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鉄骨フレームとスギ板によるHybrid構法の提案   ~木材の需要拡大を目指して~                        平成24年10月27日               建築構法研究室 09N1093 谷田洋輔
研究背景・目的
研究背景                                                   日本の森林状況(万㎥)                                                        ...
研究目的             木材を使う             スギの使                                 用  非木造で建てられている箇所を木造で作る  Hybrid構法  鉄骨造において、表面積の多い壁、...
鉄骨フレーム+スギ板Hybrid構法の設計
Hybrid構法の設計          設計構成               鉄骨フレーム+スギ板Hybrid構法の設計          ・モデルプラン(平面図、断面図、フレーム図)          ・各性能の考え方、計算方法      ...
Hybrid構法の設計                             モデルプラン(準耐火構造:外壁耐火)ALCパ                                                         ネル ...
Hybrid構法の設計                    壁の設計               スギ板50mm厚_木ダボ接合              木ダボ(カシ)_d=24mm_L=240mm                      ...
Hybrid構法の設計              間仕切り                         壁                             断熱材_ウッドファイバー_75mm外壁材_ALCパネル(外壁耐火)_100m...
Hybrid構法の設計          コー                     ナー                          挟み込みだと部材数が多くなる       外壁コーナー(挟み込み) 1 /             ...
Hybrid構法の設計             壁の設計:せん断耐力                               モデルプラン                               「木ダボ カシφ24mm 、母材スギ、 ...
Hybrid構法の設計                                            壁:せん断剛性                                  3600                  1800...
Hybrid構法の設計           壁:せん断剛性                                      3600                      1800                         ...
Hybrid構法の設計     壁:せん断剛性       ブレース置         換                                                δ =4. 5                      ...
Hybrid構法の設計      柱の断面比較    向かい合っているハット形鋼はスギ板を介し、ボル    トによって一体化させる(多少のズレは生じる)    断面二次モーメントが大きくなり、強度が上がる    断面二次モーメント I は、部材...
Hybrid構法の設計               床の設計                342. 5                  75. 5                          10                   ...
Hybrid構法の設計   床の設計                1階床+基礎断面図 1 / 15
結論・今後の展望
Hybrid構法の設計   結論・今後の展望    ・向かい合うハット形鋼柱の間にスギ板を挟むことで、板壁が形成    される     だけでなく、ヒートブリッジを軽減したり、総合的な柱の断面二    次モーメン    ・木ダボによって板壁には...
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卒論Ppt tanidayousuke

