大規模木質構造接合部を意図した木材の曲げ・せん断耐力性能評価

本研究では、構造物において木材をより適切に使用するための基礎的知見として、耐力性能が実態よりも不当に低減されて評価されている可能性のある、切り欠きを有する部材の曲げ、せん断の強度性状について調査を行い、可能であればより実設計に即した有用な低減の係数を提案し、さらに耐力低下に対する有効な補強方法を提案することを目的としている。その手段として材料実験と合わせて画像相関法による応力分布の評価を行う。研究初年度である2022年においては、特性値や応力分の影響を評価する手法を確立するための検討を行った。切り欠きを持つ木材のせん断強度を対象とし、無欠点スギ材を用いた静的逆対称4点曲げ試験法による評価を行った。せん断面下部に試験体せいに対する比率をパラメータとした切り欠きを設けた試験体について、その表面にランダムドットを塗布した試験体側面からの定点インターバル写真撮影を行いつつ、万能試験機を用いて破壊まで加力を行った。撮影画像をもとに、画像相関法によるひずみ解析を試み、試験体表面のせん断ひずみ分布を計測するとともに、得られた荷重―変形関係から計算される見かけの応力―ひずみ曲線と照らし合わせることで、各部位の応力度を算出を試みた。その過程において、画像解析に用いるための事前処理であるランダムドットの塗布の方法や、写真の撮影手法について、最適な条件を模索する検討を行った。その結果、試験体表面の応力分布をおおむね計測可能であることが明らかとなった。

本研究では、構造物において木材をより適切に使用するための基礎的知見として、耐力性能が実態よりも不当に低減されて評価されている可能性のある、切り欠きを有する部材の曲げ、せん断の強度性状について調査を行い、可能であればより実設計に即した有用な低減の係数を提案し、さらに耐力低下に対する有効な補強方法を提案することを目的としている。その手段として材料実験と合わせて画像相関法による応力分布の評価を行う。研究初年度である2022年においては、特性値や応力分の影響を評価する手法を確立するための検討を行った。切り欠きを持つ木材のせん断強度を対象とし、無欠点スギ材を用いた静的逆対称4点曲げ試験法による評価を行った。せん断面下部に試験体せいに対する比率をパラメータとした切り欠きを設けた試験体について、その表面にランダムドットを塗布した試験体側面からの定点インターバル写真撮影を行いつつ、万能試験機を用いて破壊まで加力を行った。撮影画像をもとに、画像相関法によるひずみ解析を試み、試験体表面のせん断ひずみ分布を計測するとともに、得られた荷重―変形関係から計算される見かけの応力―ひずみ曲線と照らし合わせることで、各部位の応力度を算出を試みた。その過程において、画像解析に用いるための事前処理であるランダムドットの塗布の方法や、写真の撮影手法について、最適な条件を模索する検討を行った。その結果、試験体表面の応力分布をおおむね計測可能であることが明らかとなった。