cltを免震架台として使用するclt中高層建築物の開発 事業...
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CLTを免震架台として使用するCLT中高層建築物の開発 (CLT等接合部データ収集)
実施内容・成果
写真・図等
事業目的
実施項目
実施体制
今後の展開
・免震架台として用いる場合は,耐力壁直下に免震部材を設ける等,床版の撓みや免震部材の回転に配慮した建物プランとすれば実用可能である. ・CLT材を積層方向に利用した場合,異方性により架台の厚さが大きくなるため,幅方向を組合わせた床版とした場合の検証試験をする必要がある.
・CLTを採用した建築物の事例が混構造や部分利用を含めて増加しているが,壁や床に用いる 接合部金物が多いのが現状である. ・現行告示で認められている保有水平耐力計算や限界耐力計算では煩雑なモデル化を要する一方, 免震化することで,許容応力度計算のみで設計可能となり,接合金物の簡易化にも寄与しうる. ・よって,建物の免震化を目指し,免震架台をCLTにて構築するための接合部のデータ収集を行う.
免震建物は,地震時にあらゆる方向に可動するため,CLT材の持つ異方性解消のためにCLT版を 「重ねて」用いることを原則とした. ① 単純梁曲げ試験により,CLTを重ねて用いた場合の曲げ剛性(=たわみ性能)を検証した. ② 接合部要素試験(動的)により,免震部材とCLTの接合ディテールを検証し,本試験で採用した ディテールでは免震部材の性能を低下させないことを確認した. ③ 実大試験(静的・動的)により,②により確認したディテールで複合的な応力状態とした場合の接合 部の健全性を確認した.また,床版としての性能も併せて検証した.
①CLT部材の重ね梁試験(重ね枚数・接着有無) 接着しない場合の曲げ剛性EIは,単材の曲げ剛性を累加して評価出来る.接着した場合,初期剛性は上昇するが,早期に接着が剥がれ一体性を失う.またそのばらつきが大きいため,別の接合方法を考える必要がある. ②免震部材とCLT部材の接合試験(免震部材・重ね枚数・接合ディテール) 免震部材単体での履歴性状に対し,CLTに接合した場合の履歴性状は,各周波数・振幅・面圧・重ね枚数・接合ディテールごとで大きな差異は無く, 本試験で採用した接合ディテールは,免震部材の性能を低下させない方法であることを確認した. ③偏心荷重によるCLT免震架台の実大検証試験(接着有無) 入力した応力に対しても,免震部材とCLTの接合部は健全で,②のディテールにより接合可能である.鉛直荷重が装置から偏心した場合,片持ち支持となるため,比較的小さな荷重でも床版の撓み・免震部材の回転角が許容値を超える.接着有りでは床版の撓みは改善されるが,微少である.
・事業実施主体(企画・開発・実験・データ整理) :スターツCAM㈱・ 日本大学理工学部 ・委員会委員(所属のみ) :日本免震構造協会・日本CLT協会 明治大学理工学部
-50
-40
-30
-20
-10
0
10
20
30
40
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-100 -50 0 50 100
水平荷重
(kN
)
水平変形(mm)
CLTなし
75mm
50mm
25mm
0.5Hz
①単純曲げ試験 ②接合部要素試験 ③実大試験
事業実施主体:スターツCAM㈱,日本大学理工学部 都市の木質化等に向けた
新たな製品・技術の開発・普及委託事業 12,800千円 概要版
CLTを免震架台として使用するCLT中高層建築物の開発 (CLT等接合部データ収集)
事業背景
もともと欧米で開発されたCLTを国内で実用化する取り組みが国・大学 を中心に進められている. 平成22年:木材利用促進法成立 →公共建築物や大規模建築物の木質化 …(さまざまな取り組みを経て,) 平成25年:JAS制定 →平成26年:我が国で初めてのCLT構造による建築物が建設 平成28年:CLT関連告示公布 →CLT建築物の普及へ 法規面では,普及に向けた動きがあるものの,未解明の領域も多く, 一般普及への法整備には未だ情報収集等を要するのが現状.
法的な側面
既往の研究(国交省) (2015年:CLT造5階建て実大振動実験) 大地震時には,壁脚部には大きな引き抜き力が 加わるため,接合金物に高い変形性能が必要. →そもそも金物が多いが,高層を目指す場合, より高性能な金物を(場合により多く)要する. →大地震時の建物の損傷度合いによっては, 建て替え等を要する可能性は十分あり, 建築物の大地震後の継続使用に不安がある. 設計面 保有水平耐力計算や限界耐力計算を要したり,計算のモデル化が煩雑 →計算方法が煩雑で,普及を妨げる要因の1つ.
