CLT

平成２２年度木のまち・木のいえ整備促進事業 （木造住宅・木造建築物等の整備促進に関する 調査・普及・技術基盤強化を行う事業）

国産材（杉）直交積層材（クロスラミナ）の製作および性能実験の報告

銘建工業株式会社

１． 本事業の概要 建築への木材利用促進では、柱・梁から成る軸組構法や大断面集成材を用いた木質ラーメン 構法以外にも、海外では新たな木質材料の開発や、それらを用いた構工法の展開が見られる。 ひとつは、ひき板を直交積層接着した木質構造材料であり、欧州でクロス ラミネィテッド テ ィンバー（Cross Laminated Timber 以下 CLT とする。）と呼ばれ、住宅のみならず大規模木造 建築物への利用が増加している。ひき板を利用することで木材を有効利用することができ、直 交積層接着により寸法安定性の高い厚物面材料となるため、CLT 自体を接合することで建築物 を構成する新たな構法が、欧州をはじめ北米においても展開している。 当社は、国産材を利用した CLT が今後の日本における木造建築の新たな発展に寄与すると考 え、国産材 CLT 製造やその性能検証を開発目標と定めた。 しかしながら、日本と欧州とは、建物に作用する地震力の算定などに異なる状況があり、我 が国で木質構造の可能性を広げるために、CLT を用いて大規模木造建築物を建設するには、CLT 構法の既往技術を更に発展させる必要がある。 そこで「国産材（杉）直交積層材（クロスラミナ）の製造および性能実験」として、平成 22 年度 木のまち・木のいえ整備促進事業「木造住宅・木造建築物等の整備促進に関する調査・ 普及・技術基盤強化を行う事業」に事業提案を行い、国土交通省より採択された。このうち性 能実験は、財団法人ベターリビングつくば建築試験研究センターへ業務を依頼し、国産材（杉） を用いて、銘建工業が製造した CLT の構造要素としての利用を検討するため、強度性能実験を 実施した。 本事業においては、（財）ベターリビングつくば建築試験研究センターや広島県立総合技術研 究所林業技術センターとの連携のもと、国産材（杉）を用いた CLT の試作を行い、その CLT の 構造特性を確認するための実験を行った。また、CLT を用いた構造躯体の接合部の耐力実験や CLT 壁パネルの水平加力実験を行い、CLT 木造建築物設計のための基礎資料を得た。 これらにより、CLT の木質建築材料としての有効性を確認し、今後の実用化の礎にすること を目指した。

2 ２. 国産材（杉）直交積層材（クロスラミナ）の製作 試験体には、国産材（杉）を用いて、直交積層材（CLT）試験体の製造を行うことを目的とし た。CLT を構成するひき板は、機械等級区分機を用いてヤング率を測定し、集成材の日本農林 規格 第 5 条 構造用集成材におけるラミナの品質基準（機械等級区分によるもの）に従い区分 を行った。 等級区分結果より、平均 L50(ヤング率平均 5.66(kN/mm2)の分布となっているため、両側最外 層を L70（L66～L80）とし、内層を L30～L65 の範囲で構成したものと、L30～L80 を L30～L50 グループ(G1)、L51～L65 グループ(G2)、L65～L79 グループ(G3)の３つに分け、混合配置したも の 2 条件で CLT を製作した。 CLT ラミナのヤング率分布を 1.1 に、CLT 仕様を表 1.1 に示す。 1.1 CLT構成ひき板のヤング率分布 表 1.1 CLT 仕様詳細 樹種 スギ ひき板 機械等級区分 L30 以上 L80 以下 ひき板幅 110mm ひき板厚さ CLT 厚さ 90mm 3 層=30mm 4 層=22.5mm 5 層=18mm CLT 厚さ 120mm 4 層=30mm 5 層=24mm CLT 厚さ 150mm 5 層=30mm ひき板配置 条件 1：最外層 L70 以上～L80 以下 内層（最外層以外）L30 以上～L70 未満 条件 2：全層ラミナ混合配置 L30 以上 L80 以下 接着剤 水性高分子－イソシアネート系接着剤（縦継ぎ、積層とも） 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 0.00 0.02 0.04 0.06 0.08 0.10 0.12 0.14 0.16 ヤ ン グ 率 ( kN/ mm2₎ 平 均 ､ 標 準 偏 差 　 5 .83､ 1.50 G1-G 3平 均 ､標 準 偏 差 　 5.6 6､1 .27 G1 G2 G3 確 率 密 度

接着形式 縦継ぎ：フィンガージョイント 横はぎ：接着なし 積層 ：ラミナ直交積層接着 ３. 国産材（杉）直交積層材（クロスラミナ）の性能実験 実験項目は以下の通りである。 ・1. CLT 曲げ実験 ・2. CLT 面内圧縮実験(座屈実験) ・3. CLT 逆対称せん断実験 ・4. CLT 壁パネル脚部ホールダウン金物の引張実験 ・5. CLT 壁パネル－土台のせん断実験 ・6. CLT 壁パネル－CLT 壁パネル接合部のせん断実験 ・7. CLT 壁パネルの面内せん断実験 1．

