JIS Z 2101:2009 木材の試験方法 | ページ 8

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Z 2101 : 2009

15.6 結果の計算及び表示

  曲げ試験の測定結果の計算方法及び表示は,次による。
a) 木材の曲げ強さ (σb)は,次の式によって計算する。
                          b  Pml
                             4Z
                      ここに,     σb :  曲げ強さ (MPa)
                                  Pm :  最大荷重 (N)
                                    l :  支点間距離 (mm)
                                                     3a
                                   Z :  断面係数 Z       (mm3)
                                                     6
      たわみを測定した場合は,木材の曲げ比例限度応力 (σbp),及び見掛けの曲げヤング係数 (Eb-ap) は,
    次の式によって計算する。
                          bp   Ppl
                               4Z
                                Pl3
                         Ebap
                               48I y
                      ここに,    σbp :  曲げ比例限度応力 (MPa)
                                 Eb-ap :  見掛けの曲げヤング係数 (GPa)
                                   Pp :  比例限度荷重 (N)
                                    l :  支点間距離 (mm)
                                                    3a
                                   Z :  断面係数 Z       (mm3)
                                                     6
                                                              4a
                                    I :  断面2次モーメント I      (mm4)
                                                              12
                                  ΔP :  比例限度領域における上限荷重と下限荷重との差 (N)
                                  Δy :  ΔPに対応するスパン中央のたわみ (mm)
      結果は,曲げ強さ,曲げ比例限度応力については1MPaまで,見掛けの曲げヤング係数については
    0.1 GPaまで表示する。
b) 曲げ強さ及び曲げ比例限度応力の平均値は,1 MPa,見掛けの曲げヤング係数については0.1 GPaまで
    表示する。

15.7 試験報告

  試験報告は,3.9によって報告する。また,3.9 e)には,1) 荷重面[まさ(柾)目面,板目面,追いまさ
(柾)目面],2) 破壊の形態,3) 比例限度荷重 (Pp) 及び比例限度領域における上限荷重と下限荷重との
差 (ΔP)の決定方法を追加する。

16 曲げヤング係数の測定

16.1 一般

  この箇条では,木材の曲げヤング係数の測定方法について規定する。

16.2 測定概要

  試験体に4点荷重方式で曲げ荷重を加え,荷重点間内においてたわみを測定し,曲げヤング係数を求め
る。

16.3 装置

16.3.1 曲げ試験機 15.3.1の規定による。

――――― [JIS Z 2101 pdf 36] ―――――

                                                                                             29
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16.3.2 均一載荷ジグ 支点間の中央に対して対称となる2点の曲げ荷重を生じさせる,4点荷重方式。支
点はナイフエッジの上に,長さが辺長の2倍,幅が辺長の1.5倍の鋼板を載せたジグ(図14参照)。荷重
点は曲率半径30 mmの鋼製の円柱。
16.3.3 たわみ測定器 荷重点間においてたわみの測定に用いる装置は,次による。
a) たわみを0.001 mmの精度で測定できるもの。
b) たわみは,試験体の中立軸上の荷重点間で測定する。したがって,たわみに対応する基準長さは荷重
    点間距離となる。
16.3.4 寸法測定器 6.3の規定による。

16.4 試験体の作製

  試験体は,一辺の長さ(a)を2030 mmの正方形の断面とし,繊維に沿った長さは支点間距離に一辺の長
さ(a)の2倍を加えた直方体とする。試験体の作製に当たっては,その長手方向を繊維方向に平行にしなけ
ればならない。

16.5 測定手順

  曲げヤング係数の測定手順は,次による。
a) 試験体の断面寸法は,長さ方向の中央部において,16.3.4で規定した寸法測定器を用いて測定する。
b) 支点間距離は図16に示すように辺長(a)の1216倍,荷重点間距離は支点間距離の1/3又は1/2とす
    る。試験は,16.3.1に規定した曲げ試験機を用いて一定の荷重速度,又は変形速度で曲げ荷重を負荷
    することによって行う。
                                  図16−曲げヤング係数の測定
c) 16.3.3で規定したたわみ測定器を試験体の中立軸上に取り付ける。荷重面はまさ(柾)目面とするが,
    荷重面が板目面又は追いまさ(柾)目面の場合には木表からとしてもよい。
d) 試験体に16.3.2で規定した均一載荷ジグを用いて曲げ荷重を加え,曲げ応力が30秒内で18 MPaにな
    るよう曲げ荷重を負荷する。曲げ応力が18 MPaに達したら徐荷し,荷重を5 MPaとする。その後再

――――― [JIS Z 2101 pdf 37] ―――――

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    び荷重を加え,曲げ応力が30秒程度で18 MPaになるよう曲げ荷重を負荷する。曲げ応力が18 MPa
    に達したら徐荷し,荷重を5 MPaとする。これを4回繰り返し行う。繰返し負荷の間に,曲げ応力が
    7 MPa及び18 MPaに達したとき,10秒程度に16.3.3で規定したたわみ測定器を用いてスパン中央部
    のたわみを測定する。曲げ応力が718 MPaで,たわみが荷重に対して比例していない場合は,荷重
    の上限と下限を変化させ,たわみの値が荷重−たわみ線図の比例限度領域にあるようにする。比例限
    度領域は,同様の試験体で行った予備試験結果の荷重−たわみ線図によって決める。試験中に比例限
    度領域を越えた場合には,その試験体は計算から除外する。

