1
論 文】 UDG ；624．
014．
2：62−
423 ：624．
Ol 1：624．
078 日本 建 築学 会 構 造 系 論 文 報 告 集 第 395 号・
昭 和 64 年 1 月EP
型
，BX
型接 合 部
の
正
負
交番 荷
重 下
の
変 形
・破 壊 挙
動
に
つい
て
木柱
一鋼
梁
接 合部
の耐 力
と靱性
に関
する実
験 的研 究
， その1
1．
は じ め に 1．
1 研究の経緯およ び目的最近，木 構 造で は大 断 面 集 成 材あ るい は大径材（製 材） の通 直 材 を 用い て架 構 を構 成す る重木 構造 （
Heavy
Timbe
［Structures
）が一
分 野を開きつ つ あ る。
こ の構 造型式にお け る柱一
梁 接 組 部 仕口 の設計で は， 現在の所， 剛接合 を 目標 として いて鉄 骨 構 造と類 似の接合 型 式，
す な わ ち，
ガ セッ トプレー
トとファ スナー
（釘，
ボル ト類） と を組み合わ せ た結合方 式 が 採 用 されてい る。 し か し，
こ の よ う な ガ セッ トプレー
トとファスナー
とで固φた 剛 な結合方式は， 構 造 素 材で ある木 材の めり込 み 特 性 を生 か し たものではな く，
か えっ て釘の せ ん断力によっ て部 材 （本 報 告の場 合は柱）の割裂を誘発 して脆 性 破 壊 を生 ずる。著 者は木構 造の接 合仕口は半 剛 接 合 （剛 接 合とピン接 合と の間という意 味での ）で かつ高 靱 性を持つ こと が 必 要であ る と して， その よ うな接 合方式につ い て
一
連の実 験 的研 究を実施 して きた1）・
7 ）・
S）・
9｝。
本論 文は
，
こ の一
連の研 究の う ち 軽 量 形 鋼 梁と木柱と い う 混合構造の柱 梁 接 合 仕口 につ い て，
そ の終 局状態ま での靱 性 性 能お よ び変形破 壊 挙 動 を求め て構 造工学 的 知 見 を得ること を目的と し た実験 的 研 究の う ち，EP
型，
BX
型に関する報 告であ る。
1．
2 実験計画 木 柱と軽量 形鋼梁 とで架 構 を形 成 する実 例は店 舗 併用 住 宅 等の店 舗 部分の架 構に多く見られる。 こ の場合には 実 験 資 料がほ と ん ど無いの で，
在来の木 造お よ び鉄骨構 造の設 計 経 験に基づい て構 造計算を行い ， 安 全 側である と いう理由か ら接合仕口の剛 接 度は ピン （鋏 ）と して設 計さ れて いるZ｝。
し か し，
こ れ らの接 合 仕ロ は実 際に は ある程度の剛度を持ち， 回転モー
メ ン トに対して抵 抗を 示す。著 者は
，
在 来の鉄 骨木 造 併 用 構 造の木 柱一
鉄 骨 梁接 合 部の実 施 設 計 例を分類整理 し， 半 剛 節 接 合お よび 変 形エ ネルギー
吸 収 性 能の視 点に基づ き，
2つ の グルー
プに わ 正 会 員定
方
啓
＊ け られ た実 大の接 合 仕ロモ デル を作 成し た。 実 験は第一
期 （1983）と第二期 （1984）に わ たっ て実 施し た3 〕・
4）。
本 論 文 （そ の 1）は第一
期の実 験 結果の報 告で ある。
一・
般に，
木 柱一
鋼 梁 接合部は 「木 柱」と 「鋼梁」相 互 間を鉄 製 （鋼）プレー
トとフ ァ スナー
（釘，
ボル トな ど） とで構 成 した接 合金物で結合す る し く みになってい る。
こ の接 合 金 物の部 分を 「接合ブロ ック」と呼ぶことにす る。
第一
期で は応 力の伝 達 形態 か ら 「接合ブロ ッ ク」を エ ン ドプ レー
ト型 （EP タイ プ ）と ボック ス型 （BX
タ イ プ ）の 2つ の グルー
プに大 別し，
さ らに剛 接度に よっ て 3段 階に分けて 6 種類の モ デル を試作し た。
この 6種 類の接 合ブロ ッ クで組 み 立てた 実 大 接 合 部 試 験体を一
種 類につ い て 3体つ つ 製作 し た。
な お， 第二期は EP タ イ プ （EP
2
）のエ ン ドプレー
ト厚 を実 験 変 数と して （t
＝O，
3．
2 ， 6．
0，
9．
0お よ び 19．