CLT 曲げ試験

1.1 試験方法 (1)加力方法、変位計設置 CLT は、幅 1000mm、長さ 3000mm とし、厚さ 150mm、120mm、90mm の 3 種類とした。 曲げ試験は、JIS A 1414-2 :2010 建築用パネルの性能試験方法 第二部：力学特性に関する試 験に規定する 5.3 曲げ試験に準拠した。曲げスパン 2700mm の三等分点二点荷重とする。曲げ 試験装置への試験体設置を図 1-1 に示す。 図 1.1 曲げ試験方法 1.2 曲げ試験結果 試 験 結 果 を 表 1.1 に 、 試 験 実 施 状 況 を 写 真 1.1 に 、 破 壊 時 の 試 験 体 状 況 を 写 真 写真 1.2 に示す。 表 1.1 曲げ弾性係数 E 及び曲げ強さ Fb 厚さ (mm) 積層数 配置 曲げ弾性係数 E(kN/mm2₎ 曲げ強さ Fb (N/mm2₎ 中央たわみδ より算出 M 一定 区間 150 5 条件１ 5.18 5.36 19.86 5.07 5.64 21.90 条件２ 4.51 4.72 21.38 4.39 4.78 18.81 500kN荷重計 変位計 5,6 変位計 1,2 変位計 3,4 変位計 7,8 2700 900 900 900

4 120 4 条件１ 6.04 6.57 27.03 6.04 6.38 25.38 条件２ 5.01 5.47 20.67 4.72 5.06 21.14 5 条件１ 5.26 5.87 19.26 5.27 6.29 22.00 条件２ 4.75 5.13 19.16 4.67 5.03 20.04 90 3 条件１ 6.08 7.71 ---- 条件２ 5.21 5.16 ---- 4 条件１ 5.70 6.96 ---- 条件２ 5.15 5.38 ---- 5 条件１ 5.35 5.58 ---- 条件２ 4.68 5.35 ---- 写真 1.1 試験実施状況写真 写真 1.2 引張側破壊状況 2．

面内圧縮試験（座屈試験）

2.1 試験体 CLT は、幅 1000mm、高さ 3000mm とし、厚さは 90mm、120mm、150mm の 3 種類とする。 CLT を構成するひき板は、CLT90mm 厚では、3 プライ(板厚 30mm)、4 プライ(板厚 22.5mm)、5 プライ(板厚 18mm)の 3 種類、CLT120mm 厚では、4 プライ(板厚 30mm)と 5 プライ(板厚 24mm)の 2 種類、CLT150mm 厚では、5 プライ(板 30mm 厚)各 1 体とした。 2.2 試験方法 面内圧縮試験は、JIS A 1414-2 :2010 建築用パネルの性能試験方法 第二部：力学特性に関 する試験に規定する 5.1 面内圧縮試験に準拠した。加力は一方向単調加力とする。試験装置へ の試験体設置を図 2.1 及び 写真 2.1 に示す。 30 00 15 00 10 0 80 0 10 0 変位計 加圧伝達板 試験体 試験体

図 2.1 面内圧縮試験 試験体設置 写真 2.1 試験装置への試験体設置 2.3 試験結果 面内圧縮試験（座屈試験）の試験結果を表 2.1 にに示す。 表 2.1 面内圧縮試験（座屈試験）の試験結果 厚さ (mm) 積層数 I (mm4₎ 断面積 A (mm2₎ 断面 二次半径 i=√（I/A) 細長比 λ=L/i 最大荷重 Pmax (kN) 応力σ (N/mm2₎ 90 3 58,500,000 90000 25.50 117.7 280.7 3.12 4 53,156,250 90000 24.30 123.4 240.0 2.67 5 48,114,000 90000 23.12 129.7 211.6 2.35 120 4 126,000,000 120000 32.40 92.6 352.4 2.94 5 114,048,000 120000 30.83 97.3 422.2 3.52 150 5 222,750,000 150000 38.54 77.8 599.1 3.99 3．

逆対称せん断試験

3.1 試験体 CLT は、幅 1000mm、高さ 3000mm とし、厚さは 90mm、120mm、150mm の 3 種類とする。 CLT を構成するひき板は、CLT90mm 厚では、3 プライ(板厚 30mm)、4 プライ(板厚 22.5mm)、5 プライ(板厚 18mm)の 3 種類、CLT120mm 厚では、4 プライ(板厚 30mm)と 5 プライ(板厚 24mm)の 2 種類、CLT150mm 厚では、5 プライ(板 30mm 厚)とした。 3.2 試験方法 逆対称せん断試験は、JIS A 1414-2 :2010 建築用パネルの性能試験方法 第二部：力学特性 に関する試験に規定する 5.7 パネル接合部の面内せん断試験に準拠した。逆対称せん断試験で の試験装置への試験体設置を図 3.1 に、試験実施状況を写真 3-1 に示す。 図 3.1 逆対称せん断試験,試験体設置 写真 3.1 逆対称せん断試験実施状況 500kN荷重計 変位計5,6 変位計1,2 変位計3,4 2400 800 800 800 変位計7,8