技術的な側面
CLTとは
CLT(Cross Laminated Tinber) ひき板を,繊維方向を直交積層させて接着した材料のこと.壁や床等の面材に使用し易い. 集成材 ひき板を,繊維方向を平行積層させて接着した材料のこと.柱や梁等の線材に使用し易い. CLTのメリット ・直交積層なので,木材特有の反り等による寸法誤差が小さい(寸法安定性). ・ひき板の接着なので,版が厚く,耐震性や断熱性が高い. ・工場製作によるため,工業化が図れ,現場施工が容易となる. ・製材用に不向きな材を活用できるため,木材使用量を多く出来る.
事業目的
建物の長寿命化および平易な方法で計算できることを目標とし,「CLT建物を免震化」する.さらに,一般的に鉄筋コンクリート造や鉄骨造で 構成する免震架台をCLTで構築し,一層の木質化を目指す.そのために,CLTと免震部材との接合方法についての検証を行う.
事業実施主体:スターツCAM㈱,日本大学理工学部 都市の木質化等に向けた
新たな製品・技術の開発・普及委託事業 12,800千円 詳細版
CLTを免震架台として使用するCLT中高層建築物の開発 (CLT等接合部データ収集)
免震架台の想定構成
用いる材料
CLT 下図のように直交積層なので, 版には強軸・弱軸が存在する.(異方性)
構成則
免震ケガキ板(スターツCAMより)
あらゆる方向に強軸が存在するように, 免震部材直下には, 床板と補強版(床板の直交方向が強軸)を 「重ねて」使用することが原則となる.
一般的な 鉄骨架台
CLT架台
モデルプラン
免震部材 下図のように構築され, 地震が来たら,あらゆる方向に水平可動する.
CLT5階建てを想定し,四隅に積層ゴム支承, それ以外の壁直下にすべり支承を設定した. 床版(黄色)に直交する方向に補強版(桃色) を配している.
図 モデルプラン平面図
図 モデルプラン断面図
事業実施主体:スターツCAM㈱,日本大学理工学部 都市の木質化等に向けた
新たな製品・技術の開発・普及委託事業 12,800千円
図 CLT構成図
図 CLT免震架台イメージ
詳細版
(ブリヂストン化工品ジャパンHPより)
CLTを免震架台として使用するCLT中高層建築物の開発 (CLT等接合部データ収集)
懸案事項
モデルプランの右上隅部(下図赤四角部)を対象に,免震部材とCLTの接合方法,および断面決定手法に関する懸案事項を検証した. ②免震部材とCLTの接合方法 およびディテール
①CLTを重ねて使用する場合の 断面算定手法および 断面性能を向上させる重ね手法
③偏心荷重が加わる場合の 接合部の健全性および 床版としての性能
検証試験概要
上記懸案事項から,以下の3つの検証試験を計画した.
①CLT部材の重ね梁試験 ②免震部材とCLT部材の接合試験 ③偏心荷重によるCLT免震架台の実大検証試験
Mに対する抵抗↑
☓ ☓ ○? ☓ ○? ☓ ☓ ○ ○
○
○ ○
☓
☓
図 モデルプラン平面図抜粋 図 検証すべき懸案項目
事業実施主体:スターツCAM㈱,日本大学理工学部 都市の木質化等に向けた
新たな製品・技術の開発・普及委託事業 12,800千円 詳細版
CLTを免震架台として使用するCLT中高層建築物の開発 (CLT等接合部データ収集)
①重ね梁試験
CLTを重ねて使用する場合の部材性能を検証した.試験は,JIS-A1414-2:2010「建築用パネルの性能試験方法」に示される方法で実施した.
No. 積層枚数 軸方向および重ね方 接着有無 試験体数 1
1層 強 - 3
2 弱 - 3 3
2層
(上)強/(下)弱 無し 3
7 有り 4 4
(上)弱/(下)強 無し 3
5 有り 4 6
(上)強/(下)強 無し 3
8 有り 4 9 3層 (上)強/(中)強/(上)強 有り 4
試験方法 アムスラー万能試験機による単調載荷 試験体寸法 単体断面 :210mm×210mm(5層7プライ) 加力点間距離 :1060mm 支点間距離 :2960mm(>210×14) 試験体全長 :3200mm
パラメータは,積層枚数(1層,2層,3層),重ね方,接着有無として各3体以上の試験体を設定した.