Omm ），
接 合 部．
の剛接 度 を変 化さ せ た場 合につ い て実 験を行い，
この タイ プの木 柱一
鉄 骨 梁 接 合 部の変 形 挙 動と靱性性 状につ いて の知 見 を得た4 ）。
こ れ につ い て は （そ の 2）で述べ る。2．
試 験 体の種 類 2．
1 「接 合ブロ ッ ク」の種 類と特 徴こ こで は， 「木 柱 」＋ 「接 合 ブロ ック」＋「鋼 梁」の 各要 素で構成 している接 合 部 領 域 がこ の 3つ の要 素 間で相 対 的に変形を拘束し合いな が ら応 力と変 形の伝 達 制 御 をし て い る と 考える （図
一
1参照）。
し た がっ て，
こ の場 合 に柱 （木 材 〉と梁 （軽 量 形 鋼 ）の品 質，
寸 法を一
定にす れ ば 「接 合ブロ ック」の機 能 （接 合A ，
接合B
の境界 部 分を含め た）が 接合 部の性 状を規 定す ることになる。
・露
梁 （軽 量形 鋼） H−
200刈00x3．
2刈．
5 本論文の概要は文 献3）に お い て発 表し た。
電 豊橋 技 術 科 学 大 学 教 授・
工博 ｛昭 和63年4月2日原 稿受理） 図一
1 接合 区 分 図一
一
第
一
期で は 「接 合ブロ ック」 として， 柔か な接 合 性 能を期 待 し たエ ン ドプレ
ー
ト型 （EP1 ，
EP2 ，
EP3
）と，
剛な接 合 性 能 を期 待したボックス型 （
BXI
，BX2
，BX3
） との 2つ のグルー
プを作 成 した （図一
2 ）。
そ れ ぞれ，
数 字1，
2，
3の順に接 合 仕口 の度 合い が高く な っ て い る。
い ま，
「接 合ブロ ッ ク．
」と 「形 鋼 梁 」 との綴 り合わ せ 部 分を接 合A，
「接 合 ブロ ッ ク」と 「木 柱 」 との綴 り合 わぜ部分 を接 合B と呼ぶ。’
［エ ン ドプレー
ト型｝；接 合 A の領 域で は EPI は形 鋼 梁の ウェ ブの み が接続して い るの で ゲほ と ん どピン接 合 に近い。EP2
はフ ラン ジの み が接続して い る の で曲げ モー
メン トの伝 達は行わ れ るけれ ども，
ウェ ブ が不 連 続 な のでせ ん断 力の伝達 は不十分であ る。EP3
は形 鋼 梁 の ウェ ブとフ ラ ンジ が と もに 「接合ブロ ッ ク」に接続し ているのでモー
メ ン トと せ ん断 力を ともに伝 達で き，
さ．
ら にエ ン ドプレー
トが ウェ ブに よっ て補 剛さ れ る ので接 合 ブロ ッ クの 曲 げ剛性もEP2
に比べ て高い。
接 合B
で の接 続 方 式はEPI
， 2，
3と も 同一
であ る。
エ ン ドプレー
トの上 下に，それ ぞれ，普 通 ボル ト（Ml6 ）’ 各 1本 を引 張 力 を受ける状 態で配 置 し，
こ のボル ト．
に よっ て木 柱と接 続し て い る。
［ボック、
ス型 ］；接 合A はBX1，
2，
3と もEP3 （エ ン ドプレ 厂 ト型 ）．
の場 合の接 合 A と同じで あ る。 Ψ O 暫 8 醐ト
蔓
り ． 。つ“
・
（ a ）エ ン ド ブレー
ト（EP ）型 （b ）ボッ クス （BX ）型 図一
2’
「接 合ブロ ッ ク」EP 型 とBX 型 ＊〉 ボル ト頭 を有し，
軸 部径 くね じ外 径 ）D・
＝
16mm，
ね じ 谷ff
d‘
14．
7mm，
ボル ト長 1＝
150 m 皿，
ね じ 切 り 長 S＝
100mm，
ft
＝
1、
600 kgf／cm2 以上 （長 期 ）。
な お，
ボ ル ト穴の径は 16＋1≒ 17mm とし た。
接 合 B で は BXI が曲げ・
せ ん断ボル ト方式，BX2
がEP
タ イ プと同 じ引張ボル ト方式，
BX3
はBXI
と BX2 との併 用と なっ て いる。 ボル トは，
接 合 A で は高 力ボル ト （F8T
，16
φ）， 接 合B
で は普通 ボル ト（Ml6
）を そ れ ぞ れ，
締め付け ト ル ク3，
300
kgf・
cm お よび330kgf・
cm で 用い た。
柱は105
角のベ イツガ （曲 げ 破 壊 強 度590kgf
／cm2 ， 平均 値 ） を使用 し， 形 鋼 梁に は軽 量H
