令和元年度 木材製品の消費拡大対策事業のうちCLT
建築実証支援事業のうち CLT 等木質建築部材技術開発・普及事業

木ダボ位置の違いによるDLT梁の強度性能確認(梁の曲げ試験1)

事業名:木ダボ積層材DLT(Dowel Laminated Timber) の普及に向けた性能評価と普及活動
事業期間:令和2年5月9日~令和3年2月19日

試験概要

  • DLTで使用するひき板の材せいが150㎜程度までは木ダボを材中央に配置しますが、材せいが大きくなる場合は木ダボ位置を材中央1列、または2段、もしくは千鳥打ちが可能であることから、木ダボ位置の違いによる構造性能を確認しました。

  • 使用するひき板は個々のヤング係数(縦弾性係数)を計測し、曲げヤング係数順に“1(低い)”、“2(中程度)”、“3(高い)”の3種類に分類ました。分類されたひき板を使用した試験体で⼆線荷重⽅式による曲げたわみ測定、集中加力、曲げ破壊の各試験を行いました。

試験体仕様

断⾯⼨法180mm×240mm×4000mmの梁を3種類、各3体を⽤意しました。

表3.1‐1 試験体の仕様
試験体の仕様

ひき板 :群馬県産スギ KD材 無等級材
木ダボ :欧州ブナ φ20mm たて溝つき、含水率 13%以下
試験体B、Cの木ダボは縁あき2.5dとして50mm確保して木ダボを千鳥打ち、2段打ちとしました。

試験体A 姿図
表3.1‐1 試験体A 姿図
試験体A 姿図
表3.1‐2 試験体B, C姿図

試験の実施概要

  • a.試験内容80mm×240mm,L=4.0m 実大梁の曲げ試験

  • b.試験実施⽇2020年12⽉1、7⽇

  • c.試験場所群⾺県林業試験場
    実⼤強度試験機:SAH-100 前川試験機(株) 定格最⼤試験⼒:曲げ500kN

  • d.試験方法

    • 1) 0.4Pmax荷重載荷試験:3等分点 4点式曲げ(2線荷重⽅式)

      ⽀点間距離 3,600mm、載荷速度 5mm/min

      加力位置と変位計位置(1)
      図3.1‐3 加力位置と変位計位置(1)
      試験⼿順
      • ① 曲げ試験機の枕⽊をピンで固定し、⽀点間距離を調節します。

      • ② 梁の位置を試験機のX,Y軸共に合わせ、中⼼を確認します。

      • ③ 変位計を取り付けた後、枕木の固定ピンを抜き、加⼒盤を加力材に押し当て加力を開始します。

      • ④ 荷重が設定値に到達したら、加⼒を停止します。

    • 2) 6kN載荷試験:中央集中荷重(6箇所)

      ⽀点間距離 3,600mm、載荷速度 5mm/min
      集中荷重による堅木がひき板にめり込まないよう加力は6kN、堅木サイズ(29mm×29mm L120mm)としました。

      加力位置と変位計位置(2)
      図3.1‐4 加力位置と変位計位置(2)
      試験⼿順
      • ① 曲げ試験機の枕⽊をピンで固定し、⽀点間距離を調節します。

      • ② 梁の位置を試験機のX,Y 軸共に合わせ、中⼼を確認します。

      • ③ 変位計を取り付けた後、枕木の固定ピンを抜き、加⼒盤を堅⽊の加力材に押し当て加力を開始します。

      • ④ 荷重が設定値に到達したら、加⼒を停止し、荷重のかかったままの状態で梁を観察します。

      • ⑤ 除荷後に別の載荷点へ移⾏して加力を繰返します。
        中央集中荷重n載荷位置はひき板4→2→1の順で行いました。

      荷重位置と変位計、ひずみゲージ位置
      図3.1‐5 荷重位置と変位計、ひずみゲージ位置
    • 3) 曲げ破壊試験:3等分点 4点式曲げ(2線荷重⽅式)

      ⽀点間 3,600mm、荷重点間 1,200mm、載荷速度 5mm/min
      基本的な流れは1)試験と殆ど変わりません。

      荷重位置と変位計位置図(3)
      図3.1‐6 荷重位置と変位計位置図(3)

試験結果

  • 写真3.1‐1 曲げ試験1 静ヤング測定 全景
  • 写真3.1‐2 1点集中荷重 加力試験 全景
  • 写真3.1‐3 曲げ破壊試験 全景
  • 写真3.1‐4 曲げ破壊試験 180 C3破壊状況
  • 写真3.1‐5 曲げ破壊試験 180 C3破壊状況の拡大
  • 写真3.1‐6 曲げ破壊試験 180 C3 下面破壊状況の拡大