武庫川女子大学建築学科・大学院建築学専攻/建築学科3年生授業風景紹介/H26年度前期/建築材料実験

武庫川女子大学建築学科 3年生
「建築材料実験」

　　　>>H25年度前期　　　>>H24年度前期　　>>H23年度前期　　>>H22年度前期　　>>H21年度前期　　>>H20年度前期

H26年度3年生前期

建築材料実験

「鉄筋コンクリート梁のせん断実験」

2014年7月24日　3･4限(13：05～16：20)
担当：福本教授、尾谷先生

載荷準備

クラック発生状況の観察と記録

梁試験体への加力

せん断破壊後の梁試験体

　学生が5月1日に型枠を製作し，15日に配筋し，5月22日にコンクリート打設した鉄筋コンクリート梁のせん断実験を行いました．今回もPC鋼棒を利用し，ナットを回転させることにより，自分たちの力で60×300 の鉄筋コンクリートの梁の中央に集中荷重を加えました．梁の側面に斜めのせん断クラックが入り，梁に加えた力が大きくなると急激にクラック幅が増大しました．計測したデータをパソコンに入力し，力とたわみをグラフ化することにより，リアルタイムに力とたわみの関係を確認することができました．梁が曲げ強度に達するときの荷重よりも，かなり低い荷重でせん断破壊を生じることを確認することができました．

H26年度3年生前期

建築材料実験

「鉄筋コンクリート梁の繰返し曲げ試験」

2014年7月17日　3･4限(13：05～16：20)
担当：福本教授、尾谷先生

載荷，計測の準備

PC鋼棒のナットを回転させて梁に加力

クラック発生状況の観察と記録

曲げ降伏後の梁試験体

　学生が5月1日に型枠を製作し，15日に配筋し，5月22日にコンクリート打設した鉄筋コンクリート梁の繰返し曲げ実験を行いました．今回もPC鋼棒を利用し，ナットを回転させることにより，自分たちの力で150×300の鉄筋コンクリートの梁の中央に集中荷重を加えました．梁の下面、側面に曲げクラックが入り、梁に加えた力が大きくなるとそれに比例して、梁がたわんでいくこと、引張鉄筋が降伏に達する前に除荷するとクラックが閉じ、たわみもほとんどなくなることがわかりました。再び、加力をしていき、部材角1.0％を越える程度まで梁がたわんだところでは、クラック幅はさらに広がりました。そこで、除荷するとクラックは閉じず、たわみも残ってしまいました。計測したデータをパソコンを使ってグラフ化することにより、リアルタイムに力とたわみの関係を確認しました。途中、発生したクラック発生状況を逐次記録し、梁が変形していく状況をすぐ近くで観察し、梁の曲げ変形時の「粘り」を体感することができました。

H26年度3年生前期

建築材料実験

「角形鋼管の局部座屈実験」

2014年7月10日　3･4限(13：05～16：20)
担当：福本教授、尾谷先生

地震によって局部座屈を生じた柱

実験装置の組み立てと試験体のセット

PC鋼棒のナットを締めることにより角形鋼管に圧縮力を加える

データロガーからデータを読み取りPCに入力

局部座屈を生じた試験体

　鋼構造部材は断面寸法に比べると厚さが薄い板で構成されています。このような部材が圧縮力を受けると板が面外に変形し、局部座屈を言われる現象が現れます。Ｅ－ディフェンスでの建物の振動実験映像から1階柱が地震によって局部座屈を起す状況を確認しました。続いて、角形鋼管の中央部に挿入したPC鋼棒のナットを締めることにより、角形鋼管に圧縮力を与えることによって実験で局部座屈現象を再現させることを試みました。加えた力と、角形鋼管の変形などを測定し、力の大きさを実感することができました。2種類の角形鋼管を実験したところ、幅厚比の大きな方に局部座屈現象が生じることがわかりました。

H26年度3年生前期

建築材料実験

「鴨居付き門型フレームの静的水平載荷実験」

2014年7月3日　3･4限(13：05～16：20)
担当：神田定秀先生（播磨社寺工務店代表取締役）、田川准教授

差鴨居付き門型フレームの静的水平載荷実験

実験終了後の試験体損傷状況の観察

　木造実験の最終回として、伝統木造軸組の耐震性能を把握するために、建研式逆対称加力装置を用いて、差鴨居付き門型フレームの静的水平載荷実験を行いました。差鴨居とは、背の高い鴨居のことで、古民家などによく用いられています。本試験体には、柱脚・柱頭－横架材、差鴨居－柱の仕口面にホゾ加工がなされています。大変形時といわれる層間変形角が0.03rad.においても仕口面で隙間が見られた程度で柱、桁、差鴨居に目立った損傷はありませんでした。最終的に層間変形角が0.08rad.まで変形させたところ、木材間のめり込みによりホゾが破損しましたが、門型フレーム全体の耐力は保持されました。本実験により伝統木造軸組の変形性能が高いことが実感できました。