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卒論Ppt tanidayousuke

  1. 1. 鉄骨フレームとスギ板によるHybrid構法の提案 ~木材の需要拡大を目指して~ 平成24年10月27日 建築構法研究室 09N1093 谷田洋輔
  2. 2. 研究背景・目的
  3. 3. 研究背景 日本の森林状況(万㎥) (%)12,000 100 90 木材自給率は急上昇10,000 80 But... 木材自給率 70 国産材需要量の変化少なめ 8,000 外材 60 6,000 50 国産材、外材ともに需要が少ない 40 4,000 30 木材全体の需要が少なくなってい る 国産材 20 2,000 今の状況が継続されてしまうと 10 今後も減少が予想されている 森林崩壊の危機 0 0 昭和30 40 50 60 7 17 23 (年) 『日本の木材需要量と木材自給率の推移』 (億㎥) 50 45 木材を使うことが 40 天然林蓄積 求められている 人工林蓄積 35 森林蓄積量は年々増加 30 25 人工林は過去40年間で4.7倍 20 15 10 5 スギ人工林は人工林全体の45% 0 昭和41 51 61 平成7 14 19 (年) 『日本の森林蓄積量の推移』
  4. 4. 研究目的 木材を使う スギの使 用 非木造で建てられている箇所を木造で作る Hybrid構法 鉄骨造において、表面積の多い壁、床といった面部に、スギ板を使 用したHybrid構法のモデルプランを提案・設計し、木材利用の有効 性を示す。 国産材需要の拡大を狙う
  5. 5. 鉄骨フレーム+スギ板Hybrid構法の設計
  6. 6. Hybrid構法の設計 設計構成 鉄骨フレーム+スギ板Hybrid構法の設計 ・モデルプラン(平面図、断面図、フレーム図) ・各性能の考え方、計算方法 壁の設計 床の設計 屋根の設計 ・構成の説明 ・構成の説明 ・構成の説明 ・断熱性能の計算 ・断熱性能の計算 ・断熱性能の計算 ・遮音性能の計算 ・たわみ量の計算 ・せん断耐力の計算 ・自重の比較 ・せん断剛性の計算 ・柱の断面比較
  7. 7. Hybrid構法の設計 モデルプラン(準耐火構造:外壁耐火)ALCパ ネル 5400 5400 1800 1800 1800 2700 2700 1800 1800 1800 400 1800 リビングダイニング 1800 3000 r oom1 r oom2 C =2924 H 室内に“木あらわし”ができる 1800 760410800 WC . . エントランス 1800 3000 C =2800 H 1800 ドレッシングルーム 550 1800 バスルーム 780 Model 1F_Plan 1/75 Model Section 1/60
  8. 8. Hybrid構法の設計 壁の設計 スギ板50mm厚_木ダボ接合 木ダボ(カシ)_d=24mm_L=240mm 準耐火構造(外壁耐火)_モデル:ALCパネル100mm厚 石膏ボード12.5mm厚 間に挟むスギ板がヒートブリッジを軽減さ せる 六角ボルトM-12 ハット形鋼3.2mm厚 今後の課題:縁キョリ
  9. 9. Hybrid構法の設計 間仕切り 壁 断熱材_ウッドファイバー_75mm外壁材_ALCパネル(外壁耐火)_100mm 角パイプ75mm×75mm_4mm厚 スギ板30mm厚 間仕切り壁平面 1 / 10 ハット形鋼とフラットバー(50mm×4.5mm)をすみ肉溶接 間仕切り壁接合詳細 1 / 3
  10. 10. Hybrid構法の設計 コー ナー 挟み込みだと部材数が多くなる 外壁コーナー(挟み込み) 1 / 外壁コーナー(落とし込み) 8 1/8
  11. 11. Hybrid構法の設計 壁の設計:せん断耐力 モデルプラン 「木ダボ カシφ24mm 、母材スギ、 L1=L2=120mm 」 降伏モード(7)の木ダボ繊維方向の クラックによるせん断降伏が起こる 構造用合板に用いられる釘(CN50)の1面せん断降伏耐力 P P L1 L1 L2 L2 P P 木ダボの耐力は比較的大きい
  12. 12. Hybrid構法の設計 壁:せん断剛性 3600 1800 1800 514. 2 514. 210KN 3000 【壁体のせん断剛性】 木ダボが6本の場合(剛性) : 2.86×6 = 17.16(KN / mm) 木ダボが6本の場合(変位) : 0.583mm P P 木ダボが7本の場合(剛性) : 2.86×7 = 20.02(KN / mm) K1 木ダボが7本の場合(変位) : 0.500mm P P K2 P P 壁全体での変位 : 4.832mm 壁全体でのせん断剛性 : 2.07(KN / mm)
  13. 13. Hybrid構法の設計 壁:せん断剛性 3600 1800 1800 514. 2 514. 2 3000 10KN ( 0. 500 , 4. 832 ) ( 0. 583 , 4. 332 ) ( 0. 500 , 3. 749 ) ( 0. 583 , 3. 249 ) ( 0. 500 , 2. 666 ) ( 0. 583 , 2. 166 ) ( 0. 500 , 1. 583 ) ( 0. 583 , 1. 083 ) ( 0. 500 , 0. 500 ) ( 0. 000 , 0. 000 ) ( 各層の変位[ m ] , 累計値[ m ] m m )
  14. 14. Hybrid構法の設計 壁:せん断剛性 ブレース置 換 δ =4. 5 636. 832板壁のせん断剛性と等価な軸剛性をもつ、 θブレースへと置換 1 6. Δ L 9. 5 468 51 3000 θ 3600
  15. 15. Hybrid構法の設計 柱の断面比較 向かい合っているハット形鋼はスギ板を介し、ボル トによって一体化させる(多少のズレは生じる) 断面二次モーメントが大きくなり、強度が上がる 断面二次モーメント I は、部材間のズレを考慮 し、低減率を0,7とすると、( ただし、t = 3.2mm ) よって、この柱は上記のH鋼の中間程度の能力をもっている。
  16. 16. Hybrid構法の設計 床の設計 342. 5 75. 5 10 ボルト M10 スギ板 30m × 3 m 100 90 50 30 200 90 76. 9 300 ハイテンションボルト M16 2階床断面図 1 / 15
  17. 17. Hybrid構法の設計 床の設計 1階床+基礎断面図 1 / 15
  18. 18. 結論・今後の展望
  19. 19. Hybrid構法の設計 結論・今後の展望 ・向かい合うハット形鋼柱の間にスギ板を挟むことで、板壁が形成 される だけでなく、ヒートブリッジを軽減したり、総合的な柱の断面二 次モーメン ・木ダボによって板壁にはある程度のせん断耐力、せん断剛性を確 トを高めることができた。 保で きることが計算上分かった。 柱、梁を含めた、構造体全体としての挙動がどうなって いくのか検討が必要。 ・安全性を確かめるためには計算だけでは不十分であり、実験が必 要。 未解決な部分は多々あるが、本研究の目的である、鉄骨造に木材(スギ 板)を使う有効性を少しは示せたと言える。
  20. 20. ご清聴ありがとうございました。

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