試験概要
表 試験体パラメータ
図 試験体図(2枚重ねの場合)
事業実施主体:スターツCAM㈱,日本大学理工学部 都市の木質化等に向けた
新たな製品・技術の開発・普及委託事業 12,800千円 詳細版
接着なし
接着あり
CLTを免震架台として使用するCLT中高層建築物の開発 (CLT等接合部データ収集)
①重ね梁試験
・概ね,集成材での試験でも確認される,節・フィンガージョイントからの破壊や,ローリングシアーによるひび割れ等が確認された. ・接着ありの試験体では,破裂音を伴いながら接着面が先行して剥がれることが多く,続いてひび割れが進行し,その後破断を伴う破壊に至る 傾向が見られた.
試験結果概要
・引張側の部材下端の強軸ラミナにある節・フィンガージョイント部から破断を伴う破壊が生じた.
破壊性状
試験体全景 節からの破壊 ローリングシアーによる ひび割れ
フィンガージョイントからの破壊
試験体全景 節からの破壊 接着面周辺の破壊状況 フィンガージョイントからの破壊
・接着なしと同様に,引張側の部材下端の強軸ラミナにある節・フィンガージョイント部から破断を伴う破壊が生じた. ・接着面の剥がれが破裂音を伴いながら先行し,その後にひび割れ・破断を伴う破壊に至る.
事業実施主体:スターツCAM㈱,日本大学理工学部 都市の木質化等に向けた
新たな製品・技術の開発・普及委託事業 12,800千円 詳細版
単体
積層(接着なし)
CLTを免震架台として使用するCLT中高層建築物の開発 (CLT等接合部データ収集)
0
20
40
60
80
100
0 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50
荷重(
kN)
中央変位(mm)
1-1
1-2
1-30
20
40
60
80
100
0 20 40 60 80 100 120 140
荷重(
kN)
中央変位(mm)
2-1
2-2
2-3
0
50
100
150
200
0 10 20 30 40 50 60 70 80
荷重(
kN)
中央変位(mm)
3-1
3-2
3-30
50
100
150
200
0 10 20 30 40 50 60 70
荷重(
kN)
中央変位(mm)
5-1
5-2
5-3
強軸単体 弱軸単体
強弱(接着なし) (圧縮側:強軸,引張側:弱軸) 強強(接着なし) (圧縮側:強軸,引張側:強軸)
強軸の曲げ剛性EIは, 1.08×109(kN・mm2)
弱軸の曲げ剛性EIは, 0.09×109(kN・mm2) 強軸と比較すると, 1/12程度となる.
強強(接着なし)の 曲げ剛性EIは, 2.10×109(kN・mm2) 強軸単体の 曲げ剛性の線形和 と良い対応を示す.
強弱(接着なし)の 曲げ剛性EIは, 1.26×109(kN・mm2) 強軸と弱軸の単体の 曲げ剛性の線形和と 良い対応を示す.
EI強
EI弱
EI強強=EI強+EI強 EI強弱=EI強+EI弱
①重ね梁試験
・積層した場合,どの試験体も変形性能が高く,ひび割れが生じた後の急激な耐力低下が見られなかった. ・強軸単体の曲げ剛性は,弱軸単体の曲げ剛性の1/13程度である. また,積層することで,曲げ剛性および降伏荷重が向上し,接着なしの場合,単体の曲げ剛性の和として評価可能である. ・接着ありの場合は,接着なしに比較して,初期剛性は高くなるものの剥がれが早期に生じ,またそのばらつきが大きいため, 別の接合方法の検討が必要である.
試験結果概要
荷重-変形関係
事業実施主体:スターツCAM㈱,日本大学理工学部 都市の木質化等に向けた
新たな製品・技術の開発・普及委託事業 12,800千円 詳細版
CLTを免震架台として使用するCLT中高層建築物の開発 (CLT等接合部データ収集)
②接合部要素試験
CLT部材と免震部材の接合において,ガタ・めり込み等により, 免震部材の性能を低下させることが無い接合方法を検証した.