6 1 00 0 90 2 40 1 50 2 00 1 00 70 70 5 88 . 2 6 50 1 00 70 2 00 7 00 6 69 . 2 1 00 0 90 9 00 90 2 40 2 00 1 00 70 70 4 99 . 2 5 50 1 50 8 50 90 2 40 2 00 1 00 70 70 4 09 . 4 5 00 1 50 70 1 00 HD-N25 HD-B20 HD-B25 2 40 HD-N20 3.3 試験結果 逆対称せん断試験の試験結果を表 3.1 に示す。 表 3.1 逆対称せん断試験 試験結果 厚さ 積層数 せん断面積 A (mm2₎ 最大荷重 Pmax (kN) せん断力 Ps (kN) せん断強さ (N/mm2₎ せん断剛性 (kN/mm) 90 3 90000 177.6 133.2 1.48 6.68 4 90000 146.1 109.6 1.22 6.12 5 90000 192.5 144.4 1.60 6.18 120 4 120000 234.7 176.1 1.47 12.72 5 120000 271.3 203.5 1.70 11.99 150 5 150000 367.1 275.3 1.84 22.01 4．

CLT 壁パネル脚部ホールダウン金物の引張試験

4.1 試験体 CLT を壁パネルとした場合のパネル脚部に設置したホールダウン金物の種類と CLT 仕様を表 4.1 に、試験体形状例を図 4.1 に示す。なお CLT は曲げ試験、逆対称せん断試験終了後、健全 部分から試験体を切り出した。 表 4.1 ホールダウン金物の種類と CLT 仕様 ホールダウン金物 CLT 仕様 試験体数 加力 厚さ(mm) ラミナ構成 HD-N25 90 Mix 7 単調加力 1 体 繰り返し 6 体 HD-B25 90 Mix 7 単調加力 1 体 繰り返し 6 体 HD-N20 90 Mix 7 単調加力 1 体 繰り返し 6 体 備考：ホールダウン金物の記号は、Z マーク表示金物の引き寄せ金物を示す。HD-N25 は、太め くぎ ZN90 26 本、HD-N20 は太めくぎ ZN90 20 本。HD-B25 は、M12 ボルト 5 本、HD-B20 は M12 ボルト 4 本で CLT に固定。 図 4.1 試験体形状 図 4.2 加力装置概要 油 圧 ジ ャ ッキ 1 0 0k N (引 張 ） ス ラ イダ ー 荷 重 計1 0 0k N 油 圧 ジ ャ ッキ 1 0 0k N (引 張 ） 荷 重 計1 0 0k N 変 位 計 変 位 計

4.2 試験方法

(1)加力方法、変位計設置

試験体をスライダーに固定し、ホールダウン金物と基礎フレームを M16 ボルトで緊結した。 加力装置概要を図 4.2（前頁）に示す。 試験は、ISO 16670:2003 Timber structures - Joints made with mechanical fasteners Quasi-static reversed-cyclic test method で規定する加 力方法に準拠した。 4.3 試験結果 CLT 壁パネル脚部ホールダウン金物の引張試験結果を表 4.2 に、破壊状況を写真 4.1 に示す。 表 4.2 単調加力試験結果 HD-N25 HD-B25 HD-N20 単調 加力 繰り返し加力 6 体 _単調 加力 繰り返し加力 6 体 _単調 加力 繰り返し加力 6 体 平均 5% 下限値 平均 5% 下限値 平均 5% 下限値 2/3Pmax(kN) 52.35 51.51 45.12 53.56 51.51 45.12 41.70 40.29 35.17 Pmax(kN) 78.53 77.26 67.69 80.34 77.26 67.69 62.56 60.44 52.76 Py(kN) 41.65 40.65 37.27 48.36 40.65 37.27 37.56 33.75 30.43 K(kN/cm) 93.29 96.02 57.40 53.75 96.02 57.40 78.74 97.64 80.32 Pu(kN) 68.20 66.91 56.24 68.63 66.91 56.24 58.24 55.88 50.60 0.2P√(2μ-1)(kN) 45.47 38.20 27.92 29.97 38.20 27.92 43.79 39.03 35.60 HD-N25 破壊状況 HD-B25 破壊状況 写真 4.1 ホールダウン金物引張試験 破壊状況 5．

