Ⅵ P max
0.1 P max0.4P max
-47-
Ⅰ Ⅲ Ⅱ
P
y② ①
Ⅳ
③
Ⅴ
せん断変形角
せ ん 断 力
Ⅵ
た後 、最 大荷 重の 80%荷 重に 低下 す るま で 加 力す るか 、試 験 体の 見か け の変 形 角が 1/15rad以上 に 達す る まで 加力 し た。な お、見 かけ の変 形 角が 1/15radを超 えて も最 大 荷重 の 80%ま で 荷重 が低 下 しな い 場合 には 、見か けの 変 形角 1/15rad を終 局変 形 角と し、 そ の時 の 荷重 を最 大 荷重 とし た。
Table2-1 試験 体の 部 材一 覧
Fig.2-2 接合 部金 物 詳細
部 材 種 類 断面 (mm)
柱 欧州アカマツ集成材 (E120 F345) 120×300 はり 欧州アカマツ集成材 (E120 F345) 120×390 柱・はり接合部 特殊ボルト (S45C) φ16×504 φ16×294 柱脚接合部 特殊ボルト (S45C) φ16×504
-49-
60 4,120
4,000 60
3903,150 2,610150
LSB
LSB
LSB はり
柱 柱
柱・はり接合部
柱脚接合部
Fig.2-3(a) 木質 門 型ラ ーメ ン 工法 の試 験 体
Fig.2-3(b) 木 質門 型 ラー メ ン工 法の 試 験体 と 試験 装置
加力装置 δ1：裏
δ2 面外方向
抑制ﾛｰﾗｰ
P正負交番加力 支柱
ヒンジ
δ4 δ5
δ3 δ9 δ8
δ6 δ7
δ10
δ18
δ11 δ13
δ12 δ 14
δ 15 δ16
δ17 δ19
Photo2-1 試 験 体写 真
-51-
② 試験 結 果
Fig.2-4(a)~(c)に 3 試験 体の 荷 重－ 見か け の変 形角 曲線 を 示す 。ま た 、引 張 加 力（ 右加 力 ）時 の 3 試験 体 の包 絡線 と 平均 の 包絡 線をFig.2-5に 示 す。 さ らに、
初期 剛性 と 短期 基準 せ ん断 耐 力を Table2-2、柱脚 の破 壊 状況 を Photo2-2に 示す。
各試 験体 の 荷重 －見 か けの 変 形角 曲線 か ら 、履歴 サイ ク ルが 終了 する 1/50rad まで は勾 配 が一 様で 弾 性的 な 性状 を示 し てい るこ とが 分 かる 。そ の 後 1/30rad付 近で 最大 耐 力と なり 、 柱脚 の 接合 部破 壊 によ る耐 力低 下 で試 験終 了 とな る 。
試験 体の 破 壊性 状は 、No.1、No.2、No.3 とも 柱脚 の特 殊 ボル トが 破 断し て い る。 各試 験 体と も 接合 部破 壊 後急 速に 耐 力の 低下 を起 こ すぜ い 性的 な破 壊 性状 を示 して い る。 こ の破 壊性 状 から 、特 殊 ボル トの 接合 耐 力が 試 験体 の最 大 耐力 に大 きく 関 係し てい る と考 え られ る。
なお 、Table2-2 に 短期 基準 せ ん断 耐力 を 算出 して 示し て いる が、 試 験体 の ぜ い性 的性 状 を反 映し て 構造 特 性係 数(Ds)に よ り決 定さ れ る耐 力（Pu×0.2/Ds）が 短期 基準 せ ん断 耐 力と して 採 用さ れて い る。 この とき 、 短期 基 準せ ん断 耐 力の 算出 には 、 ばら つき 係 数を 乗 じて いる 。
(a) No.1 (b) No.2
(c) No.3
Fig.2-4 荷重 －変 形 角関 係
Fig.2-5 No.1、No.2、No.3 包 絡 線
Table2-2 初期 剛性 と 短期 基準 せ ん断 耐 力の 算出
※短 期基 準 せん 断耐 力 は、Pu/Ds×0.2で 決 定 され てい る 。
Photo2-2 柱 脚 の破 壊状 況 （LSB の 破断 ）
初期剛性 Py 2/3Pmax Pu/Ds×0.2 1/150 1/120時