試験方法 鉛直-水平の2軸動的加力試験機を使用し, 鉛直は面圧一定で荷重制御し,水平方向に 動的加振した. 試験体寸法 平面 :800×600(5層7プライ) 取付PL厚 :取り付く免震部材のフランジPLの1サイズアップ 取付けボルト :ゴム取付けボルトと同径 パラメータ 免震部材,面圧,重ね枚数,接合ディテール,加力方向とし, 周波数を6種,振幅をせん断歪50%・100%・150%となるよう 設定した.
試験概要
鉛直(kN) 水平
周波数(Hz) 振幅(mm)
復元
ゴム 0
0.1/0.2/0.3
0.4/0.5/0.6
50(= 52%)
100(=103%)
150(=155%)
高減衰
ゴム
59.6(=1.5N/mm2)
79.5(=2.0N/mm2)
0.1/0.2/0.4
0.5/0.7/0.8
25(= 54%)
50(=108%)
75(=161%)
種類 No. 重ね
枚数 ディテール
加力
方向
面圧
N/mm2
試験
体数
復元
ゴム
G2.9
4M12
NR1-1
1枚
①ノーマル
強軸
0.0
3
NR1-2 ②端部埋込 3
NR1-3 ③①+エポキシ 1
NR1-4 ①ノーマル
弱軸
3
NR1-5 ②端部埋込 3
NR1-6 ③①+エポキシ 1
高減衰
ゴム
X0.6R
4M20
HR1-1 ①ノーマル
強軸 1.5
2.0
3
HR1-2 ②端部埋込 2
HR1-3 ③①+エポキシ 2
HR2-1 2枚
①ノーマル(強弱) - 2
HR2-2 ①ノーマル(弱強) - 2
( )内数値は,それぞれ面圧・せん断歪を示す.
①ノーマル ②端部埋込 ③ノーマル+ エポキシ注入
表 加振パラメータ
表 試験体パラメータ
図 試験装置 立面図
事業実施主体:スターツCAM㈱,日本大学理工学部 都市の木質化等に向けた
新たな製品・技術の開発・普及委託事業 12,800千円 詳細版
ノーマルタイプ 端部埋込タイプ ノーマル+エポキシタイプ
CLTを免震架台として使用するCLT中高層建築物の開発 (CLT等接合部データ収集)
試験結果-接合部状況
復元ゴム(C
LT1枚)
高減衰ゴム(CLT1枚)
高減衰ゴム(CLT2枚)
事業実施主体:スターツCAM㈱,日本大学理工学部 都市の木質化等に向けた
新たな製品・技術の開発・普及委託事業 12,800千円
-:めり込み ▷:ナット跡あり ・どの場合でも,大きなめり込みは見受けられなかった.
②接合部要素試験
詳細版
-10
-8
-6
-4
-2
0
2
4
6
8
10
-200 -100 0 100 200
水平荷重
(kN
)
水平変形(mm)
CLTなし
150mm
100mm
50mm
0.1Hz
-10
-8
-6
-4
-2
0
2
4
6
8
10
-200 -100 0 100 200
水平荷重
(kN
)
水平変形(mm)
CLTなし
150mm
100mm
50mm
0.2Hz
-10
-8
-6
-4
-2
0
2
4
6
8
10
-200 -100 0 100 200
水平荷重
(kN
)
水平変形(mm)
CLTなし
150mm
100mm
50mm
0.3Hz
-10
-8
-6
-4
-2
0
2
4
6
8
10
-200 -100 0 100 200
水平荷重
(kN
)
水平変形(mm)
CLTなし
150mm
100mm
50mm
0.4Hz
-10
-8
-6
-4
-2
0
2
4
6
8
10
-200 -100 0 100 200
水平荷重
(kN
)
水平変形(mm)
CLTなし
150mm
100mm
50mm
0.5Hz
-10
-8
-6
-4
-2
0
2
4
6
8
10
-200 -100 0 100 200
水平荷重
(kN
)
水平変形(mm)
CLTなし
150mm
100mm
50mm
0.6Hz
-10
-8
-6
-4
-2
0
2
4
6
8
10
-200 -100 0 100 200
水平荷重
(kN
)
水平変形(mm)
CLTなし
150mm
100mm
50mm
0.1Hz
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-8
-6
-4
-2
0
2
4
6
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10
-200 -100 0 100 200
水平荷重
(kN
)
水平変形(mm)
CLTなし
150mm
100mm
50mm
0.2Hz
-10
-8
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0
2
4
6