CLT 壁パネル－土台接合部のせん断試験

5.1 試験体 CLT 壁パネルと土台接合部の仕様を表 5.1 に示す。

8 表 5.1 CLT 壁パネルと土台接合部の仕様 部位 仕 様 土台 JAS 構造用集成材 同一等級構成 E95-F315 120mm×120mm 樹種：ひのき 壁 すぎ CLT 120mm 厚 5 層 混合ひき板配置 土台に対し、CLT 表層ひき板垂直配置

接合具 Wood Screw Rothoblass 社製 HBS D8-L180 斜め打ち 4 本

5.2 試験方法 (1)加力方法、変位計設置 試験体の土台を鋼製フレームに緊結し、CLT 壁パネルを水平に加力することで、壁と土台の 接合部にせん断力を加えた。加力時に浮き上がりを拘束するよう L 型治具を設置した。加力装 置概要を図 5.1、および 写真 5.1 に示す。 図 5.1 加力装置概要 写真 5.1 加力装置概要 試験は、ISO 16670:2003 Timber structures - Joints made with mechanical fasteners Quasi-static reversed-cyclic test method で規定する加力方法に準拠した。

5.3 試験結果 CLT 壁パネルと土台のせん断試験結果を表 5.2 に示す。 表 5.2 CLT 壁パネルと土台のせん断試験結果 単調加力 繰り返し加力 6 体 No.1 No.2 平均 標準偏差 50%下限値 5%下限値 正側 2/3Pmax(kN/本) 5.25 5.58 4.52 0.13 4.47 4.16 Pmax(kN/本) 7.87 8.36 6.78 0.20 6.70 6.25 Py(kN/本) 4.47 4.10 3.85 0.23 3.77 3.24 K(kN/本/cm) 7.06 5.40 8.60 2.80 7.52 1.08 Pu(kN/本) 6.99 7.55 5.83 0.10 5.79 5.56 0.2P√(2μ-1)(kN/本) 6.08 5.19 3.79 0.44 3.62 2.60 負側 2/3Pmax(kN/本) -3.97 0.59 -4.19 -5.54 Pmax(kN/本) -5.95 0.88 -6.28 -8.30 Py(kN/本) -3.53 0.46 -3.71 -4.75 K(kN/本/cm) 9.68 2.12 8.87 4.01 Pu(kN/本) -4.86 0.49 -5.05 -6.18 0.2P√(2μ-1)(kN/本) -3.64 0.52 -3.84 -5.03 圧縮 2 0 0k N 引張 1 0 0k N s t =3 0 0m m 油圧 ジャ ッキ 1 50 圧縮 2 0 0k N 引張 1 0 0k N s t =3 0 0m m 油圧 ジャ ッキ 1 50 1 0 0k N 荷重 計 1 0 0k N 荷重 計 ロー ラー 4 - W oo d Sc r e w R o th b l as s HB S 8 - 18 0 80 60 ﾟ 2 50 1 50

6．

CLT 壁―壁接合部せん断試験

6.1 試験体 CLT 壁パネルと土台接合部の仕様を表 6.1 に示す。 表 6.1 CLT 壁-壁接合部 せん断試験 試験体仕様 CLT スプライン 接合具 90mm 厚 3 層 ひき板ヤング率 混合 JAS 構造用 LVL 厚さ 30mm ×幅 149mm カラマツ 120E-385F 外側 配置 Wood Screw Rothoblass 社製 HBS D8-L100 4 本 平打ち 6.2 試験方法 (1)加力方法、変位計設置 試験体の CLT 部を鋼製フレームに緊結し、単板積層材を水平に加力することで、壁－壁接合 部にせん断力を加えた。加力装置概要を図 6.1 および 写真 6.1 に示す。 図 6.1 加力装置概要 写真 6.1 加力装置概要

試験は、ISO 16670:2003 Timber structures - Joints made with mechanical fasteners Quasi-static reversed-cyclic test method で規定する加力方法に準拠した。

6.3 CLT 壁－壁接合部せん断試験結果 CLT 厚さ 90mm/外側スプライン LVL 配置の壁－壁接合部せん断試験結果を表 6.2 に、また破 壊状況を写真 6.2 に示す。 表 6.2 CLT 壁－壁接合部 せん断試験結果 単調加力 繰り返し加力 4 体 平均 標準偏差 50%下限値 5%下限値 正側 2/3Pmax(kN) 4.18 3.83 0.53 3.63 2.41 Pmax(kN) 6.27 5.74 0.79 5.44 3.62 Py(kN) 3.41 3.34 0.49 3.15 2.02 K(kN/cm) 6.21 11.87 1.82 11.17 6.98 Pu(kN) 5.79 5.15 0.66 4.90 3.38 1/√(2u-1) 0.23 0.26 0.02 0.26 0.20 0.2Pu√(2u-1)(kN) 4.89 3.90 0.42 3.74 2.78 2/3Pmax(kN) -3.02 0.30 -3.13 -3.82 15 0 30 0 50kN 荷重計 圧縮200 kN 引張100 kN st= 300 mm 油圧ジャッ キ ローラ ー 変位計

