中断面集成材を用いた耐震的かつ開放的な新しい木造軸組住宅構法の開発

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本年度は、昨年度に引き続き接合方法の開発に取り組むと共に、架構レベルでの検討を行った。1.耐力及び剛性を高める接合方法の開発昨年度の結果を踏まえ、引きボルト型接合を改良した柱・梁接合部を設計し、性能実験を行った。改良型は部材に挿入するボルトの両端に自動ボルト締め付け装置を取り付けたもので、初期剛性の高さを維持しつつ、除荷時の部材間のすべり現象を抑制させることを目的とした。実験に際しては、市販の鋼板挿入型等の住宅用接合金物による接合部も併せて試験を行い、性能を比較した。この結果、改良型引きボルト接合は市販の接合金物による接合法よりも高い靭性を示した。また、自動ボルト締め付け装置の効果により繰返し加力によるナットの緩みが減少し、急激な耐力低下が抑えられた。2.中断面集成材を用いた架構の加力実験及び解析改良型引きボルト接合により柱・梁接合部、柱脚部を構成した実大フレームを作製し、水平加力実験によりそのフレームの基本的性能を把握することとした。試験体は、住宅の間口2間の架構を想定し高さ2m73cm、幅3m58cm(部材の芯々距離)の1層1スパンの門型フレームを設計した。実験の結果、小変形時においては、ガタや遊びが無く、高い剛性が得られた。接合部単体では塑性域に入ると耐力は向上せずずるずると変形のみが進んだが、門型フレームでは塑性域に入ってからも緩やかな耐力上昇を示した。架構の塑性変形性能を構造特性係数により評価したところ、本実験で作製したフレームは平均で0.235という結果を示した。これより、本架構は耐力壁を含む架構と同等の高い塑性変形性能を持っていることが明らかにされた。また木造住宅の構造設計で適用されている壁倍率による評価を行った結果、本架構の壁倍率は平均で2.6という値を示した。これは在来軸組構法において「厚さ4.5cmで幅9cmの木材またはこれらと同等以上の耐力を有する筋かいを入れた軸組」と同じことであり、フレームとしての実現の可能性を示すものであった。以上の結果より、中断面集成材及び引きボルト型接合を用いた架構により、耐震的かつ開放的軸組構法の可能性が示された。