8
10
-200 -100 0 100 200
水平荷重
(kN
)
水平変形(mm)
CLTなし
150mm
100mm
50mm
0.3Hz
-10
-8
-6
-4
-2
0
2
4
6
8
10
-200 -100 0 100 200
水平荷重
(kN
)
水平変形(mm)
CLTなし
150mm
100mm
50mm
0.4Hz
-10
-8
-6
-4
-2
0
2
4
6
8
10
-200 -100 0 100 200
水平荷重
(kN
)
水平変形(mm)
CLTなし
150mm
100mm
50mm
0.5Hz
-10
-8
-6
-4
-2
0
2
4
6
8
10
-200 -100 0 100 200
水平荷重
(kN
)
水平変形(mm)
CLTなし
150mm
100mm
50mm
0.6Hz
-10
-8
-6
-4
-2
0
2
4
6
8
10
-200 -100 0 100 200
水平荷重
(kN
)
水平変形(mm)
CLTなし
150mm
100mm
50mm
0.1Hz
-10
-8
-6
-4
-2
0
2
4
6
8
10
-200 -100 0 100 200
水平荷重
(kN
)
水平変形(mm)
CLTなし
150mm
100mm
50mm
0.2Hz
-10
-8
-6
-4
-2
0
2
4
6
8
10
-200 -100 0 100 200
水平荷重
(kN
)
水平変形(mm)
CLTなし
150mm
100mm
50mm
0.3Hz
-10
-8
-6
-4
-2
0
2
4
6
8
10
-200 -100 0 100 200
水平荷重
(kN
)
水平変形(mm)
CLTなし
150mm
100mm
50mm
0.4Hz
-10
-8
-6
-4
-2
0
2
4
6
8
10
-200 -100 0 100 200
水平荷重
(kN
)
水平変形(mm)
CLTなし
150mm
100mm
50mm
0.5Hz
-10
-8
-6
-4
-2
0
2
4
6
8
10
-200 -100 0 100 200
水平荷重
(kN
)
水平変形(mm)
CLTなし
150mm
100mm
50mm
0.6Hz
-50
-40
-30
-20
-10
0
10
20
30
40
50
-100 -50 0 50 100
水平荷重
(kN
)
水平変形(mm)
CLTなし
75mm
50mm
25mm
0.1Hz
-50
-40
-30
-20
-10
0
10
20
30
40
50
-100 -50 0 50 100
水平荷重
(kN
)
水平変形(mm)
CLTなし
75mm
50mm
25mm
0.2Hz
-50
-40
-30
-20
-10
0
10
20
30
40
50
-100 -50 0 50 100
水平荷重
(kN
)
水平変形(mm)
CLTなし
75mm
50mm
25mm
0.4Hz
-50
-40
-30
-20
-10
0
10
20
30
40
50
-100 -50 0 50 100
水平荷重
(kN
)
水平変形(mm)
CLTなし
75mm
50mm
25mm
0.5Hz
-50
-40
-30
-20
-10
0
10
20
30
40
50
-100 -50 0 50 100
水平荷重
(kN
)
水平変形(mm)
CLTなし
75mm
50mm
25mm
0.7Hz
-50
-40
-30
-20
-10
0
10
20
30
40
50
-100 -50 0 50 100
水平荷重
(kN
)
水平変形(mm)
CLTなし
75mm
50mm
25mm
0.8Hz
-50
-40
-30
-20
-10
0
10
20
30
40
50
-100 -50 0 50 100
水平荷重
(kN
)
水平変形(mm)
CLTなし
75mm
50mm
25mm
0.1Hz
-50
-40
-30
-20
-10
0
10
20
30
40
50
-100 -50 0 50 100
水平荷重
(kN
)
水平変形(mm)
CLTなし
75mm
50mm
25mm
0.2Hz
-50
-40
-30
-20
-10
0
10
20
30
40
50
-100 -50 0 50 100
水平荷重
(kN
)
水平変形(mm)
CLTなし
75mm
50mm
25mm
0.4Hz
-50
-40
-30
-20
-10
0
10
20
30
40
50
-100 -50 0 50 100
水平荷重
(kN
)
水平変形(mm)
CLTなし
75mm
50mm
25mm
0.5Hz
-50
-40
-30
-20
-10
0
10
20
30
40