10 負側 負側 Pmax(kN) -4.53 0.45 -4.70 -5.73 Py(kN) -2.62 0.40 -2.78 -3.70 K(kN/cm) 13.83 3.35 12.55 4.84 Pu(kN) -3.99 0.16 -4.05 -4.42 1/√(2u-1) 0.22 0.03 0.21 0.14 0.2Pu√(2u-1)(kN) -3.67 0.53 -3.87 -5.08 写真 6.2 破壊状況

7．

CLT 壁パネル 水平加力試験

7.1 試験体 CLT 壁パネルの材料仕様を表 7.1 に、CLT 壁パネルの接合部仕様を表 7.2 に、試験体図を図 7.1 に示す。 表 7.1 CLT 壁パネル 材料仕様 部位 仕 様 壁 CLT 壁パネル 幅 1000mm、高さ 3000mm、厚さ 90mm 樹種：スギ 同一条件試験体で 1 体目は 3 層、2 体目は 4 層、3 体目は 5 層とした。 土台 JAS 構造用集成材 同一等級構成 E95-F315 4 層 105mm×105mm 樹種：ヒノキ 床（加力部） CLT パネル 幅 300mm、厚さ 90mm、長さ 1500mm(1P),2500mm(2P),3500mm(3P) 樹種：スギ 積層数：3 層 CLT 長さ方向と表層ひき板繊維方向が平行 壁－壁接合部 スプライン JAS 構造用単板積層材（LVL） 厚さ 30mm×幅 149mm 長さ 3000mm カラマツ 120E-385F 表 7.2 CLT 壁パネルの接合部仕様 接合部 仕 様 土台 －基礎フレーム M16 ボルト 壁パネル 1m 当たり 1 本 ＋両側余長部 300mm に 1 本 壁パネル下部は座堀により、ボルト頭が集成材面よりも下になるよう 配慮する。 両側余長部は、角座金(W9.0×80 Z マーク)を用い固定 土台 －CLT 壁パネル Wood Screw(Rothoblass 社製) HBS D8-L180 間隔：100mm 間隔(1000mm 当たり 10 本) 表裏両側より千鳥固定 固定方法：斜めうち固定 CLT 床 －CLT 壁パネル Wood Screw(Rothoblass 社製) HBS D8-L180 間隔：100mm 間隔(1000mm 当たり 10 本) 床パネル側より千鳥固定 固定方法：斜めうち固定 CLT 壁－壁 Wood Screw(Rothoblass 社製) HBS D8-L100 間隔：100mm 間隔(上下端距離 50mm) 壁高さ方向 30 本/片側壁パネル CLT 壁パネルからの縁距離 40mm 固定方法：平打ち固定 脚部ホールダウン 金物 HD-N20（Z マーク） ZN90 20 本で CLT 壁パネル固定 M16 ボルトで基礎フレームに緊結 HD-N20 は、脚部に平行に 2 列配置

12

1P 試験体 2P 試験体 3P 試験体 図 7.1 試験体図

Ro thob laas HBS D8- 180 10 本 /1P Ro thob laas HBS D8- 180 20 本 /2P Ro thob laas HBS D8- 180 30 本 /3P

Ro thob laas HBS D8- 180 10 本 /1P Ro thob laas HBS D8- 180 20 本 /2P Ro thob laas HBS D8- 180 30 本 /3P

80 14 9 30 90 Ro thob laas HBS D8- 100 60 本 /1Li ne Ro thob laas HBS D8- 100 12 0本 /2Li ne 20 -Z N90 65 ﾟ 65 ﾟ 2-H D-N20 3 0 0 0 1 0 5 10 00 16 00 15 0 15 0 CL T壁 パ ネ ル 90 3 0 0 15 00 2-H D-N20 CL T壁 パ ネ ル CL T壁 パ ネ ル 10 00 10 00 15 0 15 0 26 00 25 00 3 0 0 LV L 30 x14 9 L =30 00mm 35 00 1 0 5 3 0 0 0 90 1 0 5 3 0 0 0 90 3 0 0 15 0 10 00 10 00 10 00 15 0 36 00 14 9 30 LV L 30 x14 9 L =30 00mm 80 80 CL T壁 パ ネ ル CL T壁 パ ネ ル CL T壁 パ ネ ル

