有限要素法を用いた木摺漆喰壁のせん断抵抗機構の解明

用有限元法阐明叠层石膏墙的抗剪机理

基本信息

批准号：
17H00399
负责人：
松本直之
金额：
$ 0.35万
依托单位：
The University of Tokyo
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Encouragement of Scientists
财政年份：
2017
资助国家：
日本
起止时间：
2017 至无数据
项目状态：
已结题

来源：
https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-17H00399/
关键词：
木摺漆喰有限要素法せん断剛性

项目摘要

本研究は、近代木造建築に広く用いられてきた木摺漆喰壁の構造性能評価の基礎的な検討として、漆喰と木摺の連動がせん断性能に与える影響を検討することを目的とする。具体的には、過年度に実施した材料実験および要素実験を対象として有限要素解析を実施した。研究は下記の内容で行った。1) 過年度の材料試験・要素実験結果の再検討。2) 汎用有限要素法解析プログラムを用いた、木摺材および漆喰材料の材料モデルの検討3) 同手法による、木摺漆喰要素試験体の解析モデルの構築、および木摺、漆喰の材料モデルを適用した解析と要素実験との比較1) 解析の予備検討として、過年度の材料試験及び要素実験結果を再検討し、剛性算出方法の検証、各試験体の破壊モードの分類に基づく抵抗要素の推定を行った。2) 上述の実施済みの漆喰の材料試験(圧縮試験、せん断試験)結果を参照し、弾性剛性を基準として適切なモデルを推定した。材料試験においては横ひずみの測定によるポワソン比の測定が困難であったため、ポワソン比を変えた解析を複数実施し、妥当な値を推定した。木摺材料は要素実験に使用した材料の特性を適用した。3) 木摺漆喰要素試験体の解析は、木摺のみの試験体、および漆喰を塗り上げた試験体に対する解析を実施した。前者に対する解析は、実験、釘のせん断剛性による簡易推定、有限要素解析による解析の弾性範囲での比較を実施した。後者に対しては、木摺のみの試験体との差分から、漆喰層と漆喰と木摺の連動による剛性を算出し、有限要素法による解析と比較し、単純な漆喰版のせん断との差に関して考察を行った。研究成果としては、漆喰と木摺の連動のミクロなメカニズムについては未解明の点が残ったが、単純な漆喰版と、四周及び木摺空き部分における拘束を考慮した漆喰版のせん断挙動の違いが示された。

本研究的目的是探讨灰泥和板条之间的相互作用对剪切性能的影响，为评价现代木结构建筑中广泛使用的叠层灰泥墙的结构性能奠定基础研究。具体来说，对前几年进行的材料实验和单元实验进行了有限元分析。研究内容如下。 1）重新审视历年材料试验和元素实验的结果。 2) 使用通用有限元方法分析程序检查层压木材和石膏材料的材料模型。 3) 使用相同的方法构建层压石膏元件测试样本的分析模型，以及板条和石膏材料的材料模型。应用分析和基本实验 1)作为分析的初步研究，我们重新审查了过去几年的材料试验和单元实验的结果，验证了刚度计算方法，并根据每个试件的失效模式分类估算了阻力单元。 2）参考上面已经进行的石膏材料试验（压缩试验、剪切试验）的结果，根据弹性刚度估计合适的模型。在材料测试中，通过测量横向应变来测量泊松比是很困难的，因此我们对不同的泊松比进行了多次分析，以估计出一个合理的值。对于板条材料，应用了元素实验中所用材料的特性。 3) 对仅由木板岩制成的测试样本和涂有灰泥的样本进行木-灰泥元素测试样本的分析。对于前一种分析，我们比较了实验、使用指甲剪切刚度的简单估计以及弹性范围内的有限元分析。对于后者，我们根据与仅具有板条的试验样本的差异计算了由于灰泥层、灰泥和板条的互锁而产生的刚度，并将其与使用有限元方法的分析进行比较，并计算了与我们对简单的石膏板进行了如下研究。研究的结果是，尽管关于石膏和板条相互作用的微观机制仍有一些问题尚未解决，但简单石膏板和考虑四个圆周和开放约束的石膏板之间的剪切行为差异显示了板条的区域。