（kN/rad.） （kN） （kN） （kN） （kN） （kN）
No.1 3068.88 32.88 41.04 21.81 22.61 27.11
No.2 3024.31 32.32 41.53 21.96 22.13 26.65
No.3 2750.59 32.58 39.97 17.53 19.56 23.91
平均×ばらつき係数 2872.68 32.02 40.28 18.05 20.64 25.05
-53-
(3) 柱－ は り接 合部 及 び柱 脚 接合 部の 水 平加 力試 験
①試 験体 と 試験 方法
柱－ はり 接 合部 は、 木 質門 型 ラー メン 工 法で 採用 した 柱 及び はり 部 材を 特 殊 ボル トと 金 属プ レ ート 及び 特 殊ナ ット で 留め 付け てい る 。柱 脚 試験 体は 、 柱と 柱脚 金物 を 特殊 ボ ルト と特 殊 ナッ トで 留 め付 けた 接合 部 であ る 。各 試験 体 の全 体図を Fig.2-6(a)、(b)に示 す。また 、各 試 験体 の部 材一 覧を Table2-3 に 示す 。試 験体 数は 柱 －は り接 合 部及 び 柱脚 接合 部 と も 3体と し た。
柱－ はり 接 合部 試験 は 、は り 材を 試験 装 置に 固定 し、 柱 材の 上部 中 央に 加 力 装置 を取 り 付け て 水平 載荷 を 行っ た。 ま た柱 脚接 合部 試 験は 、 柱脚 金物 を 試験 装置 に固 定 し、 載 荷方 法は 柱 －は り接 合 部試 験と 同様 と した 。 ここ で、 加 力の 方法 は、 両 試験 とも 木 質門 型 ラー メン の 試験 と同 様と し た。
②試 験結 果
柱－ はり 接 合部 試験 体 の引 張 側加 力（ 右 加力 ）時 の包 絡 線を Fig.2-7 に、柱 脚 接合 部試 験 体の 引張 側 加力（ 右加 力）時 の包 絡線を Fig.2-8に 示す 。また 、これ らの 包絡 線 を文 献 2-1)の評 価 法に よっ て 完全 弾塑 性型 に モデ ル化 し て求 め た構 造 特 性 値 を Table2-4 及 び Table2-5 に 示 す 。 柱 － は り 接 合 部 の 試 験 体 写 真 を Photo2-3、柱 － はり 接合 部 の破 壊 状況 を Photo2-4 に 示 す。 ま た、 柱脚 接 合部 の 試験 体写 真を Photo2-5、 柱脚 接 合部 の破 壊 状 況を Photo2-6に 示 す。
柱－ はり 接 合部 試験 体 は、 最 大耐 力に 達 した 後も 金属 プ レー トの 変 形で 回 転 角を 吸収 す るじ ん 性的 な破 壊 性状 を示 し た。 一方 、柱 脚 試験 体 は、 柱と 柱 脚金 物を 接合 す る特 殊 ボル トが 破 断し て最 大 耐力 に達 する ぜ い性 的 な破 壊性 状 を示 した 。こ の 破壊 性 状は 、木 質 門型 ラー メ ン工 法の 実大 の 水平 加 力試 験結 果 と同 様の 傾向 が 見ら れた 。
Fig.2-6(a) 柱－ は り接 合部 試 験体
1,470
2,200 1,500 300 400
390
514
260
65 65
1,900
-55-
Fig.2-6(b) 柱 脚接 合 部試 験 体
Table2-3 試験 体の 部 材一 覧
試験体 断面（㎜）
はり 欧州アカマツ集成材（E120 F345） 120×390 柱 欧州アカマツ集成材（E120 F345） 120×300 φ16×504 φ16×294 金属プレート（S45C） 88×130
特殊ナット（S45C） φ25×17 柱 欧州アカマツ集成材（E120 F345） 120×300 特殊ボルト（S45C） φ16×504
柱脚金物（S45C） 120×300 特殊ナット（S45C） φ25×17
種類
柱‐はり 接合部
柱脚 接合部
金物
特殊ボルト（S45C）
金物
150
2,050 1,650 400
