JP5399977B2

JP5399977B2 - 集成材強度測定方法

Info

Publication number: JP5399977B2
Application number: JP2010116051A
Authority: JP
Inventors: 公司三浦; 誠秀梶谷; 富士男前田
Original assignee: 内外工業株式会社; 株式会社トータル・ビルダーズ・システム; 株式会社エーティーエー
Priority date: 2010-05-20
Filing date: 2010-05-20
Publication date: 2014-01-29
Anticipated expiration: 2030-05-20
Also published as: JP2011242320A

Description

本発明は、建築材料などとして使用される集成材の強度を測定する方法に関するものである。

図１乃至図３を参照して説明する。従来から、建築材料などとして使用される無垢材（木材）２０の強度を、その無垢材２０の木口２０ａをハンマー２１で叩き、その際に発生する音の周波数を測定し、その測定値と無垢材２０の重量や寸法などによってヤング率を算出して測定する方法がある（木口打音方式）。また、無垢材２０を実際に曲げて、その反力や撓み量を測定することによって、強度を測定する方法もある（曲げ方式）。

近年、こうした無垢材２０に代えて、経済性などの理由から、複数のラミナー（板材）１１を積層して形成した集成材１０が建物の柱や梁として多く使用されるようになっている。また、集成材１０を構成するラミナー１１には、短い板をフィンガージョイントして長い板（ラミナー）としたものも使用されている。

こうした複数のラミナー１１によって形成された集成材１０の強度は、これまで、各ラミナー１１の強度を上記した木口打音方式や曲げ方式で測定し、それに基づいて算出していた。すなわち、集成材１０の日本農林規格が規定する強度を得るために、各ラミナー１１の強度を測定し、その強度を確保するに必要なラミナー１１を組合わせていた。

なお、ラミナー１１の組合わせには、同一等級（同一強度）のものを組合わせた同一等級構成集成材（図２参照）と、異等級（異なる強度）のものを組合わせた異等級構成集成材（図３）の二通りがある。なお、図中のＬを頭とする数字（Ｌ−１０５等）は各ラミナー１１の強度を示す。

しかし、こうした集成材１０の強度を、木口打音方式で測定し、その測定値に基づいて算出する従来の方法では、正確な強度を測定することができないとされてきた。

これは、木口打音方式が木口を打撃する方法であり、集成材１０ではその木口１０ｅが複数のラミナー１１の木口１１ｅで形成され、また、各ラミナー１１の木口１１ｅ間には接着剤１２が存在しているため、集成材１０の木口１０ｅがその接着剤１２によって分離した状態にある。従って、例えば、集成材１０の木口１０ｅの中間部分に位置するラミナー１１の木口１１ｅを打撃した場合（打撃は、集成材１０の木口１０ａの全体ではなく、その一部分に対して行われる）、その振動が接着材１２によって遮られ、集成材１０の全体に円滑に伝わらないからであると考えられる。

なお、従来の曲げ方式によって集成材１０の強度を測定するのは可能と思われるが、集成材１０を実際に曲げる必要があるために、手数が掛かり生産性が悪いので好ましくないと考える。

本発明はこうした問題に鑑み創案されたもので、集成材の強度を正確かつ容易に測定することのできる方法を提供することを課題とする。

図２乃至図５を参照して説明する。請求項１に記載の集成材強度測定方法は、複数のラミナー１１を接着剤１２で接着し積層して構成した集成材１０の強度をヤング率によって測定する方法である。

この測定方法は、前記集成材１０の左右長手方向の中心から左右等距離の地点を支点７として下方から支持し、前記中心を打撃機５で打撃して、その打撃によるたわみ振動の振動数を、集成材下面を打撃するときには集成材上面に設置された振動検出器６で，また集成材上面を打撃するときには集成材下面に設置された振動検出器で測定し、前記振動数と、前記集成材１０の重量および寸法に基づいてヤング率を算出し、そのヤング率によって前記集成材１０の強度を測定するものである。

請求項２に記載の集成材強度測定方法は、強度の異なる複数のラミナー１１を接着剤１２で接着し積層して構成した異等級集成材１０ａの強度をヤング率によって測定する方法である。

この測定方法は、前記異等級集成材１０ａの左右長手方向の中心から左右等距離の地点を支点７として下方から支持し、前記中心を打撃機５で打撃して、その打撃によるたわみ振動の振動数を、集成材下面を打撃するときには集成材上面に設置された振動検出器６で，また集成材上面を打撃するときには集成材下面に設置された振動検出器で測定し、前記振動数と、前記異等級集成材１０ａの重量および寸法に基づいてヤング率を算出し、そのヤング率によって前記異等級集成材１０ａの強度を測定するものである。

請求項１に記載の集成材強度測定方法は、集成材１０の左右長手方向の中心から左右等距離の地点を支点７として下方から支持した状態で、前記中心を打撃機５で打撃し、その打撃によるたわみ振動の振動数を測定するので、集成材１０の強度を正確に測定することができる。

これは、集成材１０の左右長手方向の中心を打撃するものであり、その打撃を受けるラミナー１１の下面や上面は、集成材１０の木口１０ｅとは異なり、接着材の存在によって分離した状態にはない。従って、打撃による衝撃が集成材１０の全体に円滑に達するからであると考えられる。