形 鋼H −
200×100×3．
2× 4．
5を使用し た。
ボ ル トの張 力を木 柱に伝え る役 目をす る座 金 （ワッシャー
）は柱へ の め り込みおよび座 金 自身 の 曲 げ 変 形の 影 響 を最 小 限に する ため90×90×9mm （SS41
）の寸法の もの を使用し た。
な お， こ のサ イズ は座 金の め り込 み実験に基づい て決 定し たSLI°）。
2．
2
試 験 方 法 試験 装置を図一
3に示す。
加力は荷 重 計 （5tf）と組 み合わ せ た油圧 ジャ ッキを用い て型 鋼 梁の先 端 K に単 調 あるい は正 負 交 番 荷 重とし て加えた。
これによっ て柱一
梁 接 合 部に は回転モー
メ ン トが作 用す る 。 柱の上下 両 端は ピン支 持と な るよ うに柱 端 部にフ ォー
ク形金物を履 か せ，
．
図に示す支 持 装 置を用い て面 内方 向の回転のみ自 由の状態で べ一
スブロ ックへ 取 り 付 け た。
第一
期の実験で はEP
タイ プ，BX
タイプ， そ れ ぞ れ の変形挙 動お よび破 壊 性 状 を接 合 部の回 転 量 と荷 重 （回 転モー
メ ン ト）との関 係か ら求めてい る。
い ま，
接 合 部 の全回転 角θは θ，，
θ，お よ び ea。X の 3つ の量か ら成 り 立っ ている と仮定す る （図一4
）。
す な わち，
θ＝ θ ，＋θb十e
α。r…・
一 ・
………・
・
………・
……
（1＞ 1 ， 茎 匠a
当♂・
鮮 11 冂 oo IIL「
「
‘“
を，言 1鋼
臨3
中、
．
．
1
舮 駅 悟 峨 梁 H．
200×且00x3二斑 5− ・
一
・凱
’
一
一
400．
半
．
40碍
50。 ミ 巴 1 早 7 ：L c ゆ 再 〒簗
盡
世
十虞
ミ
ヤ．
’
1一
歪ゲー
ジ 三 ロ 名 ）変位 計 坦i
怪1
「齟
「
十
ク反 力 壁 1 鉄 筋コン ク リ アンカー
図一3
試験 体および載荷装置ロ
曹
斜
十
十
一
一
llA
・
θ＝
θD ＋ θ。
＋θ。
・
：
T ム 幽 t 〔a．
）接 合 ブロッ
クの変形 （b ）柱の回転た わ み馬 （c ）撃の た わ み に よ る （回転 ） 阪想 回 転 角 図一
4 柱一
梁 接 合 部にお ける見掛け の回転角θ こ こ に，
θ。＝
接 合 部の仮 想 中 心 点M
に お ける柱の 回転 量 （回転たわみ角 ） （，
， の測 定 値に よっ て計 算す る） θ，＝
「接 合ブロ ッ ク」の回転 角。
接 合ブロ ック の 変 形および接 合A
の相 対 的め り込み に よる回 転 量 も含む。
θ お よ び θ。
か ら間 接 的に計算 し，
その値を，
でチェ ッ ク す る。
ed
。r・
＝
形 鋼 梁のた わ みによる仮 想 回転 角 L＝
載 荷 点 K か ら接 合 部の点 M まで の距 離。3．
実 験 結 果3．1
荷重一
変形 曲線 （P −
e
，，P − e
．）お よ び変形挙 動 第一
期の実験では接 合 ブロ ック との相 互 作 用に よる剛 接 度お よ び靱 性の変 動 傾 向を求め ること を主 眼と し た。 し た がっ て，
測定する変位を載 荷点K
の た わ み A （cm ） と柱の曲 げに伴 う側 方た わみ量 δ‘ （i＝
O〜
±3）に限 定 し た。 これ らの測 定 量か ら （1）式の回 転 角 を 次の よ う に 求め た。
θ＝AIL ，
θ ，＝ 萌一
δ一
1／2
P ………
（2
） θb＝
θ一
θじ， θdef ≠0
こ こ に，
L＝
130 c皿，
KM
間の距 離 Pm 柱の側 方た わ み淇1」定 用の変 位 計の間 隔，
20 cm 表一
1 実 験 結 果 〔最 大 耐 力およ び各 変形 時 耐 力 ） 回転角0に対応 す る荷重Pの魑 （Kgr｝ 1／12皿ra 直 1燗 r訌d レ30r艮己 1／15r30Pm 眠 （θ，
r E lP 2120120200170270260310330310G363q 13lO2170273330 鱗 ） E P 2 122 亘02504004406707109009401023 〔1！ logo〔1／ 3170318631920 F「
