関東学院大学建築・環境学部建築・環境学科) ,  井道裕史 ((国研)森林研究・整備機構森林総合研究所) ,  野田康信 ((国研)森林研究・整備機構森林総合研究所) ,  鈴木賢人 ((国研)森林研究・整備機構森林総合研究所)
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： 85  号： 777  ページ： 1457-1467(J-STAGE)  発行年： 2020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： 座屈は柱材料にとって重要な問題である。日本の建築基準法は,木質材料に対する細長比の上限を150と規定している。この上限は,木材評価の結果に基づいている;従って,それは集成材やLVLのような人工木材に適していないかもしれない。最近,大型や中規模の木造建築が大きく注目され,大型の木造建築が世界各地で建設されている。細長比が150を超える長い柱を有する建物は,日本の建築市場で魅力的である。以前の研究では,著者の一人が,構造壁内ブレース用のLVLと合板を用いた実験データに基づいて,座屈強度を評価する方法を提案した。断面形状は長方形で限定されていた。本研究では,柱に集成材とLVLを用いて座屈強度を評価した。断面は正方形,すなわち120×120mmと60×60mmであった。細長比は30と200の間に設定し,たわみに対する積層方向もパラメータとして設定した。これらの試験体は圧縮試験を用いて評価し,両端はピン支持であった。圧縮試験を行う前に,曲げヤング係数を非破壊振動試験により測定した。座屈強度評価のための降伏ひずみを定義するために,短柱による単調載荷試験を行った。短柱に関しては,各材料の降伏ひずみは,集成材試験体で1300~1400μ,LVLで1400~1500μと定義された。これらの値を用いて限界細長比を計算した。振動試験から,集成材のヤング率は10.31~10.39kN/mm²であり,LVLのそれは13.75~13.82kN/mm²であった。試験体の座屈強度を評価するために3つの規定値を用いた,すなわち,最大応力(σ₁),サウスウェル法により評価した応力レベル(σ₂),塑性座屈強度(σ₃)。σ₁とσ₂の値は類似していた;しかし,安全性評価によりσ₁がより適切であるという結論であった。σ₃とオイラーの座屈強度式を比較し,σ₁とσ₃を比較して,集成材とLVLの限界細長比が100であると決定した。この値は,木構造の構造設計基準に対応し,規準値の根拠をより理論的に示すことができた。さらに,オイラーの座屈強度式と試験結果の比較では,細長比が200までの材料に対して座屈強度を安全に評価できることを証明した。オイラーの式に対するヤング率の適切性に関して,材料試験の5%下限値,または集成材とLVLに対するJASの5%下限値を使用できることが分かった。試験結果と計算値は良く相関した。(翻訳著者抄録)

シソーラス用語： 木構造 ,  建築物 ,  *木柱 ,  *集成材 ,  改良木材 ,  積層材料 ,  *圧縮強さ ,  細長比 ,  Young率 ,  木質材料 ,  座屈 ,  圧縮部材 ,  構造設計 ,  JAS【規格】 ,  建築基準法 ,  座屈荷重
準シソーラス用語： LVL【木材】 ,  *座屈強度 ,  木造建築

著者キーワード (10件)： 座屈強度 ,  集成材 ,  単板積層材 ,  オイラーの座屈強度式 ,  細長比 ,  Buckling strength ,  Glued laminated timber ,  Laminated veneer lumber ,  Euler’s buckling strength formula ,  Slenderness ratio

分類 (1件)： 木構造  (RA04020P)

引用文献 (14件)：

• 1) Architectural Institute of Japan, Standard for structural design of timber structures, Maruzen, 2006 (in Japanese) 日本建築学会:木質構造設計規準, 丸善, 2006
• 2) Kuwamura, H. : Performance and design in steel structure, Kyoritsu shuppan, pp. 85-108, 2002.11 (in Japanese) 桑村仁:鋼構造の性能と設計, 共立出版, pp. 85-108, 2002.11
• 3) Kambe, W. Takahashi, S. Ito, T. and Aoki, K. : An experimental study on compression resistant performance of thick plywood of as an axial member, Journal of Structural and Construction Engineering (Transactions of AIJ), Vol. 78, No. 384, pp. 355-361, 2013.2 (in Japanese) 神戸渡, 高橋清和, 伊藤拓海, 青木謙治:軸材としての厚物合板の耐圧縮性能に関する実験的研究, 日本建築学会構造系論文集, Vol. 78, No. 384, pp. 355-361, 2013.2
• 4) Mogami, T. : Applied mechanics (second volume), Kanehara shuppan, pp. 117 134, 1966.5 (in Japanese) 最上武雄:応用力学(下巻) 改訂第4版, 金原出版, pp. 117-134, 1966.5.
• 5) Sekiya, H. : Strength theory on timber, Asakura shoten, pp. 181-190, 1942.10 (in Japanese) 関谷文彦:木材強弱論, 朝倉書店, pp. 181-190, 1942.10

タイトルに関連する用語 (5件)： 木質材料 ,  座屈強度 ,  研究 ,  弾性 ,  評価