木質構造におけるビス接合部の荷重変形特性の解明

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木造住宅の建設の際、構造用面材等を留め付けるために大量の釘を使用するが、釘接合は解体時に手間がかかるため、木造住宅の分別解体を困難にしている。一方ビスは釘と比較して施工・解体が容易な接合具であるため、木質構造物の分別解体・リサイクルの推進において非常に有力な接合具である。しかし、ビス接合部の構造性能を計算により求める手法は確立しておらず、実験データの蓄積も不十分であるため、ビス接合を構造用途へ適用するためには、個別実験等を行わなければならないのが現状である。本研究では、さまざまなパラメータを持つビス接合部について統括的に表現できる力学的モデルを構築し、任意の材料、形状、寸法、接合形式におけるビス接合部の荷重変形特性を推定する設計式を提案することを目指す。ビス接合部の一面せん断性能にはビスの引き抜き抵抗が大きく影響を及ぼす。昨年度は既往の研究結果を用いて、呼び径と比重からなる引き抜き耐力の実験式を導いた。本年度は新たに呼び径の異なるビスの引き抜き試験を行い、実験式の検証を行った。その結果、実験式は広範囲の条件に対して適用可能であることが確認された。ビス接合部の一面せん断性能にはビスの軸力が大きく影響を及ぼすことが分かっている。しかし、せん断変形過程における引き抜き抵抗の変化については明らかとなっていない。そこで、埋め込み型ひずみゲージを埋め込んだビスを用いることにより、一面せん断変形過程における接合具軸力の測定を試みた。また、軸力以外の応力に対する挙動についても検討を行った。その結果、加力方向を調整することにより軸力の測定が可能なこと、ビスの軸力が接合部の降伏後に増加し、せん断力の増加に寄与していることが実験的に明らかとなった。