無垢材で高強度。日本の木造住宅を安心にするカナダ生まれの高性能構造材
カナダツガ E120




カナダツガE120を使うことで、
耐力壁の強度が2割以上も向上することが、
実験によって確かめられました。


木造住宅の耐力壁は、構造によって壁倍率が決められていますが、実際には軸組に使われる樹種が異なることで、耐力壁の強度も異なってくることが、経験的に知られてきました。この樹種による構造強度の違いを実証するため、実物大耐力壁の性能比較実験を(財)ベターリビング筑波建築試験センターに依頼。樹種によって耐力壁の性能に大きな差異が生じることが数値で検証されました。

写真提供:(財)ベターリビング筑波建築試験センター
3つの樹種で、耐力壁の性能を比較。
カナダツガE120は2割以上の性能アップを確認。

通常の木造建築では、地震力や風圧力などの水平力に対する構造計画は耐力壁(水平力に抵抗する壁)の量や配置などを確認して行い、耐力壁の量は壁の種類毎に与えられた壁倍率に耐力壁の有効長を乗じて求めます。壁倍率は基本的に実験結果により設定されていますが、軸組材の樹種による差異までは考慮されていません。しかしながら従来より樹種の違いが、結果的に耐力壁の性能に差異をもたらすことが指摘されていました。
CFLAでは(財)ベターリビング筑波建築試験センターに依頼し、樹種による耐力壁の性能比較試験を実施。その試験結果によるとカナダツガE120を用いた耐力壁は、スギ、スプルース(ホワイトウッド)集成材を用いた耐力壁と比較して20?30%程度も性能が高いことが証明されました。同一プランで建てられた木造住宅でも、カナダツガE120を使用することで、地震や台風に対しすぐれた性能をもつことを示しています。


■耐力壁試験体の軸組図と、各耐力壁の樹種別耐力比

構造用合板を使用した場合

二つ割筋かいを使用した場合

■軸組を構成する樹種による耐力壁の耐力比(スギを1とする)
スギを1として比較すると、カナダツガE120を軸組に採用した耐力壁は、構造用合板を使った場合で18%、筋かいの場合では28%も強度がアップしています。曲げ剛性や釘保持力の差が、耐力壁の強度となって表れています。


ベターリビング(BL)での試験概要

●試験の目的
「在来軸組構法耐力壁の面内せん断性能試験」により、軸組を構成する樹種が耐力壁の面内せん断性能に与える影響について検討するため、二つ割筋かい耐力壁および構造用合板耐力壁について、それぞれスギ、スプルース(ホワイトウッド)集成材、カナダツガE120の基礎資料を得ることを目的とします。

●試験方法
一般に使用されている材料を用いて試験体を構成することを確認するため、軸組材料の密度、含水率およびヤング率をあらかじめ測定し、「木造軸組耐力壁の面内せん断試験方法」に準拠した無戴荷柱脚固定方法で各3体(計18体)を正負3回、繰り返し加力して行いました。

●耐力・剛性評価方法
実験結果より得られた包絡線から、完全弾塑性モデルにより木造壁倍率の認定に係わる評価方法に従い各試験体の正負毎に求めた数値の平均値を耐力壁試験結果(右下表)として示しました。各試験体の終局耐力Puは包絡線とX軸および終局変位Duで囲まれる面積とPuを上底としX軸Duで囲まれた台形の面積が等しくなるように求められます。また構造特性係数Dsは塑性率μ(Du/Dv)から求められ変形能力による地震エネルギー吸収能力に応じた低減係数であり、保有水平耐力の計算に使用されます。

●実験結果の考察
耐力壁試験結果から新しい算出方法に基づいて壁倍率に相当する値を算定。この算定にあたっては、降伏耐力Py、終局耐力Pu×(0.2/Ds)、2/3Pmaxおよび1/120ラジアン時の荷重のバラツキを考慮した各平均値のうち最小値を壁の長さ(m)および1.96(kN/m)(壁倍率1を算定する数値)で除して求めます。上記の方法により算定された耐力をそれぞれスギ材を使用した場合を1.0として比較した結果が左下グラフです。これによると、カナダツガE120を使用すると、合板耐力壁の場合でスプルース集成材およびスギに対して18%、二つ割筋かいの耐力壁の場合はスギに対して28%、スプルース集成材に対しても12%高い数値が得られ、材料の違いが耐力壁の性能に影響を与えること、そしてカナダツガE120がより高い性能を発揮することが証明されました。

材の剛性の目安となる曲げ剛性を表すには、ヤング係数が用いられます。数値が大きいほど曲がりにくく、すぐれた曲げ剛注 : 建築基準法施行令により定められている軸組の種類による壁倍率は、合板耐力壁で2.5、二つ割筋かいの耐力壁で1.5となっています。

■荷重ー変位曲線(筋かい耐力壁、2体目)

■耐力壁試験結果