Development of Standardized CLT Structure and Practical Analytical Model for Promotion of Middle-High Rise Timber Buildings

本研究では、CLT標準ユニットを用いた中層木造建築のプロトタイプを開発して、カーボンニュートラルに貢献するために、以下の研究開発を行う。(1) 鉄骨梁とCLTパネルを組み合わせたハイブリッド構造システムとすることで、部材サイズの標準ユニット化する。(2) 中層建築に必要な耐力・剛性を有する接合システムを開発する。(3) 実用的な構造解析モデルの開発する。以上により、材料生産・施工の合理化・省力化によるコスト縮減を実現し、RC構造や鉄骨構造など競争力のある中層木造建築の普及につなげる。課題① 引張とせん断力を負担する接合部の開発：　鋼板とボルトを用いた接合部を、CLTパネルの4隅に配置して、曲げモーメントとせん断力の両方を負担させる工法の要素実験を行い、破壊性状や構造性能に関するデータを収集し、構造設計法を検討した。課題② 鉄骨梁とCLT壁パネルを用いたハイブリッド構造システム：　架構との接続が容易で、パネルの耐力・剛性を発揮させるために、鉄骨梁とCLT壁によるハイブリッド構造システムを提案した。(a)鉄骨フレームタイプと(b)鉄骨床・梁タイプの２種類について検討して、プロトタイプの部分架構実験を行い構造性能と施工の両面についてメリット・デメリットを検討した。課題③ 実用的な構造解析モデルの開発：　RC造や鉄骨造の構造設計で一般的に用いられる一軸曲げばねモデルにより、CLT壁の復元力特性をモデル化する方法を検討する。従来型の引きボルト接合に関しては、断面の曲げ解析理論に基づき、一軸曲げばねモデルで十分に評価できることを示しており、これを、①で提案する新しい接合部にも適用できるように拡張した。

本研究では、CLT標準ユニットを用いた中層木造建築のプロトタイプを開発して、カーボンニュートラルに貢献するために、以下の研究開発を行う。(1) 鉄骨梁とCLTパネルを組み合わせたハイブリッド構造システムとすることで、部材サイズの標準ユニット化する。(2) 中層建築に必要な耐力・剛性を有する接合システムを開発する。(3) 実用的な構造解析モデルの開発する。以上により、材料生産・施工の合理化・省力化によるコスト縮減を実現し、RC構造や鉄骨構造など競争力のある中層木造建築の普及につなげる。課題① 引張とせん断力を負担する接合部の開発：　鋼板とボルトを用いた接合部を、CLTパネルの4隅に配置して、曲げモーメントとせん断力の両方を負担させる工法の要素実験を行い、破壊性状や構造性能に関するデータを収集し、構造設計法を検討した。課題② 鉄骨梁とCLT壁パネルを用いたハイブリッド構造システム：　架構との接続が容易で、パネルの耐力・剛性を発揮させるために、鉄骨梁とCLT壁によるハイブリッド構造システムを提案した。(a)鉄骨フレームタイプと(b)鉄骨床・梁タイプの２種類について検討して、プロトタイプの部分架構実験を行い構造性能と施工の両面についてメリット・デメリットを検討した。課題③ 実用的な構造解析モデルの開発：　RC造や鉄骨造の構造設計で一般的に用いられる一軸曲げばねモデルにより、CLT壁の復元力特性をモデル化する方法を検討する。従来型の引きボルト接合に関しては、断面の曲げ解析理論に基づき、一軸曲げばねモデルで十分に評価できることを示しており、これを、①で提案する新しい接合部にも適用できるように拡張した。