7.2 試験方法 (1)加力方法、変位計設置 試験体は鋼製基礎フレームに緊結固定し、土台の水平移動を拘束した。 アクチュエータは、CLT 床パネルと固定し、CLT 床パネルに水平力を加えることで、壁パネル に水平力を伝達させる方法とした。面外方向拘束は、床パネルのアクチュエータ側及び反対側 に配したパンタグラフ治具を用いた。 試験体への鉛直力は、試 験体上部の加力梁に設置し た油圧ジャッキにより載荷 した。試験体が水平方向に 移動した際、加力位置が一 定となるよう、加力桁と油 圧ジャッキの間にスライダ ーを配置し、かつ油圧ジャ ッキと鉛直力加力治具の間 を球座とすることで、CLT 壁パネルの中央に鉛直力が 作用するようにした。 加力装置への試験体設置 状 況 及 び 変 位 計 設 置 位 置 (2P の場合)を図 7.2 に示 す。 図 7.2 加力装置への試験体設置状況(2P 試験体) 試験は、JIS A 1414-2 建築用パネルの性能試 験方法－第２部：力学特性に関する試験 5.5 面内 せん断試験に規定する加力スケジュールに準拠し た。加力スケジュールを図 7.3 に示す。 壁パネル長さ、鉛直荷重載荷条件及び試験体数を 表 7.3 に示す。 表 7.3 壁パネル長さ、鉛直荷重載荷条件および試体 壁パネル 長さ(m) 鉛直荷重(kN/m) 無載荷 15kN/m 30kN/m 1 3 体 3 体 3 体 2 3 体 3 体 3 体 3 1 体 1 体 1 体 26 0 12 面 外 拘 束 治 具 ア ク チ ュ エ ー タ Load 300kN st=± 250mm カ ウ ン タ ー ウ エ イ ト 荷 重 計 300kN 油 圧 JK 圧 縮 100kN ス ラ イ ダ ー 球 座 荷 重 計 100kN 鉛 直 荷 重 載 荷 梁 H500-300-11-18 基 礎 フ レ ー ム ス ト ッ パ ー 12 C H 0 : A CT L oa d C H 1 : A CT D is p C H2 C H3 C H5 C H7 C H6 C H9 C H1 0 C H1 1 C H1 2 C H1 3 C H1 4 C H1 5 C H1 6 C H1 7 9 0 ﾟ 9 0 ﾟ C H1 8 C H1 9 C H2 0C H2 1 C H2 2 C H2 3 C H2 4C H2 5 C H2 6 C H2 7 -250 -200 -150 -100 -50 0 50 100 150 200 250 0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100 時間(分） 変位( m m ) 図 7.3 繰り返し加力スケジュール

14 7.3 試験結果 CLT 壁パネルの水平加力試験結果を表 7.4 に、荷重－変位曲線を図 7.4、図 7.5 に示す。また試験実施状況及び破壊状況を写真 7.1～写真 7.3 に示す。 表 7.4 CLT 壁パネルの水平加力試験結果 壁長さ (m) 無載荷 鉛直荷重 15kN/m 鉛直荷重 30kN/m 平均 標準偏差 50% 下限値 平均 標準偏差 50% 下限値 平均 標準偏差 50% 下限値 1 Py(kN) 21.23 1.10 20.72 22.79 3.27 21.25 23.53 2.06 22.56 K(kN/cm) 5.03 0.27 4.90 5.53 0.63 5.23 6.11 0.49 5.88 Pu(kN) 34.93 2.02 33.97 35.85 2.97 34.45 36.75 0.92 36.32 0.2Pu√(2μ-1)(kN) 15.95 1.50 15.24 17.10 1.37 16.46 18.28 0.94 17.83 2/3Pmax(kN) 25.24 1.57 24.50 26.37 2.34 25.26 27.74 1.30 27.12 Pmax(kN) 37.86 2.36 36.75 39.55 3.51 37.89 41.61 1.96 40.68 P1/200(kN) 9.99 0.53 9.74 11.67 2.30 10.58 13.71 0.55 13.45 P1/120(kN) 15.06 0.66 14.75 16.80 1.96 15.88 18.70 0.39 18.52 2 Py(kN) 40.21 5.74 37.50 46.82 6.58 43.72 49.61 4.77 47.36 K(kN/cm) 22.62 2.86 21.27 23.71 2.71 22.43 28.08 2.70 26.80 Pu(kN) 67.91 7.57 64.34 76.23 8.26 72.34 80.80 7.26 77.37 0.2Pu√(2μ-1)(kN) 22.33 2.99 20.93 27.86 5.55 25.24 30.75 5.75 28.05 2/3Pmax(kN) 50.81 4.56 48.66 57.57 5.83 54.82 59.87 4.58 57.71 Pmax(kN) 76.22 6.83 73.00 86.35 8.74 82.24 89.80 6.87 86.56 P1/200(kN) 35.06 2.13 34.06 38.22 2.69 36.96 43.97 2.79 42.66 P1/120(kN) 51.11 1.82 50.25 54.47 2.91 53.10 62.01 2.22 60.96 3 Py(kN) 79.43 86.31 85.94 K(kN/cm) 32.81 38.52 49.01 Pu(kN) 127.10 132.13 138.54 0.2Pu√(2μ-1)(kN) 41.22 44.69 49.92 2/3Pmax(kN) 92.97 96.28 103.51 Pmax(kN) 139.45 144.41 155.27 P1/200(kN) 54.82 63.40 76.41 P1/120(kN) 80.75 93.50 108.11 備考 平均、標準偏差は、試験体 3 体で正負の特性値の平均、標準偏差とした。ただし壁長さ 3m は試験体 1 体のため、正負の特性値の平均とした。