300
220
40 40
Photo2-3 柱 － はり 接合 部 の試 験 体
Photo2-4 破 壊 状況
-57-
Fig.2-7 柱－ はり 接 合部 包 絡線
Table2-4 柱－ はり 接 合部 の初 期 剛性 と 短期 基準 耐力 の 算出
※My：降 伏モ ー メン ト ，Mmax： 最 大モ ーメ ント ，Mu：終 局 モー メ ント
※短 期基 準 せん 断耐 力 は、1/150 時 のモ ーメ ント で決 定 され てい る 。
初期剛性 My 2/3Mmax Mu/Ds×0.2 1/150 1/120時
（kNm/rad.） （kNm） （kNm） （kNm） （kNm） （kNm）
No.1 3616.09 25.46 29.63 24.86 24.59 28.79
No.2 3679.17 23.99 28.88 24.41 24.28 27.60
No.3 2899.69 22.52 28.98 22.31 20.43 23.64
平均×ばらつき係数 3211.56 22.85 28.80 23.04 22.02 25.41
Photo2-5 柱 脚 接合 部の 試 験体
Photo2-6 破 壊 状況 （LSBの 破 断）
-59-
Fig.2-8 柱脚 接合 部 包絡 線
Table2-5 構造 特性 値 一覧 （柱 脚 接合 部 ）
※My：降 伏モ ー メン ト ，Mmax： 最 大モ ーメ ント ，Mu：終 局 モー メ ント
※短 期基 準 せん 断耐 力 は、Pu/Ds×0.2 で 決 定 され てい る 。
初期剛性 My 2/3Mmax Mu/Ds×0.2 1/150 1/120時
（kNm/rad.） （kNm） （kNm） （kNm） （kNm） （kNm）
No.1 2451.32 30.77 36.38 15.84 18.86 22.34
No.2 2900.19 27.29 35.39 16.85 21.29 25.16
No.3 2686.56 29.24 37.20 19.37 20.86 24.41
平均×ばらつき係数 2605.45 28.20 35.42 16.29 19.73 23.28
2.3 木 質ラ ー メン の解 析
第 2.3 節 で は、 柱 －は り接 合 部及 び柱 脚 接合 部の 試験 結 果を 用い て 、木 質 門 型ラ ーメ ン 工法 の荷 重 －変 形 角関 係を 2 つの 解析 モデ ル で求 める 。
2 つの 解析 モ デルをFig.2-9(a)、(b)示す 。1つ は、はり 端 部と 柱脚 を 回転 バネ に置 換し た モデ ルと し た（Fig.2-9(a)）。さら に 、LSB を軸 バ ネに 置換 し たモ デル とし た（Fig.2-9(b)）。
3,820
2,955 2,805150 回転バネ
回転バネ 回転バネ
回転バネ
Fig.2-9(a) 解析 モ デル-1
-61- 3,820
2,955 2,805150 軸方向バネ
軸方向バネ 軸方向バネ
軸方向バネ 220
Fig.2-9(b) 解 析モ デ ル-2
(1) 解析 モ デル 及び 解 析方 法
柱及 びは り 部材 の曲 げ ・せ ん 断・ 軸力 成 分を 弾性 の線 材 とし た平 面 門型 フ レ ーム とす る 。接 合 部の モデ ル 化を 変え た 解析 モデ ルと し た。 解 析モ デル は 、以 下の 2 つ と する 。
① 柱 － は り 接 合 部 及 び 柱 脚 接 合 部 の 試 験 結 果 の モ ー メ ン ト － 回 転 角 関 係 を トリ リニ ア 型に モデ ル 化し て 、ス ケル ト ンカ ーブ を決 定 する 。（ 解析-1）
② 柱－ はり 接 合部 及び 柱 脚接 合 部の 試験 結 果 の LSB の軸 力 －変 位関 係 をト リリ ニア 型 にモ デル 化 して 、 スケ ルト ン カー ブを 決定 す る。（解 析-2）