H26年度3年生前期

建築材料実験

「木材ならびに伝統工法継手の引張実験」

2014年6月26日　3･4限(13：05～16：20)
担当：神田定秀先生（播磨社寺工務店代表取締役）、田川准教授

伝統工法継手の破壊状況の観察

差鴨居付き門型フレームの試験体製作

　先週に引き続き、構造試験室の万能試験機を用いて伝統工法継手の引張試験を行いました。今回は、非常勤講師である神田棟梁に製作して頂いた「追掛大栓継ぎ」、「竿車知継ぎ」、「雇い車知継ぎ」、「雇い車知大栓継ぎ」、「竿大栓継ぎ」、「追掛継ぎ」、「鎌継ぎ」という7種類の継手の引張試験を行い、継手部が壊れていく様子を観察しました。継手方法の違いにより、最大耐力や壊れ方に違いが現れることが分かりました。また、神田棟梁とともに、次週の実験で用いる差鴨居付き門型フレームの試験体を製作しました。

H26年度3年生前期

建築材料実験

「木材ならびに伝統工法継手の引張実験」

2014年6月19日　3･4限(13：05～16：20)
担当：神田定秀先生（播磨社寺工務店代表取締役）、田川准教授

神田先生による伝統工法継手の説明

腰掛け鎌継手が引張破壊した様子

　今週と次週にわたり、構造実験室の万能試験機を用いて、木材ならびに伝統工法継手の引張試験を行います。継手とは2本の木材をつなぎ合わせることであり、建物の中で弱い部分の1つです。日本建築では、昔から大工さんの知恵と工夫で様々な継手が考えられており、この弱点を克服する努力がなされてきました。今回は、木材の引張試験と合わせて、非常勤講師である神田棟梁に作成して頂いた「金輪継手」、「腰掛け鎌継手」、「ボルト継手」という3種類の継手の引張試験を行い、継手部が壊れていく様子を観察しました。

H26年度3年生前期

建築材料実験

「木材の圧縮実験」

2014年6月12日　3･4限(13：05～16：20)
担当：神田定秀先生（播磨社寺工務店代表取締役）、田川准教授

圧縮試験を行っている様子

学生による圧縮破壊した試験片のスケッチ

　構造実験室の万能試験機を用いて木材の圧縮試験を行いました。「杉」、「赤松」、「集成材」の3種類の木材について、繊維方向、繊維直交方向に切り出した断面10cm角、高さ20cmの試験片に圧縮力をかけて壊れていく様子を観察しました。樹種によって、また、繊維方向と繊維直交方向で、弾性係数、最大耐力や破壊形式に違いが生じる、すなわち、木材は生きた建築材料であり、異方性の性質があることが把握できました。

H26年度3年生前期

建築材料実験

「木材の梁曲げ実験」

2014年6月5日　3･4限(13：05～16：20)
担当：神田定秀先生（播磨社寺工務店代表取締役）、田川准教授

神田先生の指導を受けながら試験体製作を行っている様子

鉛直力を受けて木材の梁が曲がっていく様子

　構造実験室の万能試験機を用いて木材の梁曲げ試験を行いました。「杉」、「赤松」、「集成材」の3種類の木材について、それぞれ長さ2.4m（断面210×105mm）の梁試験体を製作し、梁中央に鉛直力をかけて、梁が曲げ変形しながら壊れていく様子を観察しました。樹種によって荷重－変形関係、最大耐力や破壊形式に違いが生じ、また同じ樹種でも木の中にある節の有無等によって違いが生じることが把握できました。

H26年度3年生前期

建築材料実験
「講義：伝統構法による木造建築物について（神田先生）」
「講義：木造建築物の構造と耐震性能（田川准教授）」

2014年5月29日　3･4限(13：05～16：20)
担当：神田定秀先生（播磨社寺工務店代表取締役）、田川准教授

神田先生による木造伝統構造物の接合部についての講義

　これから6週にわたり木材実験を行います。今回は木材実験を行うにあたり、その意義を深く理解するために、神田先生に木造伝統構法についての講義を行って頂きました。木造建築物に用いられている木材の種類やその用いられ方、神社・仏閣、古民家などの伝統構法による木造建築物の接合部（継手、仕口）に関して、実物を交えて説明を行って頂きました。また、在来工法、伝統構法による木造建築物の構造や耐震性能について学びました。

