Development of higher seismic and fire-resistant timber slender frame structure using eco-friendly and sustainable materials

使用环保和可持续材料开发更高抗震性和耐火性的细长木框架结构

• 批准号: 21H01481
• 负责人: 谷口 与史也
• 金额: $ 11.15万
• 依托单位: Osaka Metropolitan University (2022-2023)Osaka City University (2021)
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Scientific Research (B)
• 财政年份: 2021
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2021-04-01 至 2024-03-31
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-21H01481/
• 关键词: 木質構造; 低環境負荷; 高耐震; 高耐火; スレンダー架構; ジオポリマー

本研究では、低環境負荷型かつ持続可能型材料を用いた新しい高耐震（安全性と修復性）・高耐火木質構造システムの開発し，実験による当架構の各種性能の明確化と評価法の確立を目指す。2021年度は、主に、高耐震高耐火木質複合部材の設計施工法整備のための構造性能及び耐火性能評価実験を実施した。・構造性能評価実験：木材表面に凹凸加工を施しジオポリマーとの一体性向上を図った試験体を製作し静的曲げ載荷実験を実施した。具体的な実験パラメータは、ジオポリマーの被覆厚、木材表面の凹凸加工における溝のピッチや形状である。ジオポリマー被覆の有無や被覆厚の違いによる（曲げ耐力や曲げ剛性などの）補強効果、木材表面の凹凸加工の有無や違いによる両材の一体性について検討するため実験データを整理した。その結果、ジオポリマーの補強による木部材の曲げ耐力及び剛性向上効果が明確には見られなかった。破壊性状についても実験パラメータ間の大きな違いはなく、ジオポリマーと木材が一体となったまま曲げ変形し、最終破壊に至った。これは、ジオポリマーの硬化過程時において乾燥収縮による微細ひび割れが発生していたため、載荷時においてこの微細ひび割れが閉塞しながら変形が生じていたと推察される。以上から、ジオポリマーと木材は部分的に両行に接着していたものの、想定した補強効果が得られなかったと考えられる。・耐火性能評価試験：縮小試験体を用いて、木材表面のジオポリマーの被覆の有無や被覆厚、加熱温度及び時間を実験パラメータとした燃焼試験を実施した。ジオポリマーで被覆した試験体は、無補強に対し、木材表面の炭化が抑えられる傾向が見られたが、目標とした耐火または準耐火構造に適用できる成果は得られなかった。構造性能評価実験で見られたように、ジオポリマーの微細ひび割れが影響し、内部の木材の発熱速度や発熱量を制御することが困難であったためと考察した。

This study で は, low environmental duty か つ might hold 続 を type material with い た new し い high seismic と repair (safety), high fireproof wooden structure シ ス テ ム の open 発 し, be 験 に よ る when architecture の various performance の explicit の 価 と evaluation method to establish を refers す. Evaluation of structural performance and び fire resistance performance of high seismic resistance and high fire resistance wood composite components in 2021 価, main に, <s:1> design and construction method preparation 価 ため <s:1> construction performance and び fire resistance performance 価 experiment を implementation <s:1> た. Structure, performance evaluation of 価 be 験 : に wood surface concave and convex processing を shi し ジ オ ポ リ マ ー と の oneness upward を 図 っ た を production し static test body curve げ load be 験 を be applied し た. Specific な experiments パラメ パラメ タ タ タ である, ジ ジ ポリ ポリ <s:1> <s:1> coating thickness, <s:1> concave and convex processing of wood surface における groove <e:1> ピッチや shape である. ジ オ ポ リ マ ー coating の presence of や coating thickness の violations い に よ る (qu げ endurance や げ rigid な ど の) reinforcing unseen の is concave and convex fruit, wood surface processing の presence of や violations い に よ る struck wood の oneness に つ い て beg す 検 る た め be 験 デ ー タ を finishing し た. そ の results, ジ オ ポ リ マ ー の reinforcing に よ る xylem の qu げ endurance and び rigid working up fruit が clear に は see ら れ な か っ た. Broken 壊 traits に つ い て も be 験 パ ラ メ ー タ の between big き な violations い は な く, ジ オ ポ リ マ ー と wood が one と な っ た ま ま qu げ - し, eventually break 壊 に to っ た. こ れ は, ジ オ ポ リ マ ー の hardening process に お い 収 て drying shrinkage に よ る imperceptible ひ び cut れ が 発 raw し て い た た め, load に お い て こ の imperceptible ひ び cut れ が occlusion し な が ら born - shaped が じ て い た と push examine さ れ る. Above か ら, ジ オ ポ リ マ ー と に は part of wood line struck に then し て い た も の の, scenarios し た reinforcing fruit comes unseen が ら れ な か っ た と exam え ら れ る. , fireproof performance evaluation 価 test: narrow test body を with い て, wood surface の ジ オ ポ リ マ ー の coating の や coating thickness, heating temperature and duration of び を be 験 パ ラ メ ー タ と し た combustion 焼 test を be applied し た. ジ オ ポ リ マ ー で coating し た は test body, strong enough に し, wood surface の seaborne coking が え suppression ら れ る tend to see が ら れ た が, target と し た refractory ま た は quasi fireproof construction に applicable で き は る achievements have ら れ な か っ た. Structural performance evaluation 価 be 験 で see ら れ た よ う に, ジ オ ポ リ マ ー の imperceptible ひ び cut れ が influence し, internal の wood の 発 heat speed や 発 heat を suppression す る こ と が difficult で あ っ た た め と investigation し た.

项目成果

ジオポリマー板材で補強した杉製材の曲げ特性評価に関する実験研究

地质聚合物板加固雪松材弯曲性能评价试验研究

• 发表时间: 2021
• 作者: 鈴木 裕介;谷口 与史也;PAREEK Sanjay
• 通讯作者: PAREEK Sanjay

ジオポリマー板材で補強した杉製材の曲げ剛性の定量評価に関する実験

地质聚合物板加固雪松木材抗弯刚度定量评价试验

• 发表时间: 2021
• 作者: 鈴木 裕介;谷口 与史也;PAREEK Sanjay
• 通讯作者: PAREEK Sanjay