｢パネル化したOSB耐力壁による在来軸組工法住宅の可動的応答実験｣
農林水産省森林総合研究所 構造性能研究室 研究担当 農学博士 神谷文夫 杉本健一 三井信宏 伊藤建友株式会社
1.目的
本研究は、当所が民間との共同で実施している一連の可動的応答実験の一である。
今回はOSBでパネル化した耐力壁を用い、軸組の接合部を強固な金物で構成した住宅について、神戸海洋、NS、1995に対する応答を調べた。
本研究の目的は 耐震性の評価を行うこと、及び、総合的な耐震設計法のための基礎資料を整備することであり、構法間の優劣を比較することではない。
2.建物の概要
伊藤建友株式会社による総2階建てで、多度津Ａ棟と同じ間取り。
土台・大引きはカラマツ、柱・梁・胴差しはホワイトウッド集成材、パネル枠材はS-P-F。瓦は和風セメント瓦。
地震力に対する壁量充足率は１階1.56倍、2階2.45倍。外壁は厚さ905、3×9のOSBを釘打ちしたパネルで、
柱（＠3.640）と横架材の間に建物の内側からはめ込む。つまり、OSBは外壁内側に張られる方式で出来上がりは大壁仕様となる。
外壁外側はパネル縦枠と柱に幅455のサイディングボードを横張り（長さ40のビスで、縦枠・柱に２本）
壁紙仕上げのため、一室 のみOSBの上に石膏ボードを重ね張り（仕様は間仕切り壁と同じ）、建具はなし。
間仕切壁は、片面が外壁と同じOSB張り、片面が厚さ12、3×8の石膏ボードを直張り（長さ32のビス、200）
石膏ボードは、上下端が横臥材に届いていないので非耐力壁である。
接合部は和風の継手・ではなく金物を使用。建物４隅の柱と外壁の中間部の柱は土台に対して「勝ち」になっている。
これらの柱は2階床位 置で継手を設け、胴差しとともに金物で接合。ホールダウンは使用せず。
床・屋根には合板を張るも、本実験の加力方法では水平構面は対象外である。
3.試験方法
反力床上にＨ形鋼を置き、基礎とする。
2階床レベルと軒レベルにH形鋼とロッドで 「はちまき」をして、アクチュエータと結ぶ。
建物の質量は、A棟の実測値から屋根 92ton、2階床レベル 9.1ton、減衰定数は5％を仮定。
施工しない天井等の材料に 相当する重量と60／立法メートルの積載荷重相当を砂袋で載荷。
実験は仕様を変えて3回行う。 （フェーズ1，2，3）
4.実験結果
損傷と変位・荷重応答
フェーズ１では、１階の壁の石膏ボードのビス止め周辺部と開口部近辺に局部的な亀裂を生じた。
最大変位は、軒で５４.５?（１／１０７rad）２階床で４０.５?（１／７１rad）で、Ａ棟の約５０％
ただし、土台・基礎間の滑りが約５?含まれている。実験後の残留変形はなし。
最大応答荷重は、軒１０.９２tonf、２階床１０.７８tonfで総せん断力は２１.７０tonfであった。
１／１２０rad変形時の１階せん断力は１７.０７tonfで、
これは 耐震基準 （必要壁量１７.４９ｍ×１３０kgf×１.５倍＝３.４１ton）の５.０倍に当たる。
一階の外壁の腰壁・垂壁を除去したフェーズ２では、一階の最大応答変位 は約２.４倍になった。
１，２階とも加力方向のＯＳＢを剥がし、代わりに石膏ボードを張ったフェーズ３の一階の最大応答変位 は、
１６１.６?（１／１８rad）で、石膏ボードが脱落し、サイディングボードが欠け、残留変位 が１０〜２０?残った。
しかし、基準法上壁量がゼロの状態で、この程度の損傷であることは注目に値する。
柱の浮き沈み 柱の浮き上がりは、隅柱、開口部脇の管柱、間仕切壁の中央よりで大きく、最大は５.４?
（フェーズ１）１１.０?（同２）６.２?（同３）また、直交壁が片側にしかついていない隅柱は両側についている間仕切壁線の端部の柱より大きい。
各壁線のせん断力 ＯＳＢのＧ＝１４０００kgf／ｃｍ２、石膏ボードＧ＝１３０００kgf／ｃｍ2として、せん断歪から せん断応力を求めた。
以下にフェーズ１の結果 のみ記す。
各壁線のせん断応力を比較すると、壁量は外壁と同じだが腰壁・垂壁がない間仕切壁は外壁の３８％とかなり小さい。
また、間仕切りの壁の合板と石膏ボード（ともに無開口部分の長さは同じ）の応力を比較すると、合板は石膏ボードの約６０％であった。
5.まとめ
本建築の１／１２０時の耐力は、基準（必要壁量 ｍ×１３０kgf×１.５）の５倍で、
神戸海洋に対する最大応答変位 は、一階で４０.５?（１／７１rad）であり、損傷は石膏ボード等の局部的な亀裂であった。
サイディングと非耐力壁仕様の石膏ボードだけで、基準法上壁量 がゼロとなったフェーズ３の最大応答変位は１階で１６１.６?（１／１８rad）、
残留変位 は１０〜２０?で、倒壊しなかった。接合金物がしっかりしていることが耐力上寄与していると推定される。
(備考)本研究は伊藤建友株式会社と森林総研との交流共同研究によった。