1P 1 体目 1P 2 体目 1P 3 体目 2P 1 体目 2P 2 体目 2P 3 体目 図 7.4 荷重－変位曲線（1P および 2P 上から 無載荷、鉛直荷重 15kN/m、30kN/m） -250 -200 -150 -100 -50 0 50 100 150 200 250 -50 -40 -30 -20 -10 0 10 20 30 40 50 Displacemennt(mm) CLT Wall 1P VLoad=0 No.1

L oa d (k N ) -250 -200 -150 -100 -50 0 50 100 150 200 250 -50 -40 -30 -20 -10 0 10 20 30 40 50 Displacemennt(mm) CLT Wall 1P VLoad=0 No.2

L oa d (k N ) -250 -200 -150 -100 -50 0 50 100 150 200 250 -50 -40 -30 -20 -10 0 10 20 30 40 50 Displacemennt(mm) CLT Wall 1P VLoad=0 No.3

L oa d (k N ) -250 -200 -150 -100 -50 0 50 100 150 200 250 -50 -40 -30 -20 -10 0 10 20 30 40 50 Displacemennt(mm) CLT Wall 1P VLoad=15K/m No.1

L oa d (k N ) -250 -200 -150 -100 -50 0 50 100 150 200 250 -50 -40 -30 -20 -10 0 10 20 30 40 50 Displacemennt(mm) CLT Wall 1P VLoad=15K/m No.2

L oa d (k N ) -250 -200 -150 -100 -50 0 50 100 150 200 250 -50 -40 -30 -20 -10 0 10 20 30 40 50 Displacemennt(mm) CLT Wall 1P VLoad=15K/m No.3

L oa d (k N ) -250 -200 -150 -100 -50 0 50 100 150 200 250 -50 -40 -30 -20 -10 0 10 20 30 40 50 Displacemennt(mm) CLT Wall 1P VLoad=30K/m No.1

L oa d (k N ) -250 -200 -150 -100 -50 0 50 100 150 200 250 -50 -40 -30 -20 -10 0 10 20 30 40 50 Displacemennt(mm) CLT Wall 1P VLoad=30K/m No.2

L oa d (k N ) -250 -200 -150 -100 -50 0 50 100 150 200 250 -50 -40 -30 -20 -10 0 10 20 30 40 50 Displacemennt(mm) CLT Wall 1P VLoad=30K/m No.3

L oa d (k N ) -250 -200 -150 -100 -50 0 50 100 150 200 250 -100 -80 -60 -40 -20 0 20 40 60 80 100 Displacemennt(mm) CLT Wall 2P VLoad=0 No.1

L oa d (k N ) -250 -200 -150 -100 -50 0 50 100 150 200 250 -100 -80 -60 -40 -20 0 20 40 60 80 100 Displacemennt(mm) CLT Wall 2P VLoad=0 No.2

L oa d (k N ) -250 -200 -150 -100 -50 0 50 100 150 200 250 -100 -80 -60 -40 -20 0 20 40 60 80 100 Displacemennt(mm) CLT Wall 2P VLoad=0 No.3

L oa d (k N ) -250 -200 -150 -100 -50 0 50 100 150 200 250 -100 -80 -60 -40 -20 0 20 40 60 80 100 Displacemennt(mm) CLT Wall 2P VLoad=15kN/m No.1

L oa d (k N ) -250 -200 -150 -100 -50 0 50 100 150 200 250 -100 -80 -60 -40 -20 0 20 40 60 80 100 Displacemennt(mm) CLT Wall 2P VLoad=15kN/m No.2

L oa d (k N ) -250 -200 -150 -100 -50 0 50 100 150 200 250 -100 -80 -60 -40 -20 0 20 40 60 80 100 Displacemennt(mm) CLT Wall 2P VLoad=15kN/m No.3

L oa d (k N ) -250 -200 -150 -100 -50 0 50 100 150 200 250 -100 -80 -60 -40 -20 0 20 40 60 80 100 Displacemennt(mm) CLT Wall 2P VLoad=30kN/m No.1

L oa d (k N ) -250 -200 -150 -100 -50 0 50 100 150 200 250 -100 -80 -60 -40 -20 0 20 40 60 80 100 Displacemennt(mm) CLT Wall 2P VLoad=30kN/m No.2

L oa d (k N ) -250 -200 -150 -100 -50 0 50 100 150 200 250 -100 -80 -60 -40 -20 0 20 40 60 80 100 Displacemennt(mm) CLT Wall 2P VLoad=30kN/m No.3