また、この測定方法は、集成材１０を構成する各ラミナー１１の強度を測定する必要がないので、手数が掛からず、容易にその強度を測定することができる。

請求項２に記載の集成材強度測定方法は、請求項１に記載の発明と同様の効果を発揮する。また、この測定方法では、強度の異なる複数のラミナー１１で構成される異等級集成材１０ａの強度を正確に測定することができる。

無垢材を示す斜視図である。同一等級集成材を示す斜視図である。異等級集成材を示す斜視図である。本発明の実施形態に係る測定方法を示す側面図である。本発明の実施形態に係る測定方法を示すフローチャートである。

本発明に係る集成材強度測定方法の実施形態を、図２乃至図５に示す。これは、強度の異なる複数のラミナー１１を接着剤１２で接着して積層した異等級集成材（異等級構成集成材）１０ａの強度をヤング率によって測定する方法である。

この測定方法では、まず、異等級集成材１０ａの左右長手方向の中心から左右等距離の２地点を支点７とし、その支点７を支持台８によって下方から支持する。次に、左右長手方向の中心の下面を打撃機５で打撃して、その打撃によるたわみ振動の振動数を振動検出器（加速度センサー）６で測定する。なお、打撃機５による打撃は、異等級集成材１０ａの上面でも良い。また、振動検出器６は異等級集成材１０ａの下面に設置しても良い。

そして、測定した振動数と、異等級集成材１０ａの重量および寸法に基づいてヤング率を算出し、そのヤング率によって異等級集成材１０ａの強度を割り出す。

以下、この測定方法を、図５を参照して、より詳細に説明する。まず、上位コンピューター１から通信用プロセッサー２に、重量測定指令信号、打撃指令信号、および予め取得した異等級集成材１０ａの寸法を送信する。これにより、通信用プロセッサー２から計測用プロセッサー３に、重量測定、打撃開始、および振動検出の測定開始信号が送信される。

次に、この測定開始信号によって、異等級集成材１０ａの重量が計量器４によって測定された後、その下面が２点で支持された状態で、打撃機５によって打撃される。続いて、この打撃によって生じるたわみ振動の振動数を、加速度センサー（振動検出器）６によって測定する。

そして、計測用プロセッサー３によって、異等級集成材１０ａの重量、寸法およびたわみ振動数に基づいてヤング率を算出し、そのヤング率を上位コンピューター１に送信することで、この異等級集成材１０ａの強度を把握することができる。

なお、通信用プロセッサー２は操作・表示用表示器２ａを備え、計測用プロセッサー３も操作・表示用表示器３ａを備えている。また、計量器４は増幅器４ａを備え、打撃機５はインターフェイス５ａを備え、さらに、加速度センサー増幅器６ａを備えており、これらによって正確な測定を促進している。なお、各機器はランで接続している。

こうした本実施形態に係る集成材強度測定方法は、異等級集成材１０ａの左右長手方向の中心から左右等距離の地点を下方から支持した状態で、中心を打撃機５で打撃してたわみ振動数を測定するものであるため、異等級集成材１０ａの強度を正確に測定することができる。

また、この測定方法は、異等級集成材１０ａを構成する各ラミナー１１の強度を測定する必要がないので、手数が掛からず、容易にその強度を測定することができる。

なお、本実施形態に係る集成材強度測定方法では、強度の異なる複数のラミナー１１で構成される異等級集成材１０ａの強度を正確に測定することができるが、同一強度を備える複数のラミナー１１を積層して構成した同一等級集成材（同一等級構成集成材）の強度も、同様に正確に測定することができる。

１上位コンピューター
２通信用プロセッサー
２ａ通信用プロセッサーの操作・表示用表示器
３計測用プロセッサー
３ａ計測用プロセッサーの操作・表示用表示器
４計量器
４ａ計量器用増幅器
５打撃機
５ａ打撃機用インターフェイス
６加速度センサー
６ａ加速度センサー用増幅器
７支点
８支持台
１０集成材
１０ａ異等級集成材
１０ｅ集成材の木口
１１ラミナー
１１ｅラミナーの木口
１２接着剤
２０無垢材
２０ａ無垢材の木口
２１ハンマー

Claims

複数のラミナー（１１）を接着剤（１２）で接着し積層して構成した集成材（１０）の強度をヤング率によって測定する方法であって、前記集成材の左右長手方向の中心から左右等距離の地点を支点（７）として下方から支持し、前記中心を打撃機（５）で打撃して，その打撃によるたわみ振動の振動数を、集成材下面を打撃するときには集成材上面に設置された振動検出器（６）で，また集成材上面を打撃するときには集成材下面に設置された振動検出器で測定し、前記振動数と，前記集成材の重量および寸法に基づいてヤング率を算出し，そのヤング率によって前記集成材の強度を測定することを特徴とする集成材強度測定方法。
強度の異なる複数のラミナー（１１）を接着剤（１２）で接着し積層して構成した異等級集成材（１０ａ）の強度をヤング率によって測定する方法であって、前記異等級集成材の左右長手方向の中心から左右等距離の地点を支点（７）として下方から支持し、前記中心を打撃機（５）で打撃して，その打撃によるたわみ振動の振動数を、集成材下面を打撃するときには集成材上面に設置された振動検出器（６）で，また集成材上面を打撃するときには集成材下面に設置された振動検出器で測定し、前記振動数と，前記異等級集成材の重量および寸法に基づいてヤング率を算出し，そのヤング率によって前記異等級集成材の強度を測定することを特徴とする集成材強度測定方法。