H26年度3年生前期

建築材料実験

「鉄筋コンクリート梁の製作（その３：コンクリート打設）」および
「コンクリートの圧縮試験」

2014年5月22日　3･4限(13：05～16：20)
担当：福本教授、尾谷先生

梁に打設するコンクリートのスランプ試験

梁の型枠内にコンクリート打設

圧縮試験をするために供試体表面にひずみゲージを貼付

圧縮試験：コンクリート供試体の圧縮試験のデータ記録作業

　先週，配筋した型枠内にミキサー車からコンクリートを取り込んで打設し，鉄筋コンクリートの梁試験体を作成しました．密実なコンクリートになるようバイブレーターを使用しながら打設しました．同時に，フレッシュコンクリート試験も実施しました．その後，4月17日に調合・作成したコンクリート供試体の圧縮試験を行いました．応力とひずみの関係をグラフ上でリアルタイムに確認しながら，圧縮破壊までのプロセスを観察し，最後に試験体の破壊状況をスケッチしました．圧縮試験の結果から，調合，養生方法の違いによって圧縮強度が異なることがわかりました．

H26年度3年生前期

建築材料実験

「鉄筋コンクリート梁の製作（その2：鉄筋組み立て）」

2014年5月15日　3･4限(13：05～16：20)
担当：福本教授、尾谷先生

ハッカーを用いた鉄筋の結束作業

主筋にひずみゲージを貼付し防水養生

鋼製型枠内に組み立てた鉄筋をセット

　先週の鋼製型枠の組み立てに引き続き，今週は，鉄筋の組み立てを行いました．ハッカーを用いて結束線で鉄筋相互を結束し，鉄筋を組み立てました．主筋とあばら筋には7月に実施するせん断試験と曲げ試験のひずみ計測のために，ひずみゲージを貼り付けました．鉄筋の必要な所定のかぶり厚さを確保するためにスペーサーを取り付けた後，鋼製型枠内に組みあがった鉄筋をセットしました．次週は、コンクリートを打設します．

H26年度3年生前期

建築材料実験

「鉄筋コンクリート梁の製作（その１：鋼製型枠組み立て）」

2014年5月1日　3･4限(13：05～16：20)
担当：福本教授、尾谷先生

鋼製型枠にはく離材を塗布

鋼製型枠をボルトにて接合

　今週から3週に亘って鉄筋コンクリートの梁を作成します．できあがった梁は、7月にせん断試験と曲げ試験を実施します。今週は，最初のステップとして、型枠の組み立てを行いました。6班に分かれて、6体の梁を造ります。現場で打設する鉄筋コンクリート部材は，一般的には合板が用いられますが，ここでは鋼製型枠を使用します．底面，側面の型枠をボルトで接合していきます．脱型および型枠の清掃を容易にするために，型枠の表面にはく離材を塗布します．次週は、型枠内に配筋します．

H26年度3年生前期

建築材料実験

「異形鉄筋の引張試験，体重を使った曲げ試験」

2014年4月24日　3･4限(13：05～16：20)
担当：福本教授、尾谷先生

ひずみゲージ貼付作業

鉄筋の中央部に載った時のひずみを計測し体重を測定

万能試験機による鉄筋の引張試験

　異形鉄筋の力学的性質を知るために引張試験を行いました。鉄筋に加わる荷重とひずみの関係、応力とひずみの関係を調べるために、鉄筋にひずみを測定するゲージをとりつける作業から始めました。ひずみゲージをとりつけた鉄筋の万能試験機で破断するまで引っ張り、荷重とひずみの関係をグラフ上で確認しました。スケッチをすることにより破断後の鉄筋の形状を印象づけることができました。また、ひずみゲージがとりつけられた鉄筋の中央部に自分の体重をかけてみて、鉄筋に生じたひずみから自分の体重を測定できることがわかりました。

H26年度3年生前期

建築材料実験

「フレッシュコンクリート試験と圧縮強度試験用供試体作成」

2014年4月17日　3･4限(13：05～16：20)
担当：福本教授、尾谷先生

コンクリートを構成する材料をミキサーに投入

コンクリートに含まれる空気量の測定作業

スランプ試験

圧縮強度試験用供試体の作成

　コンクリートの調合，練り混ぜ，スランプ試験，空気量試験を行いました．要求された強度とスランプを満足するように粗骨材，細骨材，セメント，水，混和剤を計量し、コンクリートミキサーで練り混ぜました．JISで定められた手順に従って，スランプ試験，空気量試験を実施した後，圧縮強度試験用供試体を作成しました．４つの班で，各作業を順番に受け持ちながら，全ての工程を終了することができました．作成した供試体を用いて，5月22日に圧縮試験を実施します．

　　>>H25年度前期　　　>>H24年度前期　　>>H23年度前期　　>>H22年度前期　　>>H21年度前期　　>>H20年度前期

>>建築学科TOPページ