L oa d (k N ) 無載荷 15kN/m 30kN/m

16 図 7.5 荷重－変位曲線（3P 左から 無載荷、鉛直荷重 15kN/m、30kN/m） 無載荷試験体最大変形時 載荷 30kN/m 最大変形時 脚部ホールダウン金物の変形 脚部ホールダウン金物の変形による CLT の回転 写真 7.1 1P CLT 壁パネルの試験状況および破壊状況 -250 -200 -150 -100 -50 0 50 100 150 200 250 -160 -120 -80 -40 0 40 80 120 160 Displacemennt(mm) CLT Wall 3P VLoad=0 No.1

L oa d (k N ) -250 -200 -150 -100 -50 0 50 100 150 200 250 -160 -120 -80 -40 0 40 80 120 160 Displacemennt(mm) CLT Wall 3P VLoad=15kN/m No.2

L oa d (k N ) -250 -200 -150 -100 -50 0 50 100 150 200 250 -160 -120 -80 -40 0 40 80 120 160 Displacemennt(mm) CLT Wall 3P VLoad=30kN/m No.3

L oa d (k N )

無載荷試験体最大変形時 載荷 30kN/m 最大変形時 中央 LVL 破壊による CLT 回転 中央 LVL 破壊による CLT 回転 写真 7.2 2P CLT 壁パネルの試験状況および破壊状況 無載荷試験体最大変形時 載荷 30kN/m 最大変形時 中央 LVL 破壊による CLT 回転 中央 LVL 破壊による CLT 回転 写真 7.3 3P CLT 壁パネルの試験状況および破壊状況

18 ４. 事業で得られた成果 4.1. 国産材（杉）直交積層材（クロスラミナ）の製作 杉ひき板を用いて、厚さ 90mm、120mm、150mm の杉直交積層材（以下 CLT）の試作製造を行っ た。CLT 製造は、ひき板の入手、機械等級区分、積層接着や圧締、切断仕上げ、品質検査など の工程としたが、国産材（杉）においても十分可能であることが確認された。 また製造した CLT は、直交積層することにより、個々の杉ひき板の欠点が分散され、全体と して品質の安定した信頼性の高い構造用面材を製作でき、ひき板の段階でヤング率を機械等級 区分することで、製造段階でひき板ヤング率に応じた断面構成計画が可能であることの知見を 得た。 4.2. 国産材（杉）直交積層材（クロスラミナ）の性能実験 ・曲げ性能： ヤング率機械等級区分に応じて計画したひき板配置で製作した CLT の曲げ性能は CLT 厚さや ひき板配置に応じて曲げ剛性が異なる結果となった。 曲げ強度は、最外層ひき板のフィンガージョイント位置が影響するが、隣接するひき板のフ ィンガージョイント位置が分散していることで強度が平均化する効果があると思われる。 ・座屈実験： CLT の厚さ及びひき板構成から、試験体パネルの細長比を計算した試験体の座屈実験を実施 した。壁厚さが厚く細長比が小さくなると、最大荷重は増加する傾向が見られ、壁パネルとし て利用する場合の鉛直荷重に対する設計の可能性が示された。 ・対称逆せん断試験： CLT の外面方向せん断性能を確認するため、対称逆せん断試験を実施し、直交層ひき板のロ ーリングシアーで破壊が生じることが確認された。 ・壁パネルの水平加力実験： 幅 1m 高さ 3m の壁パネルを用い、壁長さ 1m、2m、3m の構面水平加力実験を実施した。壁長さ 1m 壁パネルでは、下端両側に配置したホールダウン金物の性能で壁パネルの性能が決定し、ホ ールダウン金物に変形能力が大きな製品を選択することで、壁パネルも靱性のある変形性状を 示した。また 2m、3m 壁パネルは、壁-壁接合部に単板積層材を配置し、木ビス固定で壁を連結 する手法を採用した。壁長さに比例し強度は増加することを確認したが、破壊は壁長さ 1m の場 合と異なり、壁-壁接合部の単板積層材の破壊となった。 なお壁倍率換算ではいずれも5 倍を超える結果となっているが、いずれも破壊は CLT 本体で はなくホールダウン等の接合部の破壊によるものである。 ５．今後の展望 本事業では、国産材（杉）直行積層材（CLT）を、 Step1. 国産材（杉）を用いた CLT の製作 Step2. CLT の曲げ、座屈、せん断の強度特性値の確認 Step3. CLT 壁パネルの水平加力試験 の３つのステップに分け、試作製造した CLT の製造特性検証を行った。 本事業でえられた成果を利用し、CLT 接合部に用いられる接合金物などの開発や、CLT を用い た木造建築物の試設計により、CLT を用いた大規模木造建築物の実現に向け、基礎データの蓄 積を続けるとともに、現行法内での CLT の可能性を探る。