优れた耐震性と大スパンを実现する「プレストレスト木质构造」を开発

―环境に优しい木质部材とプレストレス技术の融合―

2018年08月07日

三井住友建設株式会社（東京都中央区佃二丁目1番6号　社長新井英雄）は、木質構造建筑物における梁にPC鋼材を組み込み、プレストレス(※1) を導入して柱に接合する新たな工法「プレストレスト木質構造」を開発しました。本工法の適用によって、優れた耐震性を有し、単一の木質部材で従来よりも解放的な大空間や大きな開口を実現し、自由な間取りが可能になります。

(※1)
プレストレス：ピアノ线などの笔颁钢材を用いて部材にあらかじめ导入する圧缩力。
大スパン鉄筋コンクリート構造の建筑物や長大コンクリート橋などに多用されている。

【プレストレスト木质构造の工法イメージ】

■ 開発の経緯

地球環境への配慮から木材資源の活用が注目され、木質構造の適用範囲を中大規模建筑物へ拡大することが期待されています。オフィスや商業施設などでは、大スパンによる大空間?大開口が求められ、木質部材をトラス構造や鉄骨との混合?合成構造として対応することが一般的です。当社では、橋梁分野で培ってきたプレストレス技術を木質部材に応用し、単一の木質部材であっても8mを超える大スパンを実現する「プレストレスト木質構造」の開発に取り組みました。

■ 本工法の特徴

一般的に、木质部材は繊维直角方向の圧缩力に弱いため、その方向にプレストレスを导入すると梁部材が柱部材にめり込み、耐力の低下や地震后の残留変形を生じることが悬念されます。

そこで、本工法ではめり込みの损伤防止やより大きなプレストレス导入のために、柱梁接合部に鉄筋コンクリート（搁颁）造を採用しました。

笔颁钢材を搁颁造の柱梁接合部にも贯通させて紧张することにより梁が柱に圧着し、大地震による変形时にも笔颁钢材がフレームの変形を元の位置に戻す力を発挥するため、「地震时の復元机能」と「接合部耐力の向上」を同时に付与することができます。

構造実験の結果、本工法は層間変形角(※2) の1/10程度まで最大耐力を保持し、地震後にほとんど残留変形のない優れた復元機能を有することを確認しました。また、集成材、LVL（単板積層材）の長期軸方向荷重下におけるクリープ特性を確認するための実験を並行して実施し、木質部材にプレストレスを導入した際の長期的な緊張力の変化についても性能を検証しています。

(※2)
层间変形角：阶高に対する水平変形量の比率。水平変形量÷阶高