P 3 12230250420440700750 920 ＊1640 田00〔レ 3ig337563684i 12i40120230230440430 500 〔1534 〔【 B X l3125193423 籾 躙 B X 2 12240250420460770780 ＊｝750110012 註側〆1 32053647501023 B X 3 12220220400390640750710710 〔1840 （1 3182375693943 kgf 載荷 種別 備考．
MM」
C」
MM一
C一
MM一
C瀏
剥
苅鑼 壁
藤
塾
』
表一
1に 各 試 験 体の 最 大 荷 重P
x （最 大 荷：重時の 回 転 角）お よびθ＝1
／120
，1
／60
，1
／30
お よび1
／15
rad 時 の荷 重 値 を掲 げた。
また，
図一5
に は荷重〜
回 転角関係 図 （P〜
θ，，P 〜
θ。
）を示す。
荷 重軸の か・
っ こ内の数字 は接 合 部の点M
に作用 す る と し た回転モ・
一
メ ン トであ る。
柱の曲げ 回転の挙 動を示すP 〜
e，
，
曲線は図一5
（b
）に 示 す よ うに，
各 試 験 体 と もP
≒750kgf
ま で は バ ラ ツキ が少ない の で近 似 的に 1つ の直 線で表すことがで き る。
この こ と か ら，
θ≒1／30rad （33×10−
3 rad ）まで の段 階 において， 接 合 部の全 回 転の挙 動を決め る因 子は接 合ブ ロ ックの変 形 （主と し てエ ン ドプレー
トの曲げ変形 ）お 1250UE25 監覡 0 ド oが
030 750 ： CyT”el
”
豊9
謝
〇一
5 鵡 2Q 0 ム ノ 矼一
BX2／
孟
、i
＿，
皇
睾
レ
謡
謄
購
／
／ θ）
（ XlO−
3red ） 10 20 3D 40 50 60 10 30 90 図一
5（a ） P〜
θb曲 線一
一
1250 “SZsk8− ） 1000 〔130
置
o
図 750 ど（臼偲
1
“
山 0州
｝ 0赫
5
佃 250 （32寄
霧
例
／グ
e羹
名
葬
ム／
f
）
i
一ノ ／ 塾／ EPI
−
・
−
EPZ＿＿＿＿
EP3SXI3x2GX3tlna＝
0、
D“ O ID 20 30 40 50 θb （XlO−
Srlt ） 図一
5（b）P−
e．曲 線 よ び接 合B 領 域で の 「接 合ブロ ッ ク」お よ び ボル ト座 金の柱へ の め り込みで あ る。 これ らの量は θ。に含まれ ている。 し た がっ て，
破 壊ま た は大変形直前ま での各 接 合 部 の特 徴はP 〜
θb 曲 線に よっ て表現 され る と考え て 良い。
1／30rad を超え ると終局状 態に入 り， 柱の割裂の 影 響 が 大き く出て くる。
試 験 体の初 期剛性 をP−
e，曲 線に よっ て分類すれ ば 初 期 剛 性の高いEP2
，EP3
，BX2
お よ びBX3
の グルー
プ と 剛 性の低いEPI ，
BX1
の グルー
プとに大 別 され る ［図一
5 （a）参照］。
な お，BX1
は接 合B
に在 来 手 法の 曲げせ ん断ボ ル トの みを用い た場合である。
木材は横 圧 縮強度 （繊維に直交す る方 向〉が低く，
かつ 変 位 量 が 大 きいた めに載 荷 初 期か らこの ボル トの曲げ変 形に よる接 合 部の 回転が 生じて初 期 剛性が 前 者の グルー
プ 〔EP2 などの引 張ボル ト接 合グルー
プ）よ りも低く な る。
［EPI ］；エ ン ドプレー
ト （t＝
6．
Omm ）の 曲 げ剛 性が 低い の で，
θ，は その エ ン ドプレー
トー
ヒ下 端の 曲 げによっ て生 ずる接 合B 領 域の回 転が主 因とな る ［図一
7（a）参 照］。P 〜
θ，曲 線は θ，≒2．
OXIO−
3rad まで ほぼ直線 を示 す。 そ れ以 降にプレー
トの曲 げ変 形が卓 越して く るの で 荷 重の上昇率が鈍化 し；4．
Ox10−
3 （1／250）rad 付 近か ら荷 重 P は ほ ほL 定 値 を 示す。
θ ，が 1／15 （67Xlo−
