大規模木質構造接合部を意図した木材の曲げ・せん断耐力性能評価

大型木结构接缝木材的弯曲和剪切强度性能评估

• 批准号: 22K05769
• 负责人: 北守 顕久
• 金额: $ 2.58万
• 依托单位: Osaka Sangyo University
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
• 财政年份: 2022
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2022-04-01 至 2025-03-31
• 项目状态: 未结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-22K05769/
• 关键词: 木材の強度特性; 切り欠き; せん断強度; 木材強度; せん断; DIC

本研究では、構造物において木材をより適切に使用するための基礎的知見として、耐力性能が実態よりも不当に低減されて評価されている可能性のある、切り欠きを有する部材の曲げ、せん断の強度性状について調査を行い、可能であればより実設計に即した有用な低減の係数を提案し、さらに耐力低下に対する有効な補強方法を提案することを目的としている。その手段として材料実験と合わせて画像相関法による応力分布の評価を行う。研究初年度である2022年においては、特性値や応力分の影響を評価する手法を確立するための検討を行った。切り欠きを持つ木材のせん断強度を対象とし、無欠点スギ材を用いた静的逆対称4点曲げ試験法による評価を行った。せん断面下部に試験体せいに対する比率をパラメータとした切り欠きを設けた試験体について、その表面にランダムドットを塗布した試験体側面からの定点インターバル写真撮影を行いつつ、万能試験機を用いて破壊まで加力を行った。撮影画像をもとに、画像相関法によるひずみ解析を試み、試験体表面のせん断ひずみ分布を計測するとともに、得られた荷重―変形関係から計算される見かけの応力―ひずみ曲線と照らし合わせることで、各部位の応力度を算出を試みた。その過程において、画像解析に用いるための事前処理であるランダムドットの塗布の方法や、写真の撮影手法について、最適な条件を模索する検討を行った。その結果、試験体表面の応力分布をおおむね計測可能であることが明らかとなった。

在本研究中，作为在结构中更适当地使用木材的基础知识，我们将检查具有凹口的构件的弯曲和剪切，其承载性能可能过度低于实际值。本研究的目的是调查强度。并在可能的情况下提出更符合实际设计的有用折减系数，并提出有效的加固方法来应对屈服强度的降低。作为实现这一目标的一种手段，我们将使用图像相关方法结合材料实验来评估应力分布。 2022年，即研究的第一年，我们进行了一项研究，建立评估特征值和压力成分影响的方法。使用无缺陷雪松木材，采用静态反对称四点弯曲试验方法评估有缺口木材的剪切强度。使用万能试验机破坏剪切面底部带有缺口且参数为与试样厚度之比的试样，同时从试样表面涂有随机点的一侧拍摄定点间隔照片力施加到。根据拍摄的图像，我们尝试使用图像相关法进行应变分析，测量样本表面的剪切应变分布，并将其与根据获得的载荷-变形关系计算出的表观应力-应变曲线进行比较。计算每个位置的应力程度。在此过程中，我们研究了应用随机点的方法（用于图像分析的预处理过程）和拍照方法的最佳条件。结果表明，可以粗略地测量试件表面的应力分布。