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

大型木结构接缝木材的弯曲和剪切强度性能评估

基本信息

批准号：
22K05769
负责人：
北守顕久
金额：
$ 2.58万
依托单位：
Osaka Sangyo University
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
财政年份：
2022
资助国家：
日本
起止时间：
2022-04-01 至 2025-03-31
项目状态：
未结题

来源：
https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-22K05769/
关键词：
木材の強度特性切り欠きせん断強度木材強度せん断 DIC

项目摘要

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。

这项研究旨在调查切口成员弯曲和剪切的强度特性，与实际条件相比，可以通过不公平地降低强度性能进行评估，并在可能的情况下提出一种更适合实际设计的有用的降低系数，并进一步提出了一种有效的增强方法来降低强度。为此，使用图像相关方法与材料实验一起评估应力分布。在2022年，研究的第一年，我们研究了对特征值和应力的影响进行评估的方法。使用静态逆对称四点弯曲测试，使用无缺陷的雪松木来评估木材和凹槽的剪切强度。对于带有比率与样品比的参数的剪切截面底部的标本，从样品的侧面拍摄了固定点间隔照片，并将随机点涂在样品表面，并将样品施加到力上，直到使用多种多汁测试人员骨折为止。基于捕获的图像，我们尝试使用图像相关性分析应变，并测量样品表面上的剪切应变分布，并将其与根据获得的负载变形关系计算得出的明显应力应变曲线，以计算每个位点的应力水平。在此过程中，我们研究了应用随机点的最佳条件，这些点已预处理用于图像分析和拍摄方法。结果，可以大致测量样品表面上的应力分布。