3 ） rad を超えて も破 壊せず， 1／11 rad で330kg
正（平 均 値） を示 した。
図一
6（a）に示す よ うに θ，の全回転 角 θ に占 める割 合 θ，／θ は 65％か ら85％へ と増 加している。
［EP2
］；接 合A
の フ ラン ジ取り付け用の ピー
ス アン グルの補 剛 効果 によっ て，
エ ン ドプレー
トの曲げ 剛性が 特に端 部に おいて増大 する。
した がっ て， 変形挙 動に は 引 張 ボル トに よ る座 金の木 柱へ の横 圧 縮め り込 みの 因 子 が卓 越 して く る。
ま た接 合 部の耐 力も木 柱の横圧縮 強 度 なよっ て決まる。
ボル ト座 金 （90×90×9mm ）の横 圧 縮めり込み実 験か らボル ト軸 力 3 torifまで は P一
δ曲 線は線 形で，
め り込み変位量は 5mm 以 下である。
3．
5 tonf を 超 え る と めり込み変 位が顕 著に なりとい う結 果を 得て い る1°［ 。 図一5
のEP2
はこの傾 向を よ く表 して い る。
［EP3，
BX2 ］；2つ の試験 体と も接 合 A で はフ ランジ に加え て ウェ ブも接続し てい る。 接合B
の部分で は，
BX2
はエ ン ドプレー
トが ボッ クス状に補剛さ れて い る の で EP3 に比べ て剛接 度が高し した がっ て，
BX2 は 初 期 剛性が高い。 し か し，P
≒i，
100kgf・
（約 1／25 rad） で柱が曲げに よっ て折れて荷 重が急激に低下す る。 （図一
5（a），
△印参照） 12罰 10po1
剏 八 樋葛
2励ご
。 馬 25
』
50 T5 100 （a ）EPI （冩） し2ゆ 1臨画：
．
bσ x 卿ζ
踟 囗 25 5旧』
15 100 （b）EP2
〔K） 17知 佃 囑 鵬 珈（
｝
b。 メ V 氏 囗 25 50 15 100〔c）
EP3
〔覧） θご θ 12 兜 ロロロ’
↑
伽乱
・ま
・・ 丑 25 50 Ts mO （の BXI ｛瓢｝（
胴
ヱ）
山 ］oa（e）
BX2
（x） 図一
6 P一
θ、
／θ，
θ。／θ関 係 eこ
e0 レ0 瓢 呱 却 窮 25 501 〜51 （ 図
）
匹 25 50 冒5 し00 ｛f）BX3 （髫）［BXI ］；引 張ボル トがな い の で
，
接 合A
に おい て梁 の上下フ ラ ンジに生 ずる曲げ 応 力は接 合 B の領 域で偶 力N
と なっ て 曲げ せ ん断ボル トの みに作 用する。 し た がっ て，P ＝
500kgf
付近で 丼 が木柱の横 引張 強 度 （割 裂 強 度 ）を超え て し まい，
柱に割 れ が 生 ず る。
こ の 場合，
接 合ブロ ッ ク の強 度と剛 性の増 加が接合部全体の耐 力・
靱 性の 向 上に寄 与して い ない。BX2
に比べ て初 期 剛 性 は 40％，
最 大 耐 力は 50％ 低 下し てい る。
［BX3 ］；BX2 試 験 体に曲 げせ ん断ボ ル トを2
本加え た場 合である。
本 報告の6
種 類の試 験体の う ちで最 も高 い耐 力と靱 性 を持つ と考え られた。し
か し，
初期 剛性はBX2
と 同 様 な傾 向を示すもの の，P ＝7SO− IOOO
kgf
で 接 合B
の柱 部分にBX1
と 同 じ繊 維 方向の割裂が発生 し て荷 重が急 激に低下し た。
そ の後，
引張 ボル トへ 力の再 配 分が行わ れ て荷 重P
は上 昇す る。
θ，／θ は初 期 段 階か ら ほ ぼ一
定の 60％ を示 す。 3．
2 接 合 部の終 局 破 壊 状態 図一
7は 6 種類の 試験 体の接 合B
に お ける柱お よ び 接 合ブロ ックの終局変形・
破壊状態を示す。 これに よっ て，EP1
はエ ン ドプレー
トの曲 げ．
EP2
はエ ン ドプレー
トの曲げ とそ の木柱へ のめ り込み，EP3
お よ びB
文2 は エ ン ドプレー
トの木 柱へ の め り込み ，BXI
お よ びBX3
は曲 げせん断 ボル トによ る柱の割 裂 が，
そ れ ぞ れ，
主た る破 壊素因である と言え る。 こ こ で，EPI
は前 述の よ うにエ ン ドプレー
