接合部の剛性2015年04月21日

今日は少々専門的な内容で、私のおさらい用です。

木造フレームを構造設計する際、断面や接合部は、応力解析ソフトを使用して値を確定させていきますが、その支点設定は「ピン」とする事が多いです。
木と言えばまずピン。基本です。

でも、実際の接合部は純粋なピン接合(回転自由・変異拘束)とみなすことはできず、
接合部の変位が支配的になるケースがほとんどです。

では実情に近い解析モデルというのはというと、部材端部に「軸方向バネ」を加えるモデルです。
ピンのモデルと比較すると、フレーム変位量が3倍近く異なることもあるようです。

バネの設定にするには、バネ定数(剛性係数)を求める必要があり、求め方は「実験・理論・解析」などの方法があります。
実験値との比較をする場合は理論式から求めますが、そこでもう一つ考慮しないといけないのが、「初期変形」です。

ボルトやドリフトピンなど、先穴を開けて留める方法の場合、完全に密着する事はできないので、そこで僅かなスリップが起きると考え、その差を考慮して係数を補正する必要があるのです。
修正する前後では、値が3倍近く変わることもあるので、こちらも非常に大きなポイントです。

ややこしいですよね。
しかし、さらにややこしいのは、こうした内容や式などが一冊の本にまとまっていないことです。
「木質構造設計基準・同解説」
「木質構造基礎理論」
「木質構造接合部設計事例集」
「木質構造接合部設計マニュアル」
これらの本を必死でめくり、最終的に理解している人のアドバイスでやっとたどり着きました。

他の構造に比べても材料&接合形式種類の多い木造。
本当に一筋縄でいかない。
でも、本当の木造建築の普及というのは、後続の人が順次入って行ける体制が必要と思います。
「やりたい」と思う人が入って行ける世界になること。

私自身、材料の視点からこの世界に入り、構造設計についてはほぼ独学です。
よくまあここまで来れたと思いながらも、「まだこんな所・・」
私がクリアした頃に攻略本ができるかな・・?