16.6 結果の計算及び表示

  曲げヤング係数の測定結果の計算方法及び表示は,次による。
a) 木材の曲げヤング係数 (Eb) は,次による。
  1) 荷重点間距離が支点間距離の1/3のときの木材の曲げヤング係数 (Eb) は,次の式によって計算し,
      0.1 GPaまで表示する。
                               Pl 
                         Eb
                                Iy
  2) 荷重点間距離が支点間距離の1/2のときの木材の曲げヤング係数 (Eb) は,次の式によって計算し,
      0.1 GPaまで表示する。
                               Pl
                         Eb
                                Iy
                      ここに,   Eb :  曲げヤング係数 (GPa)
                                  l :  支点間距離 (mm)
                                                             4a
                                   I :  断面2次モーメント I      (mm4)
                                                             12
                                 ΔP :  比例限度領域における上限荷重と下限荷重との差 (N)
                                 Δy :  ΔPに対応するスパン中央のたわみ (mm)
b) 曲げヤング係数の平均値は,0.1 GPaまで表示する。

16.7 試験報告

  試験報告は,3.9によって報告する。また,3.9 e)には,1) 荷重面[まさ(柾)目面,板目面,追いまさ
(柾)目面],2) 荷重点間距離(1/3か1/4か),3) 比例限度荷重 (Pp) 及び比例限度領域における上限荷
重と下限荷重との差 (ΔP) の決定方法を追加する。

17 せん断強さの測定

17.1 一般

  この箇条では,木材のせん断強さの測定方法について規定する。

17.2 測定概要

  試験体に,単調増加の圧縮荷重を加えて,繊維に平行方向のせん断強さを測定する。

17.3 装置

  せん断強さを測定する装置は,次による。
17.3.1 試験機 17.5 b)で規定する荷重速度又は荷重ヘッドの移動速度で荷重を負荷することができ,最大
荷重を1 %の精度で測定できる試験機。
  せん断試験機の例を,図17 a)に示す。
17.3.2 せん断試験装置 試験体のせん断面において最大せん断応力が得られる装置。

――――― [JIS Z 2101 pdf 38] ―――――

                                                                                             31
                                                                                   Z 2101 : 2009
17.3.3 寸法測定器 6.3の規定による。

17.4 試験体の作製

  試験体は,せん断面に対して垂直方向に発生する応力が最小になるようなものとする。試験体は,木口
断面が一辺(b) 2050 mmの正方形で,せん断面の長さ(h)は2050 mmとする。せん断試験は,まさ(柾)
目面又は板目面で行うものとする。
  せん断試験体の例を,図17 b)に示す。

17.5 試験手順

  せん断強さの測定の手順は,次による。
a) 試験体の厚さ及びせん断発生面になることが予想される面におけるせん断長さを17.3.3で規定した寸
    法測定器を用いて測定する。
b) 試験体は,装置の対応する面と確実に接触させる。試験体を押す力は59 Nとする。試験は,17.3.1
    に規定した試験機を用いて試験体が負荷開始から12分で破壊するように一定の荷重速度又は一定
    の荷重ヘッドの移動速度で荷重をかける。試験体が破壊したときの荷重を測定し,最大荷重とする。
    ただし,せん断破壊面が支持台などにかかった場合は,その試験値は採用しない。

17.6 結果の計算及び表示

  せん断強さの測定結果の計算方法及び表示は,次による。
a) 試験時の含水率がuである試験体の繊維と平行方向のせん断強さτuは,次の式によって計算し,0.1
    MPaまで表示する。
                          u  Pm
                             bh
                      ここに,    τu :  繊維と平行方向のせん断強さ (MPa)
                                 Pm :  最大荷重 (N)
                                  b :  試験体の厚さ (mm)
                                  h :  せん断面の長さ (mm)
b) 繊維に平行方向のせん断強さの平均値は,0.1 MPaまで表示する。

17.7 試験報告

  試験報告は,3.9によって報告する。また,3.9 e)には,1) 荷重の方法(荷重速度又は試験機の荷重ヘッ
ドの移動速度),2) せん断面の種類[板目面又はまさ(柾)目面],3) 試験体の図面及び繊維走行の表示,
4) 破壊の形態,5) 試験装置の模式図を追加する。

――――― [JIS Z 2101 pdf 39] ―――――

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                                                                                      単位 mm
                                      a) せん断試験機(例)
                                      b) せん断試験体(例)
                                       図17−せん断試験

18 割裂抵抗の測定

18.1 一般

  この箇条では,木材の割裂抵抗の測定方法について規定する。

18.2 測定概要

  試験体の繊維と直角方向に,単調増加の引張荷重を加えて,割裂抵抗を測定する。

18.3 装置

  割裂抵抗を測定するための装置は,次による。
18.3.1 試験機 18.5 b)で規定する荷重速度又は荷重ヘッドの移動速度で荷重を負荷することができ,最大

――――― [JIS Z 2101 pdf 40] ―――――

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