トの上下 端 部の曲 げ剛性が低い ことが， またBXI
は 接 合 ブロ ッ ク の剛 性が高 過ぎ て ほ かの部 分と均 衡 を失っ てい ること 餌 鰻et 2 P3「
3
「7
！ めりこ5 めリニゐ 「 1 助 こみ 十一
一
一
，
早
一
一
．
．
■
凾
曾
臨 詣計によ関駐1
卩
1
＋211
＋ 「1
＋i
；幽
1十 1L．
ザ
．
十」
k
脚響
曼 II1
＋2
旨 1幽
十r一
一
一
1宀
需
一
一
一
■
一
卩
」
1； 覇．
由イ・
渦 鰰 （d ）BXl （e ）BX2 塵 ’（f）BX一 44 一
図一
7 変形・
破 壊 状 態図 に加えて 曲げせん断ボル トの使用によ る柱の割裂の発生 が， そ れぞれ ， 耐 力ある い は靱性を低下させ た原因で あ る。 3．
3 履 歴ルー
プの性 状 構 造 物の履歴ルー
プが 示 す性 状は 地震 力の ような繰返 し荷重 時に お け る構 造 物のエネル ギー
吸 収お よ．
び靱性の 指 標と して有効であ る。
正 負交番載荷は 6 種類の試 験体 につ いて各一
体つ つ （＊ ＊〜3
の記 号の もの ）実施」
た。
各試 験 体の履 歴ルー
プを θ，e
。お よ びe
，につ い て描い た もの を図一
8に示す。
こ こ で，
θ，
e．お よ び e，，
は （2
） 式か ら求め た値で あ る。 な お，
図一・
9に載 荷 プログラム を示 す。 履 歴ルー
プの特 徴とし て一
般 的に鋼 構 造は紡 錘 形を，
木材，
木 質 構造ではス リッ プ形 を示すことは既 往の実験 研究で報告さ れて いる。
木柱・
鋼 梁 接 合 部の耐 力と変形 を決 定す る 因子は，1
）鋼材 （エ ン ドプレー
ト）の曲 げ 変 形。
2＞木柱へ のエ ン ドプレー
トの め り込み。
3）木柱 の割 裂 とその進 展。
に大 別で き， こ れらの因子1による現 象が各 試 験 体の特 性に応じて履 歴ルー
プの形に表れて く る。 す な わ ち，
上の 3つ の因 子の割 合によ・
っ て紡 錘 形お よ びス リップ形が複 合 的に各 試 験 体の履 歴ルー
プの特 徴 を規定して いる。 ［EP1
］；履 歴ルー
プP〜
θは初 期 （1／120 rad ）か ら終 局 （1／15rad｝ まで紡 錘 形 を示 す。
P
一
e
，は ル・
一
プ面 積 の無い無 減 衰の直 線を描き，
初 期か ら1／15rad まで繰 り返 し載 荷に よる影 響は出て こない。
［EP2 ］；エ ン ドブレー
トの 曲 げ 変 形 を 示す紡 錘 形 を1
／60rad
の段 階まで描く。 取り付 けア ングル の補 剛 効 果 に よっ てEPI
に比べ て初期剛性が高い。1／15【ad の ルー
プに なっ てス リップ形の傾 向が表れて く る。 これ は接 合B
の領 域で のエ ン ドプレー
トに よる木 柱の横 圧 縮め り 込み変 形を示す。 ［EP3 ］；履 歴 性 状はEP2
と同 様で あ る。
しか し， エ ン ドプレー
トがウェ ブ継 手 板で さ らに補 剛さ れ ているの でエ ン ドプレー
トに曲 げはほ と んど 生じ ない。
そ して，
繰り返 し載 荷 時に お け るエ ン ドプレー
ト端の木柱へ の横 圧 縮め り込み （押 し） と 引 張 ボル ト＋座 金に よ る引 張り とに よっ て生 ずる偶 力の モー
メ ン トに よっ て木柱に縦方 向の割裂 （曲げに伴うせん断ずれ が．
原因）が生じ た。 し か し， これ に よ る荷重の低下は顕著で は ない。 そ の 理由 は繰 返し載 荷 時に交 互に 引張 力を受け る ボル トが柱 を締 め付けて割 裂の進 展 を防ぐ か らで あ る。
この現 象を 「引 張り締 め付 け効 果 」と呼ぶことにす る。
［BX1
】；変 形 挙 動の 主 要な因 子は ボ ック ス型 接 合 ブ ロ ックの端部の木 柱へ の横圧縮め り込みお よ び柱の曲げ 変形であ る。 この こと か ら木材の 履 歴特性で あるス リッ プ形 を1／120 rad の段 階か ら は っ き り と示す。
単調載 荷 の場 合と 同様にP
≒500kgf
（θ≒1／30
rad ）で柱の割裂鴨oP ｛匡3r｝
