新規木質材料と制振技術を融合した木造建物用損傷分散型構造システムの開発

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本研究は、通し面材工法の面材として厚物木質材料のCLTやLVLを用い、さらにその中に制振装置として制振ダンパを導入することで、木造住宅の層崩壊抑制効果を劇的に高めつつエネルギー吸収性能も同時に向上させる新たな構造システムを提案している。本年度は、提案する構造システムの実現可能性の検討、通し面材としてCLTを用いる場合の具体的な壁の仕様の提案とその力学特性の把握、および実建物を想定した場合に必要となる壁の仕様を明らかにすることを目的として研究を進めた。初めに実施した解析的検討により、厚さ90mm程度のCLTを通し面材として用いることで、一般的な2層木造住宅に対して現実的な壁の量で層間変形角の一様化効果が得られることがわかった。また、CLTと柱の間に生じる相対変形を利用し、制振装置として摩擦ダンパを挿入することで、システムの大型化を回避しながらもさらなる応答低減を期待できることも明らかになった。厚さ90mmのCLTと4基の摩擦ダンパにより構成した1層木造軸組試験体に対して実施した強制載荷実験により、提案したCLTと軸組の接合部が十分な剛性・耐力を有すること、また摩擦ダンパも想定通りに挙動しエネルギー吸収性能を大幅に向上できることを確認した。実験結果に基づいて作成した解析モデルを用いた時刻歴地震応答解析により、標準的な2層木造住宅に対しては、今年度提案した仕様の通し面材を1方向に4枚設置することで、極めて強い地震動に対しても層崩壊を抑制し建物の耐震性を向上できることを示した。