林質複合梁の破壊理論と梁の安全設計システムの研究

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[研究目的]木材の有効利用の一貫として、低品質木材や間伐材などを構造用部材として活用するため、その実用上のネックとなっている集成複合梁の接着層の剪断破壊に及ぼす構成ラミナの品質の影響と強度計算方式を検討し、任意構成断面をもつ複合集成梁の破壊要因を総合的にチェックして安全設計をする方式を確立することを目的に研究した。[実験方法]各種切削条件のスギ縦突きスライス単板、レース単板、ならびにソード単板を用いて、それぞれ上下面をナラ材で補強した10プライ構成の複合集成材梁を作成し、短スパンの曲げ試験により剪断破壊をおこらせ、梁の剪断強度を推定する計算方式と計算結果との比較検討を行うと同時に、各種スギ単板の切削条件と外観的品質並びに剪断強さとの関係を調べた。[結果]1)厚み2.5〜5mmのまさ目面縦突き切削の場合、刃口水平距離は零のときに、また切削角は20度、バイアス角(BA)は80度のときに強度的に良好な単板が得られた。また切削力の横分力が樹皮側に向かう切削方法がこれに反対の方向の切削に比し目違いが生じ難く、良好であった。2)国産の無欠点針葉樹の曲げヤング率とJIS試験法による剪断強さとの関係は裏割れを含むスギ単板の剪断強さにもよく当てはまることがわかった。3)曲げ試験によるスギ単板の接着層の剪断強さは、レース単板(58kgf/【cm^2】)≧BA80゜縦突き単板(55kgf/【cm^2】)>BA50゜縦突き単板(49kgf/【cm^2】)の順であった。4)曲げ試験法で測定したスギの剪断強さ(Se)をJIS剪断実験値と比較するための剪断面積(As)による補正式を求めた。S9=Se+34.2Log/(As/9)[kgf/【cm^2】]5)総合的にみて、文献1)による曲げ計算法と、本研究で導いた剪断破壊算定法は木材の複合集成梁の強度設計計算のシステム化に有用である。文献1)浅野.材料試験11,100,1962