凄
5 叩 茎 259
一
口一
2 胡髄
2里 θ （x 冊幽
5r・
の一
ら且且．
P僧
θ一
7 ワ Pl医8の 舳 2田一
印一
4n一
2口 o o θ．
1刈 『3r 薗‘1一
P聞
θ．
一
（a ）EPl一
sv唸
一
4nn 伽 棚 踟 棚一
7 兇 P｛ksr） 四 4n 69 θ （x 且『コ
n の・
（b ）EP2．
’
図一
8 履 歴ルー
プ （EP ） r加 P（k8r｝ぞ
鄭5
−
2切一
zoo 40 60一
凸一
40 θ （×10−
3r 趨の．
．
zち寧．
．
．
一
1
町恥 P｛kgn5 阻噛
2戛一
6ロ ニ嬬〕一
四 如 θ6
〔xIr η 8dl．
も血一
弧一
7切 P〔賦醒n 鄭 踟 o一
6】−
40−
20 四 4｛｝ 田 θ。
（XIo−’
n の一
本皿一
鄲u 袖 （C ）EP3 ムb
怖 口P【k8r｝ 蜘 2一
一
釦四 θ
．
｛x 田一
3n o P御
θ．
一
鋤 （d ）BX1 d） △ レ P〔聡8r適 肪勁 切u．
2 恥一
4n一
加 蛇．
一
z 弧 θ。
（Xlo『
3 口己〕 姻r
鳴n （f）BX3’
図一
8 履 歴ルー
プ（BX）レ15 レ301 ／60
＿＿＿＿＿＿一
＿一
一＿
．
曹一
一一一
一
一
一
一
」
い2Q ’ T o一
1戸2・1
一
1喧o■
，
曾
曾
，
，
（ 冒 ％。一
雪層，盟一一一
一
悶
」
〉 Φ一
1 凶5一
一＿一
曽曽胛一一一
一一一
図一
9 正 負交 番 載荷プロ グラム が生 じて 荷 重は約 250kgf に低 下 する。 そ の後，
θ≒ 1／25rad で再び上 昇に転 ずるけ れ ども割 裂 発生時の荷重 値に は回復 し な い。［
BX2
，BX3
］；エ ン ドプレー
ト端 部の曲 げは生じない，
柱へ のめ り込み が履 歴ルー
プの性 状 を 決める。
し たがっ て， 履 歴ルー
プは ス リッ プ形を示す。
特に柱の曲げ成 分 を除 外した P一
e，ルー
プで こ の傾 向が顕 著である。 な おBX3
で は単 調 載 荷の場 合と同 じくP ≒750kgf
で柱 に割 裂が発生 してP
が 100kgf 程 度 低 下 す る け れ ど も 「引 張 り締め付け効 果」に よっ て荷重P
は再び上 昇す る。
4．
ま と め （1） 接 合B （木 柱 と 接 合ブロ ックとの 結 合 部 分 ） のボル トを引 張 力 を受 ける ように設 計した場 合，
すな わ ち，
引 張ボル トと し て用い た場 合 （た とえばBX2
）と，
接 合 ブロ ックの構 成 がそれ と同じ であって曲 げせん 断 ボ ル トを使用 し た場 合 （例えばBX1
）との 初 期 剛 性の比 は θ＝1
／120 rad （8．
33×IO”
3）を 規 準に した とき 約 2 ： 1で あ る。 ま た，
塑性 （非線 形）域に お け る耐 力比 も1
／30rad
（33．3
×10−
3｝に おい て約 1．
8： 玉 で ある。
こ れ は引張ボル トの効果によるもの である。
（2） ボル トを従 来の一
般 的な接 合 手 法である せん断 （曲げ）を受け る 工法で用い た場 合 （曲げ・
せ ん断ボル ト，
た と え ばBXI
｝は，
ボル ト穴内の ボル トと木との 接 触 面におい てボル ト側 面の木へ の横圧縮め り込み に よ る ボル トの梁状曲 げ変形の影 響が強く出て初 期剛性が低 い。
さ らに荷重が増 加し て ゆ けば，
木 柱に繊 維 方 向の割 裂が発生す る。BX1
の場合で θ ≒1／30 rad の時で あっ た。
（3
｝ 木材の一
方向異方性 を有効に利用す るに は，
接 合B
に引 張ボル トが効 果的で あ る。 曲げ・
せ ん断ボル ト は木 材に繊維 方 向の割 裂を発生さ せ る の で曲げ・
せ ん 断ボル ト接 合に よっ て構 成される接 合 部は耐力，
靱 性と もに期待でき ない 。 （4
） 柱，
接 合ブロ ック お よび梁の3
つ の部 分か ら組 み 立て ら れている木 質 系柱梁 接 合 部の耐力 と靱 性を保 持 するには，
接 合 A お よ び接 合 B，
そ れ ぞ れの相 対 的 変 形を考慮して，
