伝統木造建築のための木材の材料特性を評価する実用的高精度解析法の開発

本研究は伝統木造建築を対象とした数値解析法の開発を目的とする．特に，伝統木造建築の接合部のモデル化手法に着目したものである．研究は，解析モデルの構築に必要な基礎的情報を獲得するために実施した実験的研究と解析モデルを構築する解析的研究に分けられ，具体的な内容を以下に示す．(1)実験的研究では，楔なし通し貫接合部実験を実施した．この実験は，令和3年度に実施した通し貫接合部実験の追加実験であり，試験体仕様に改良を加えた上で試験体寸法をパラメーター的に変化させた試験体を用意した．実験では接合部耐力を得るとともに，画像計測を用いて貫に生じるめり込み変形とひずみ分布の計測を実施した．接合部実験後には，貫から作成した全面横圧縮試験体で材料実験を実施し，貫の横圧縮材料特性，及び材料構成則を得た．さらに，通し貫接合部実験より得られためり込み変形の情報と材料構成則を用いて，接合部耐力の予測を試みた．その結果，貫に生じる局所的なめり込みひずみを評価すると，材料構成則を用いて通し貫接合部耐力を予測できる可能性があることを示した．(2)解析的研究では，(1)で得られた接合部耐力の予測に関する知見を活かして通し貫接合部の解析モデルの構築を行った．現段階では，構築した解析モデルと材料構成則により，接合部実験で得られた荷重－変位関係と対応する解析結果が得られている．ただし，現段階で構築された解析モデルでは，降伏後の剛性が実験結果よりも小さくなる傾向にあり，今後は更なる解析モデルの改良が必要である．また，荷重－変位関係だけでなく，部材に生じるひずみレベルでの解析と実験の対応の確認なども今後の課題である．

本研究は伝統木造建築を対象とした数値解析法の開発を目的とする．特に，伝統木造建築の接合部のモデル化手法に着目したものである．研究は，解析モデルの構築に必要な基礎的情報を獲得するために実施した実験的研究と解析モデルを構築する解析的研究に分けられ，具体的な内容を以下に示す．(1)実験的研究では，楔なし通し貫接合部実験を実施した．この実験は，令和3年度に実施した通し貫接合部実験の追加実験であり，試験体仕様に改良を加えた上で試験体寸法をパラメーター的に変化させた試験体を用意した．実験では接合部耐力を得るとともに，画像計測を用いて貫に生じるめり込み変形とひずみ分布の計測を実施した．接合部実験後には，貫から作成した全面横圧縮試験体で材料実験を実施し，貫の横圧縮材料特性，及び材料構成則を得た．さらに，通し貫接合部実験より得られためり込み変形の情報と材料構成則を用いて，接合部耐力の予測を試みた．その結果，貫に生じる局所的なめり込みひずみを評価すると，材料構成則を用いて通し貫接合部耐力を予測できる可能性があることを示した．(2)解析的研究では，(1)で得られた接合部耐力の予測に関する知見を活かして通し貫接合部の解析モデルの構築を行った．現段階では，構築した解析モデルと材料構成則により，接合部実験で得られた荷重－変位関係と対応する解析結果が得られている．ただし，現段階で構築された解析モデルでは，降伏後の剛性が実験結果よりも小さくなる傾向にあり，今後は更なる解析モデルの改良が必要である．また，荷重－変位関係だけでなく，部材に生じるひずみレベルでの解析と実験の対応の確認なども今後の課題である．