50
-100 -50 0 50 100
水平荷重
(kN
)
水平変形(mm)
CLTなし
75mm
50mm
25mm
0.7Hz
-50
-40
-30
-20
-10
0
10
20
30
40
50
-100 -50 0 50 100
水平荷重
(kN
)
水平変形(mm)
CLTなし
75mm
50mm
25mm
0.8Hz
-50
-40
-30
-20
-10
0
10
20
30
40
50
-100 -50 0 50 100
水平荷重
(kN
)
水平変形(mm)
CLTなし
75mm
50mm
25mm
0.1Hz
-50
-40
-30
-20
-10
0
10
20
30
40
50
-100 -50 0 50 100
水平荷重
(kN
)
水平変形(mm)
CLTなし
75mm
50mm
25mm
0.2Hz
-50
-40
-30
-20
-10
0
10
20
30
40
50
-100 -50 0 50 100
水平荷重
(kN
)
水平変形(mm)
CLTなし
75mm
50mm
25mm
0.4Hz
-50
-40
-30
-20
-10
0
10
20
30
40
50
-100 -50 0 50 100
水平荷重
(kN
)
水平変形(mm)
CLTなし
75mm
50mm
25mm
0.5Hz
-50
-40
-30
-20
-10
0
10
20
30
40
50
-100 -50 0 50 100水平荷重
(kN
)水平変形(mm)
CLTなし
75mm
50mm
25mm
0.7Hz
-50
-40
-30
-20
-10
0
10
20
30
40
50
-100 -50 0 50 100
水平荷重
(kN
)
水平変形(mm)
CLTなし
75mm
50mm
25mm
0.8Hz
-50
-40
-30
-20
-10
0
10
20
30
40
50
-100 -50 0 50 100
水平荷重
(kN
)
水平変形(mm)
CLTなし
75mm
50mm
25mm
0.1Hz
-50
-40
-30
-20
-10
0
10
20
30
40
50
-100 -50 0 50 100
水平荷重
(kN
)
水平変形(mm)
CLTなし
75mm
50mm
25mm
0.2Hz
-50
-40
-30
-20
-10
0
10
20
30
40
50
-100 -50 0 50 100
水平荷重
(kN
)
水平変形(mm)
CLTなし
75mm
50mm
25mm
0.4Hz
-50
-40
-30
-20
-10
0
10
20
30
40
50
-100 -50 0 50 100
水平荷重
(kN
)
水平変形(mm)
CLTなし
75mm
50mm
25mm
0.5Hz
-50
-40
-30
-20
-10
0
10
20
30
40
50
-100 -50 0 50 100
水平荷重
(kN
)
水平変形(mm)
CLTなし
75mm
50mm
25mm
0.7Hz
-50
-40
-30
-20
-10
0
10
20
30
40
50
-100 -50 0 50 100
水平荷重
(kN
)
水平変形(mm)
CLTなし
75mm
50mm
25mm
0.8Hz
CLTを免震架台として使用するCLT中高層建築物の開発 (CLT等接合部データ収集)
試験結果 荷重-変形関係
①ノーマルタイプ ②端部埋込タイプ ③ノーマル+エポキシタイプ
復元ゴム(C
LT1枚)
高減衰ゴム(CLT1枚)
高減衰ゴム(CLT2枚)
事業実施主体:スターツCAM㈱,日本大学理工学部 都市の木質化等に向けた
新たな製品・技術の開発・普及委託事業 12,800千円
・どの場合でも,CLTなし(黒)に比較して,荷重変形関係に大きな差異は見られなかった.
②接合部要素試験
詳細版
CLTを免震架台として使用するCLT中高層建築物の開発 (CLT等接合部データ収集)
試験結果 CLTと免震部材のズレ
事業実施主体:スターツCAM㈱,日本大学理工学部 都市の木質化等に向けた
新たな製品・技術の開発・普及委託事業 12,800千円
0.0
0.1
0.2
0.3
0.4
0.5
0.6
0.7
0.8
0.9
1.0
0. 25. 50. 75. 100.
プレートずれ
(mm
)
振幅(mm)
HRプレートずれ_ノーマル平均
0.1Hz
0.2Hz
0.4Hz
0.5Hz
0.7Hz
0.8Hz
σ=1.5N/mm2
σ=2.0N/mm2
σ=1.5N/mm2
σ=2.0N/mm2
0.0
0.1
0.2
0.3
0.4
0.5
0.6
0.7
0.8
0.9
1.0
0. 25. 50. 75. 100.
