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新軸組工法システム
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木取り |
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辺材部分の強度を生かすように
左図のような木取りをします。
このような木取りと構造技術から、
４寸×６寸材(12cm×18cm)で
２間(3.64m)スパン（間隔）の床
梁も可能となります。
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構法 |
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| ・ |
軸組は小断面中心で構成することができるような構法としています。
杉中目材利用したシステムとしては、かなり自由度を持った部材配置が可能です。
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| ・ |
「美山木の家」は構造用合板などの面材を合理的に利用することで、高性能を実現しても構造体のコストアップを抑えています。
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| ・ |
施工的には、今まで大工さん達が受け継いできた伝統技術を元に、現代的な住まい造りに適応するように合理化しています。
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構造用材の曲げ性能実験
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美山木の家と同じところでとれた杉材の曲げ性能が試験されています。 （報告：ともいきの杉）
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通常の材料と「抜け節」「死に節」「腐れ」「虫害」のような『見た目不安な材』も含めた強度確認実験を行いました。
強度試験は、打音測定による非破壊検査を70本程度を行い、その中から抜き出した20本程度を用いて、梁に実際に
荷重をかける試験(破壊検査)を行いました。
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非破壊検査 |
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１回目の実験；非破壊検査は、
京都府林業試験場で実施しました。
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打音測定法試験体の木口を
ハンマーで叩き、反対側の木口に
設置されたマイクで集音・記録します。
その音の波長から材料の強度を
推定します。
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樹齢60年生の先端材の打音測定結果
（一般未利用材で丸身をもっている。）
含水率：36％
ヤング係数：72ｔf⁄m²
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樹齢60年生の元材の打音測定結果
（自然乾燥６ヶ月後、乾燥による割れが両側面に発生した。）
含水率：50％
ヤング係数：67ｔf⁄m²
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※ヤング係数：梁のたわみにくさを示す指標で、杉の無等級では「70tf⁄m²」と定められています。 |
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見た目が悪いとされる材でも、3⁄4以上は健全な建築用材とかわらないヤング係数でした。 |
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曲げ試験 |
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強度検証の続きとして、２回目の実験：曲げ破壊検査は、
大阪の岸和田にある、近畿ポリテクカレッジで実施しました。
破壊検査：直接加力
両端で支持した試験体の材長を３等分した点の２箇所に加荷し
破壊するまでの変形量と加重量を計測し、計測結果から強度を求める。
精度は高い。
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実験の様子 |
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樹齢30年生の間伐材の元玉
含水率=16.5%
ヤング係数=58.8tf⁄m²
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最後の破壊状況
材長方向に初期状態から
入っていたひびが成長し、
せん断破壊を起こした。
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際立って割れのひどい材
含水率=12.0%
ヤング係数=65.2tf⁄m²
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実験結果のまとめ |
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節や多少の丸みがある材料でも設計上必要な構造強度はあり、問題とならないことが確認できました。
また、非破壊と破壊検査の測定結果に大差なく非破壊検査結果の値の信頼性の高さも確認できました。
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| JAS機械等級 |
出現率 % |
備考 |
| 非破壊検査 |
破壊検査 |
| E50 |
13.4 |
16.7 |
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| E70 |
47.8 |
50.0 |
≒無等級材の「杉」のヤング係数に該当 |
| E90 |
33.3 |
20.8 |
≒無等級材の「桧」のヤング係数に該当 |
| E110 |
5.8 |
8.3 |
≒無等級材の「米松」のヤング係数に該当 |
| E130 |
0.0 |
4.2 |
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ヤング係数が70tf⁄cm²を大きく下回る材はなかったが、既定に満たない材(E50相当)は、未成熟材が多く含まれる材料に見られました。
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