京 5
6 摘 要
木質ボードを使用した耐力壁における釘接合部の単純モデノレとして、主 材 の 両 側 に 各 種 木 質 ボ ー ド を 側 材 と し て 各 々 1本 の 釘 を 用 い て 接 合 し た 圧 縮型の I面せん断試験体を供試し、落錘式の繰返し衝撃せん断試験を行い、
繰 返 し 負 荷 に 伴 う 接 合 部 の 疲 労 進 展 過 程 を 究 明 す る と と も に 、 と く に 木 質 ボードの種類、 厚 さ に 対 す る 接 合 部 疲 労 の 依 存 性 に つ い て 追 究 し た。 (1)初回の衝撃負荷において残留する永久すべり変位量は、いずれの側材 厚さにおいても MDFが 最 も 少 な い 値 を 示 す 傾 向 が あ っ た が 、 側 材 に MDF を 用 い た 場 合 に は 、 繰 返 し に 伴 う 永 久 す べ り 変 位 量 の 蓄 積 速 度 が 大 き い た め に 、 疲 労 過 程 の 終 了 時 に お い て は 、 い ず れ の 側 材 厚 さ に お い て も 恥1D
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は 他 の 材 料 に 比 べ 大 き な 永 久 す ベ り 変 位 量 を 示 し た ( 図 3.2.3、図 3.2.6、 図 3.2.4)0
(2) い ず れ の 種 類 の 側 材 に お い て も 厚 さ が 15mmの 場 合 に 最 も 小 さ な 疲 労 速度を示した。ま た 、 釘 の 長 さ を 一 定 と し 側 材 の 厚 さ を 変 化 さ せ た 場 合 に は 、 各 部 材 に お け る 釘 の 外 力 負 担 割 合 に よ り 最 適 値 が 存 在 す る こ と が 確 認 された(図 3.2.6)0
(3) 負 荷 治 具 に お け る 加 速 度 及 び 主 材 ・ 倶JI材 聞 の 最 大 す べ り 変 位 量 の 繰 返 し負荷に伴う 推移において、 MDFを 除 く 側 材 で は 、 衝 撃 負 荷 の 繰 返 し に 伴 い 最 大 す べ り 変 位 量 が 減 少 す る と と も に 、 負 荷 治 具 の 反 発 加 速 度 が 大 き くなったことなどから、衝撃負荷によ って部材 に 圧 密 化 が 生 じ た も の と 考 えられる(図 3.2.7、図 3.2.8)0
‑309 ‑
(4) 接 合 部 の 試 験 終 了 時 に お け る 変 形 様 態 の 軟X線撮影による観察では、
側 材 が 薄 い 場 合 に は 、 釘 は そ の 頭 部 が 側 材 に 著 し く め り 込 み 、 長 さ 方 向 に L字型の変形を示すが、倶Ij材が厚くなるにつれて、釘はその頭部の側材へ
のめ り 込 み が 減 り 、 長 さ 方 向 に S字 型 の 変 形 を 呈 す る よ う に な る こ と 、 ま た、側材厚さが 9mmの場合、 MDFは 他 の ボ ー ド の 場 合 に 比 べ 、 釘 頭 部 の
側材へのめ り 込 み が 大 き く な る 傾 向 に あ る こ と が 観 察 さ れ た ( 図 3.2.9、 図3.2.10)。
(5) 釘 の 変 形 量 は 、 い ず れ の 木 質 ボ ー ド を 側 材 と し て 用 い た 場 合 で も 、 側 材 厚 さ の 増 加 に 伴 い 減 少 し 、 厚 さ 15mmの と き に 最 小 と な り 、 そ れ 以 上 厚 く な る と 再 び 増 加 す る 傾 向 を 示 し た。また、 MDFが 側 材 の 場 合 に は 、 他 の材 種 に 比 べ 大 き な 釘 の 変 形 量 を 示 し た。(図 3.2.12)
‑310 ‑
落 下 重 錘 ( 重 量 8.5kgf) ~n
¥ 加 速 度 セ ン サ
加 速 度 セ ン サ
￨ " " I
~ ~
e
落下高さ :50ベース
図 3.2. 1繰 返 し 衝 撃 せ ん 断 試 験 の 概 略
‑311 ‑
δpn
δp1
N
=
1 N = 2 N = n図 3.2.2衝 撃 繰 返 し に 伴 う す べ り 変 位 量 の パ ル ス 波 形 推 移
δc1"'n 1‑n の 各 衝 撃 時 の 最 大 す べ り 変 位 量
δp1"'n 1‑nの 衝 撃 繰 返 し に 伴 い 累 積 す る 永 久 す べ り 変 位 量
‑312 ‑
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9 1 2 1 5 1 8 側材厚さ (mm)
図3.2. 3初回衝撃負荷による永久すべり変位量
. ̲ :合板
ーゼミー 1¥ーティクルボード
ー
ー・ ‑ ̲ . :
M D F‑313 ‑
1 5 合板
ニ与二与そ)=-0ニ与ニ守やニφニ令~く>=
一・4・・・‑・‑・‑・‑・叶.‑‑・‑・‑・‑・‑・4・ .a--・_..J・--・-..--・-・ー勾・--...-~・トー・-....・-ー-・--<・-・-・--・
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10
5
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パーティクルボード
15
‑̲!二きこ主主‑!二金二主主主二塁主主二122会 合二21 10
5
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1 5
M D F
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z ‑ : ; τ : 工工: ; 二 企 & ー ム ー 企 企 ム ー 企 + 込
10 5
200 150
100 負荷繰返し数
。
50。
各種側材における衝撃負荷繰返し
に伴う永久すベり変位量の推移
:慎IJ材厚さ 9mm 12mm 15mm 18mm
図3.2.4
ーーーーー.ーーーーー 一一一ゐ一一
一一‑<>一一一
一 一 一.一一
‑314 ‑
Stage I I Stage 1
1. 5
1.0
O. 5
。 。
(ミa
勺 )
b.O O
2. 5 2. 0
N t 1.5 0.5 1.0
‑0.5 0
log ( N)
図3.2. 5衝撃繰返しに伴う永久すべり変位量累積の 2段階過程の解析
N :衝撃負荷繰返し数
Nt: 1とE段階の移行繰返し数
δp1 繰返し初回における永久すべり変位量
α :初回永久すべり変位量 (Op1)
sI，sn: 1， II段階の永久すべり変位量 の増加割合(疲労速度指標)
‑315 ‑
署
•
0.8 0.6
0.4 0.2
qごL
‑ ー ー ー ー ー ー ー ー ‑ 1 1 ‑
‑ . . . . . ̲ ‑ ‑ ・ ‑ ー ー ‑ ‑ 1 ・
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0.4 0.8 0.6
Eコ
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18 1 5
12 0.0 9
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E目 ︑ ︑
図3.2.6各種側材において厚さが永久すべり変位量 推移の 1，
n
段階過程での累積速度(疲労 速度)指標 (sr，sn) に及ぼす影響ー
:合板一 心 一 パ ー テ ィ ク ル ボ ー ド
ー ・ ̲ ̲ .:
M 0 F側材厚さ
‑316 ‑
‑317 ‑
にD
也
H
f号受
4E=コミ
25 20 1 5 10
5 合板
。
25 20 1 5 10