免震部材ずれ
(mm
)
振幅(mm)
HR免震部材ずれ_ノーマル平均
0.1Hz
0.2Hz
0.4Hz
0.5Hz
0.7Hz
0.8Hz
σ=1.5N/mm2
σ=2.0N/mm2
σ=1.5N/mm2
σ=2.0N/mm2
σ=1.5N/mm2
σ=2.0N/mm2
0.0
0.1
0.2
0.3
0.4
0.5
0.6
0.7
0.8
0.9
1.0
0 50 100 150 200
プレートずれ
(mm
)
振幅(mm)
NRプレートずれ_強軸ノーマル平均
0.1Hz
0.2Hz
0.3Hz
0.4Hz
0.5Hz
0.6Hz0.0
0.1
0.2
0.3
0.4
0.5
0.6
0.7
0.8
0.9
1.0
0 50 100 150 200
免震部材ずれ
(mm
)
振幅(mm)
NR免震部材ずれ_強軸ノーマル平均
0.1Hz
0.2Hz
0.3Hz
0.4Hz
0.5Hz
0.6Hz
0.0
0.1
0.2
0.3
0.4
0.5
0.6
0.7
0.8
0.9
1.0
0. 25. 50. 75. 100.
プレートずれ
(mm
)
振幅(mm)
HRプレートずれ_ノーマル平均
0.1Hz
0.2Hz
0.4Hz
0.5Hz
0.7Hz
0.8Hz
σ=1.5N/mm2
σ=2.0N/mm2
σ=1.5N/mm2
σ=2.0N/mm2
0.0
0.1
0.2
0.3
0.4
0.5
0.6
0.7
0.8
0.9
1.0
0. 25. 50. 75. 100.
免震部材ずれ
(mm
)
振幅(mm)
HR免震部材ずれ_ノーマル平均
0.1Hz
0.2Hz
0.4Hz
0.5Hz
0.7Hz
0.8Hz
σ=1.5N/mm2
σ=2.0N/mm2
σ=1.5N/mm2
σ=2.0N/mm2
σ=1.5N/mm2
σ=2.0N/mm2
0.0
0.1
0.2
0.3
0.4
0.5
0.6
0.7
0.8
0.9
1.0
0 50 100 150 200
プレートずれ
(mm
)
振幅(mm)
NRプレートずれ_強軸ノーマル平均
0.1Hz
0.2Hz
0.3Hz
0.4Hz
0.5Hz
0.6Hz0.0
0.1
0.2
0.3
0.4
0.5
0.6
0.7
0.8
0.9
1.0
0 50 100 150 200
免震部材ずれ
(mm
)
振幅(mm)
NR免震部材ずれ_強軸ノーマル平均
0.1Hz
0.2Hz
0.3Hz
0.4Hz
0.5Hz
0.6Hz
CLTとのプレートの ズレの計測
免震部材とプレートとの ズレの計測
復元ゴム CLT部材とプレートのズレ変位(平均値) 高減衰ゴム CLT部材とプレートのズレ変位(平均値)
復元ゴム 免震部材とプレートのズレ変位(平均値) 高減衰ゴム 免震部材とプレートのズレ変位(平均値)
振幅(mm) 振幅(mm)
振幅(mm) 振幅(mm)
ノーマルタイプの接合方法の場合,接合部材のそれぞれのズレ変位の合計値は,振幅75mmに対して0.5+0.4=約1.0mm程度と1.3%であり, 免震部材の性能に与える影響は概ね無いと言える.その他の接合方法におけるズレ変位に関しても同様であり,接合部は健全であると言える.
Max=0.5mm
Max=0.4mm
②接合部要素試験
詳細版
CLTを免震架台として使用するCLT中高層建築物の開発 (CLT等接合部データ収集)
③実大検証試験
本試験では,より実際の応力下での接合部の健全性を確認するため,実大スケールにて試験を実施した.
試験概要
CLT(2枚重ね)
CLT(2枚重ね)
天然ゴム系 積層ゴム支承 φ600
鉛直加力点
鉛直加力点
ピン支承(計3箇所)
ピン支承 (計3箇所)
アクチュエータ 水平加振用
アクチュエータ 水平加振用
周期 (秒)
鉛直(kN) 水平
方向 振幅(mm)
静的 - 140 - - - - NS,EW 50,100,150,200
動的 10 100
NS,EW, 45°,R
50,100,150
4 - NS,EW 25, 50, 75, 100 ,150
周期 (秒)
鉛直(kN) 水平
方向 振幅(mm)
静的 - 120 - - - 270 - -
動的 10
0,70,140,210
NS,EW, 45°,R
50,100,150
4 0,140,210 NS,EW, 45°,R
50,100,150,195
表 加振パラメータ(接着あり) 表 加振パラメータ(接着なし)
図 加力図(左:平面図 右:立面図)
事業実施主体:スターツCAM㈱,日本大学理工学部 都市の木質化等に向けた
新たな製品・技術の開発・普及委託事業 12,800千円 詳細版
70kN
免震部材回転角≒1/500rad.
