ブックタイトル竹中技術研究報告書No70

概要

竹中技術研究報告書No70

竹中技術研究報告No.70 2014TAKENAKA TECHNICAL RESEARCH REPORT No.70 20143.3接合部の構造性能Structural Performance of Joint Parts（1）柱－梁仕口部耐火建築物では柱，梁といった部材のみならず接合部にも耐火性能が求められるのは言うまでもない。燃エンウッドについては，燃え代層が交錯する部分に接合金物をどう収め，設計上十分な接合性能を確保するかが大きな課題となる。検討の結果，梁端部は挿入鋼板式のドリフトピン接合とし，その挿入鋼板（ガセットプレート）には柱に引きボルトで固定するための直交鋼板を溶接し，T型接合金物とする新しい接合方法を考案した。Fig. 6に接合部構成を示す。柱梁接合部はボルトやドリフトピンといった接合具を用いるのが一般的であるが，特に前者の場合，ボルト端部が部材外部に現しになることが多く，耐火性能の観点で問題となる。新たに考案した接合部では，引きボルトとなる柱貫通ボルトの端部が燃え止まり層内に出ないように，柱の芯材内に収まる構成とした。梁は，柱貫通ボルトで柱に固定されたT型接合金物を介してドリフトピンにより固定されるが，ドリフトピンは梁外面（燃え止まり層の表側）から芯材内まで打ち込めるように燃え止まり層を貫通する通し孔をあけ，ドリフトピン打ち込み後に通し孔に木栓を打ち込んでいる。また，梁側のT型鋼材の収まりについても，燃え止まり層の耐火性能が保持される構成とした。この接合部は9mスパンを渡す長大燃エンウッド梁の接合部を想定しており，その構造上の安全性を確認するために実大の試験体を使用して曲げ剛性や曲げ耐力等の構造性能を確認することが必要となった。実験では実際のプロジェクトを想定して，具体的に接合部に求められた次の設計条件を満足することを確認した。1柱梁部材および接合部が一次設計範囲（変形角1/200rad以下）では弾性状態にあること2終局状態（変形角1/50rad）まで耐力が低下しないこと3変形角1/10まで脆性的な破壊に至らないことFig. 6接合部の構成Components of column-beam jointPhoto 11接合部の曲げ載荷実験Bending test setup of joint part（2）柱脚燃エンウッド部材を用いて軸組架構を構築する場合，柱と基礎と連結する柱脚接合部をどのように構成するかが一つの大きな課題である。一般的な集成材軸組架構の場合，柱脚はボルトあるいはドリフトピンと挿入鋼板の組み合せによる接合方法が用いられることが多い。燃エンウッド部材でもドリフトピンを使うことは可能であるが，燃え代層を貫通して長いドリフトピンを打ち込まねばならず施工性に難が生じ，耐力も相対的に小さくなるため非効率・不経済になる。そこでラグスクリューを柱底面（木口）から打ち込む接合方法を検討することとした。検討の結果，柱脚接合部に求められる耐力に見合うラグスクリューのねじ込み長さは約500mmとなり，一般には用いられない長さのものとなった。このような長い接合具を木口からねじ込む場合，集成材に被り厚が十分にないと曲げを受けた時に割裂による破壊が生じやすくなる。ラグスクリューの径や先穴径（予めラグスクリューの径よりも小さな径の穴を木材にあけておくことが使用条件になっている）をどのように決めればよいか，また，計算通りの耐力が得られるのかなど，不明な点が多かったため，実験による確認を行うこととした。長さ500mmのラグスクリューを用いた場合の引張耐力および抜け出し剛性を接合部実験により確認し，その結果に基づいてラグスクリューの径23