柱と接 合 ブロ ッ ク，
接 合 ブロ ッ クと梁と をつ りあい よ く 設 計 して組 み 合 わ せ るこ と が重要であ る。 た と えばBX
タイ プは 「接合ブロ ック」の 剛性が柱， 梁に比べて 過度に高いので，
軟ら かい （弾 性 係 数が小さ い ）木 材と 接 触 する接 合B
の領域で木 柱に局部 的め り 込み，
割 裂 等の応 力 集 中 的 破 壊 を発 生さ せ る。
これ が接 合 部の靱 性 ある い は耐 力の低 下の主 要な因 子と なる。 （5） 木 質 系 骨 組 構 造で は，
木 材の高い変形 許 容 性と 変 形の復 元 性と を活 用し た接 合 方 式，
た と え ば，
接 点の 相 対 的 回 転，
ずれ を あ る程度許 容して しかも靱性の高い 接 合 部が耐 震 性 能の観点か らも望ま しい。 本実験の結果 で は EP タ イ プがこ れに属する。 参 考 文献 1＞定 方 啓；木 造 筋 違 壁 要 素のせ ん断 耐 力お よび変 形エ ネ ルギー
吸 収 性 状に関 する実 験 的 研 究 〔接 合 仕口が壁の耐 力・
変 形 挙 動に及ぼ す効 果につ い て）構 造工学 論 文 集，
Vo且．
33B，
pp．
125〜
136，
1987年 3月 2） 鉄 骨 木 造 併 用 構 造 設 計施 工指 針 〔改 訂 版 ），
（社 ）鋼 材倶 楽部，
1975年9月 3） 定 方 啓，
石 井 富 士 男，
園 山博 之 ；複 合 構 造 物に おける 柱一
は り接 合 部の半剛節挙動に関す る実験的研究 （木質系 柱一
はり接 合 部の場 合，
そ の 1＞日本 建 築 学 会 東 海 支 部 研 究報 告 集，
第22号，
pp，
105〜
10S，
1984年2月 4） 定方 啓，
園山博 之 ：木 質系柱一
は り接 合 部の半 剛 節 挙 動 に関す る実 験 的研 究 〔第一
報 ）・
（第2報 ），
日本 建 築 学 会 大 会 学 術 講 演 梗概 集，
（21068関東 ）1984年9月・
（21249 東 海 ）1985年10 月 5） 成 田寿一
郎，
江 波 戸和正 ：木 柱一
鋼ばり併 用構 造に関 す る 基 礎 的研究，
日本 建 築 学 会 大 会学 術 講 演 梗 概 集 〔北 陸 ） 2830，
1983年9月 6） 後藤一
雄 ：貫 通仕口 に よ る木 造ラー
メン （大黒柱 ）構造 の研 究 （その 2．
実 大 試 験 体による加 力テ ス ト｝，
日本 建 築 学 会 構 造 系 論 文 報 告 集，
No．
378，
pp．
75〜
8］，
1987年 8月 7） 定 方 啓 ；正 負 交番載 荷 時にお け る木 質系構 造要素の変 形エ ネルギー
吸収 性 状につ い ての研 究 （そ の 5）， ［は り， はり一
柱 接 合 部の場 合］．
日本 木 材 学 会 大 会 （静 岡 ） 研 究 発表 要 旨 集，
ICI6，
1986年4月 8） 定 方 啓 ：木 質 系構 造 要 素の減衰 靱 性につ いての実 験 的 研 究，
第7回 地 震工学シ ンポ ジ ウム （コ986） 講 演 集，
pp．
1399−
1404，
1986年12月 9） 定方 啓：木質構造系建物の耐震性能にっ い て （正負交 番載荷下の減衰靱 性指標によ る評価 ｝第37回 応 用 力学連 合 講 演 会 予 稿 集，
pp．
281〜
284，
1987年12月 10｝ 石 井 富士男：修士学 位 論 文 （豊 橋 技 術 科 学 大 学，
昭 和59 年度 ）SYNOPSIS
UDC:624.014.2:62-423:624.011:624.078
DEFORMATION
PATTERN
AND
FAILURE
BEHAVIOR
OF
THE
EP-TYPa
BX-TYPE
BEAM
TO
COLUMN
CONNECTIONS
UNDER
ALTERNATE
CYCLIC
LOADING
(Experimental
study on strength and toughness of the steel-beam to wooden column connectionPart
'1)
byDr, KE[ SADAKATA, MembeT ofA.I.