140kN
免震部材回転角≒1/250rad.
210kN
免震部材回転角≒1/125rad.
接着あり
接着なし
CLTを免震架台として使用するCLT中高層建築物の開発 (CLT等接合部データ収集)
試験結果 鉛直方向静的加力
事業実施主体:スターツCAM㈱,日本大学理工学部 都市の木質化等に向けた
新たな製品・技術の開発・普及委託事業 12,800千円
鉛直変位について,鉛直荷重が大きくなるほど,加力点を中心に放射状に変形が大きくなる.
加力点 ↓
←床外郭ライン (剥がれる直前)
③実大検証試験
詳細版
CLTを免震架台として使用するCLT中高層建築物の開発 (CLT等接合部データ収集)
事業実施主体:スターツCAM㈱,日本大学理工学部 都市の木質化等に向けた
新たな製品・技術の開発・普及委託事業 12,800千円
0
30
60
90
120
150
0 1/1000 1/500 3/1000 1/250
鉛直荷重(
kN)
傾斜角
接着あり①②
接着あり①③
接着あり①④
接着なし①②
接着なし①③
接着なし①④ 0
100
200
300
400
500
600
500 700 900 1100 1300 1500
鉛直荷重(
kN)
偏心距離(mm)
1層(420mm)
2層(840mm)
3層(1260mm)
4層(1680mm)
5層(2100mm)
6層(2520mm)
図 変位計測位置図
図 鉛直荷重-免震部材の回転角関係 図 鉛直荷重-偏心距離関係
・接着なしの試験体では,鉛直荷重が大きくなるに従い,免震部材の回転角が 概ね線形的に増加している. ・免震装置周辺①-④間の回転角のほか,①-②間でも相当の回転角が 生じている. ・免震部材の設置基準回転角1/500rad.と偏心距離1000mmを基準として, CLT部材の層数を簡易に判断出来る図表を作成した. 高層を想定し,鉛直荷重を大きくするほど,偏心距離を小さくする,あるいは 重ね層数を増やす必要がある.
試験結果 鉛直方向静的加力
③実大検証試験
実験値
詳細版
CLTを免震架台として使用するCLT中高層建築物の開発 (CLT等接合部データ収集)
事業実施主体:スターツCAM㈱,日本大学理工学部 都市の木質化等に向けた
新たな製品・技術の開発・普及委託事業 12,800千円
試験結果 水平方向動的加力45度加振
0kN
鉛直荷重なし
70kN
免震回転角≒1/500rad.
140kN
免震回転角≒1/250rad.
水平なし(鉛
直荷重のみ)
水平振幅
10
0m
m
鉛直変位について,同条件の水平加振による変位変動への影響は,鉛直荷重が大きいほど大きい.
-0.7
-0.5
-0.2
-0.1
-0.3
-0.1
0.1
0.0
-0.2
-0.1
0.2
0.2
0.6
0.30.6
0.1
-4.6
-0.6
0.3
0.3
-1.8
0.5
0.9
0.5
-0.3
0.1
0.3
0.0
0.6
0.40.4
0.0
-9.6
-0.1
1.0
0.3
-4.1
1.9
1.6
0.1
-0.3
0.6
0.5
0.1
0.9
-1.61.0
-0.1
-3.5
0.0
0.2
0.2
-1.3
0.7
0.8
0.1
0.0
0.2
0.2
0.0
-1.3
0.2-0.9
0.8
-7.7
0.5
0.9
0.4
-2.6
1.7
1.6
0.1
0.0
0.5
0.4
0.0
-3.0
0.5-1.8
1.6
加振による変動 0.7mm
0.0
0.0
0.0
0.0
0.0
0.0
0.0
0.0
0.0
0.0
0.0
0.0
0.0
0.0
0.0
0.0
加振による変動 1.1mm 加振による変動 1.9mm
③実大検証試験
詳細版