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― 構造体には変形に強いドライ・ビームを推薦します ―
 クリープ
 変形挙動試験
 (木材の水分と変形の関係)   信州大学 農学部 教授 武田孝志
試験体写真
  
昔から化粧柱や造作材に乾燥材を使用するのは、常識でした。しかし今日構造部材においても乾燥材の必要性が叫ばれるようになってきました。これは、現在のように工期に厳しい制約があると、かつてのように軸組みを組んだ後に徐々に各部材を乾燥させるということが困難になってきているということが大きな要因です。住宅の横架材(梁や桁など)に未乾燥材を使用した場合、クリープたわみに加え、梁背の乾燥収縮によって床面にひずみを生ずることがあります。
このような軸組構造体のクリープ変形挙動における乾燥材と未乾燥材の差異を明らかにするため、信州大学農学部において実際に試験体を設置して平成6年から9年にかけて試験を行いました。この試験の目的は、木造住宅に使用される梁を対象として、人工乾燥材と未乾燥材の比較を行うことにより木材と水との関係を探ることです。

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試験方法
材サイズ
(幅×梁成×長さ)105×240×4000mm
試験材
・ドライ・ビーム  ・未乾燥材
負荷荷重
 956kg


試験結果 (収縮寸法/たわみ)
乾燥による収縮寸法
(ドライ・ビームVS未乾燥材)



長期継続荷重によるたわみ
(ドライ・ビームVS未乾燥材)

この試験結果から言えるのは、工期に制約のある場合、乾燥材を使うほうが望ましいと
いうことです。
実際には軸組みが完成した直後からこの試験で用いたような大きな荷重が梁にかかるこ
とはありませんが、乾燥材と未乾燥材のクリープ変形挙動が大きく異なること及び未乾燥
材は乾燥材と比較して梁背の収縮量が大きいことから、未乾燥材のほうが乾燥材より床
面のゆがみなどが生じる可能性が高いと考えられます。したがって施工面では工期に制
約のある場合は乾燥材を使うほうが望ましいということになります。
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― 死節・抜け節が存在するドライ・ビームの曲げ強度を検証 ―
死節・抜け節が存在するドライ・ビームの曲げ強度を検証するために、 広島県立林業技術センターにて実大材強度試験(曲げ)を実施しています。 節には生き節と死節があり、生きている(葉がついている)枝が幹に巻込まれたものを 生き節、枯れた枝が巻込まれたものを死節といいます。死節は、枯れた枝の樹皮が幹との間に 挟まって分断されているため、抜け節にもなり易いのです。但し、強度面から見れば、生き節 と死節・抜け節との間に差はありません。日本農林規格(JAS)の解説書には、「抜け節、 腐れ節、死節、材面の欠け及び穴も生き節と同じ扱いで節に含まれる」と記載されています。
当社見解

木造軸組住宅に使用される木材の断面寸法は、基準強度ではなく長期許容応力度を基にして決められています。工業材料と違い、自然素材である木材の品質にはある程度のバラつきがあるため、木材の長期許容応力度は基準強度の1.1/3に規程されています。つまり、最初の段階で約3倍の安全率を乗じて構造の安全を確保しているという訳です。
以下の試験結果でもお分かりのように、死節・抜け節の強度数値は平均値・最小値ともに基準強度を上回っており、長期許容応力度に対しては十分すぎる強度数値となっています。さらに構造材としての強度を厳格に定めた当社製品規格を合格した当社商品につきましては、安心してお薦めできるものです。

試験方法
材サイズ
(幅×梁成×長さ)105×105×2000mm
試験材
死節・抜け節が存在するドライ・ビーム規格外の材を20本選別した。
荷重方法
『構造用木材の強度試験方法』(財団法人 日本住宅・木材技術センター報告書)に従い、以下の条件で試験材が破壊するまで荷重を加えた。
荷重条件
下部支点間スパン189cm
上部支点間スパン63cm

 試験結果 (試験材No./曲げ強度/画像)
▼詳しい試験結果は画像をクリックしてください。    詳しい試験結果を全て表示


No.1
46.3N/mu
No.2
34.6N/mu
No.3
39.9N/mu
No.4
42.2N/mu
No.5
59.8N/mu
No.6
53.4N/mu
No.7
52.7N/mu
No.8
38.5N/mu
No.9
62.9N/mu
No.10
50.1N/mu
No.11
44.3N/mu
No.12
64.3N/mu
No.13
62.1N/mu
No.14
40.7N/mu
No.15
39.3N/mu
No.16
33.8N/mu
No.17
42.7N/mu
No.18
54.8N/mu
No.19
47.0N/mu
No.20
59.5N/mu

平均値
(N/mu)
最小値
(N/mu)
最大値
(N/mu)
48.4 33.8 64.3

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表面割れは乾いた木材(乾燥材)の証明です。強度性能に影響ありません。水分をたっぷり含んだ木材(生材)には表面割れがありません。木材は乾いていく過程で、繊維方向による寸法収縮率が異なるために割れが発生しますが、木材は乾燥することで耐朽性と強度が高くなります。

日本農林規格(JAS)
表面割れは基本的に強度(曲げ、圧縮、引張)に影響がありません。そのため『針葉樹の構造用製材の日本農林規格』では、割れに関する制限は貫通割れのみが対象となり、表面割れは項目から除外されています。

構造材の干割れを力学的性質
宮崎県工業試験場・荒武氏の「構造材の干割れと力学的性質」によると、干割れは曲げ強さ及びヤング係数(たわみ)には影響せず、むしろ乾燥する過程で干割れを生じ易い材のほうが強度的に優れている可能性があると報告されています。

(木材工業 Vol.51,No.11,1996/『構造材の干割れと力学的性質』より)

試験結果 (※試験材:ドライ・ビーム105×180×4000mm)
下記測定値グラフからも分かるように、表面割れによる強度低下は認められませんでした。平均曲げ強度においては、割れなし材を上回る測定結果となりました。


  平均曲げ強度(N/mu) 本数
表面割れ材 55.95 30
割れなし材 41.02 30

[参考基準] 基準強度※
基準強度(建築基準法施工例 第89条第2項)
樹種 区分 等級 強度基準
曲げ(N/mu)
べいまつ 目視等級区分 甲種2級 22.8

※無欠点小試験体の強度試験結果に基づいた統計的下限値のことです。
樹種別・等級別に基準強度値が定められています。
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