一般社団法人 愛知県木材組合連合会

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平成28年11月

愛知県産材利用の手引き

愛知県産スギ・ヒノキの基準強度及び横架材スパン表

741強度のばらつきと基準強度特性値0Fの算定法

木材は生物材料であり、力学的な主構造である細胞壁の性質も成長の段階や環境に応じて変動します。したがって、無欠点の理想的な小試験体ですらその強度性能はばらつきを有することが知られています。実大材では、さらに髄の位置、未成熟材の含まれる度合い、製材の材長方向と木材繊維の傾斜具合、節の含まれ方など様々な因子が力学性能に影響を与えるために、相応のばらつきを示すことになります。(図 37) ss_20151015185826 そこで、建築物の構造設計には、このような材料強度のばらつきを考慮して、非常に多くの実験データに基づく統計学的に安全な値を用います。具体的には、標準試験体を用いた標準試験により得られた強度分布の75%信頼水準における5%下限値を採用します。これが基準強度特性値0Fで、略して「基準強度」と呼ばれています。
 標準試験については、(公財)日本住宅・木材技術センタ―発行の「構造用木材の強度試験マニュアル」に詳しく掲載されており、Web上で無料入手できます (http://www.howtec.or.jp/kenkyu/m-kyoudosiken.pdf)
本書で取り扱っている実大製材の曲げ試験の場合は、梁せい150mmの試験体を用いて、曲げスパン2700mmとする3等分点4点曲げ試験が標準試験とされています。この標準試験以外の材寸や試験方法を採用した場合には、実験データを適宜補正して、基準強度の解析に用います。 ss_20151015190117 本書で記載している愛知県産スギ・ヒノキ材の基準強度も、この方法に基づき、県産材(N=210本)の実大曲げ試験(図 38)結果から解析したものです。下限値を求める方法は関数法や順位法がありますが、本書では、実験データを基に、母集団の最適分布形を解析して75%信頼水準における95%下側許容限界値を求め、これを5%下限値としました。