ただ し、柱脚 の 圧縮 側の ば ねは 、軸 力の 0.5 倍の 点が 明 確で ない た め、バ イリ ニア 型 とし た。
解析-1、解 析-2 と も、 第一 折 れ点 は最 大 モー メン ト、 最 大軸 力 の 0.5 倍 の 点 とし た。 ま た、 第二 折 れ点 は 最大 モー メ ント 、最 大軸 力 の 0.9 倍の 点を 採 用す る。 解析 方 法は 、静 的 な荷 重 増分 解析 法 とし た。
① 解析 モデ ル-1
解析 モデ ル-1 の接 合部 回 転ば ねの ス ケル ト ンカ ーブ を Fig.2-10、Fig.2-11 に 示す 。ま た 、採 用し た 回転 ば ねの 緒係 数を Table2-6 に ま とめ て示 す 。
Fig.2-10 柱 －は り接 合 部の 回転 ば ねの スケ ルト ンカ ー ブ
Fig.2-11 柱 脚接 合 部の 回 転ば ねの ス ケル ト ンカ ーブ
-63-
Table2-6 解析-1の ス ケル トン カ ーブ の 折れ 点
② 解析 モデ ル-2
解析 モデ ル-2 の 接合 部 の軸 方 向ば ねの ス ケル トン カー ブを Fig.2-12(a)，(b)と Fig.2-13(a)，(b)に示 す。 ま た、 採用 し た回 転 ばね の緒 係 数を Table2-7 にま とめ て示 す。
Fig.2-12(a) 柱 －は り接 合 部の 軸ば ね （引 張 側） のス ケ ルト ンカ ー ブ 柱‐はり接合部 柱脚接合部
初期剛性 (kNm/rad) 3414 2755
0.5×最大モーメント (kNm） 21.67 26.45
0.9×最大モーメント (kNm） 39.07 47.76
0.445 0.552
0.001 0.001
第二勾配の剛性低下率 第三勾配の剛性低下率
Fig.2-12(b) 柱－ はり 接 合部 の軸 ば ね（ 圧縮 側） のス ケ ルト ンカ ー ブ
Fig.2-13(a) 柱 脚の 軸ば ね （引 張側 ） のス ケ ルト ンカ ー ブ
-65-
Fig.2-13(b) 柱脚 の軸 ば ね（ 圧縮 側 ）の スケ ルト ンカ ー ブ
Table2-7 解析₋2 の スケ ルト ン カー ブ の折 れ 点
引張側 圧縮側 引張側 圧縮側
初期剛性 (kN/mm) 88.19 169.51 73.74 92.37
0.5×最大軸力 (kN） 120.83 - 83.33 82.21
0.9×最大軸力 (kN） 217.80 258.19 150.42 147.95
0.370 - 0.365 0.619
0.001 0.001 0.001 0.001
第二勾配の剛性低下率 第三勾配の剛性低下率
柱脚接合部 柱-はり接合部
備 考 柱脚接合部の圧縮側の軸バネは、Bi‐linear型とした。
(2) 解析 結 果及 び考 察
解析 結果 の 荷重 －変 形 角関 係 と実 大試 験 の木 質門 型ラ ー メン 工法 の 荷重 － 変 形角 関係 の 包絡 線を 重 ねて Fig.2-14 に 示 す。 また 、Fig.2-15 に 特定 変形 角 時の せん 断力 の 比（=解析 ／試 験 ）を示 す 。Fig.2-15から せ ん断 力 の比 は 、解 析 モデ ル-1 の場 合で 0.9～1.2、解 析モ デル-2 の場 合 で 0.8～1.2で 分布 して い る。解析 モデ ル-1、解 析モ デ ル-2 と もに 変形 角30（×10-3rad.）以下 で 、解 析 は試 験を 追 跡で きて い るこ とを 確 認し た 。
この 解析 結 果か ら、住宅 に 今回 提案 す る木 質 門型 ラー メ ン工 法を 用 いる 場 合、
柱－ はり 接 合部 及 び柱 脚接 合 部の 各々 の 要素 試験 結果 か ら解 析 モデ ルで 木 質門 型ラ ーメ ン の荷 重－ 変 形角 関 係を 推定 で きる 。
Fig.2-14 荷 重－ 変形 角 関係
-67-
Fig.2-15 特 定変 形角 時 の比 率（ 解 析／ 試験 ）