武庫川女子大学 建築学科 3年生 「建築材料実験」

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H27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」 2015年7月23日　3･4限(13：05〜16：20) 担当：福本教授、尾谷先生 載荷準備 梁試験体への加力   クラック発生状況の観察と記録   せん断破壊後の梁試験体 　学生が4月30日に型枠を製作し，5月7日に配筋し，5月21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．梁が曲げ耐力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．

H27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」 2015年7月16日　3･4限(13：05〜16：20) 担当：福本教授、尾谷先生 計測の準備 PC鋼棒のナットを回転させて梁に加力   荷重，変形などの計測データを入力・グラフ化   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4月30日に型枠を製作し，5月7日に配筋し，5月21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、引張鉄筋が降伏すると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。

H27年度3年生前期 建築材料実験 「角形鋼管の局部座屈実験」 2015年7月9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および変位計のセット   実験装置の組み立ておよび変位計のセット   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， そのデータをＰＣに記録   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。

H27年度3年生前期 建築材料実験 「差鴨居付き門型フレームの静的水平載荷実験」 2015年7月2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 補強材として配置した筋違いの座屈   水平荷重−変形量のデータを計測 　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、構造実験室の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−柱の仕口面にほぞ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.まで変形させましたが、耐力の低下は見られず、壊れませんでした。そのあと、筋違いで補強して載荷したところ、筋違いが座屈しました。本実験を通して、伝統木造軸組は高い変形性能を有することを実感しました。

H27年度3年生前期 建築材料実験 「伝統工法継手の引張実験」 2015年6月25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 神田棟梁より伝統工法継手の説明 スケッチと寸法測定をもとにCAD図面を作成（竿車知継ぎ）   伝統工法継手の引張実験の様子   伝統工法継手の引張実験結果の解説   引張荷重−伸び量のデータを計測 　構造実験室の万能試験機を用いて、伝統工法継手の引張実験を行いました。棟梁である神田先生に製作して頂いた「追掛大栓継ぎ」、「追掛継ぎ」、「鎌継ぎ」、「竿車知栓継ぎ」、「金輪車知継ぎ」、「竿胴栓継ぎ」という6種類の継手の引張実験を行い、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。神田棟梁からは、実験データは目安値として、それぞれの継手の特徴、特性を把握した上で、木造建築物で適材適所に用いることの重要性を教えて頂きました。

H27年度3年生前期 建築材料実験 「木材の引張実験」 2015年6月18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 万能試験機を用いた引張実験の様子 杉材が引張破壊した様子   引張荷重−伸び量のデータを計測 　構造実験室にある万能試験機を用いて、杉材の引張実験を行いました。昨年度は、木材が引張破壊する前に、試験機への掴み部で木材が滑り破壊してしまったため、引張強度を得ることができませんでした。そこで今回は、引張破壊を起こさせる中央部を長方形断面20mm×50mmに削り取りました。その結果、木材は中央部で引張破壊して、引張強度を得ることができました。

H27年度3年生前期 建築材料実験 「木材の圧縮実験」 2015年6月11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 杉の試験片が圧縮破壊した様子を観察 圧縮破壊した杉の試験片（学生によるスケッチ）   繊維方向の圧縮荷重−縮み量のデータを計測   柾目方向の圧縮荷重−縮み量のデータを計測 　構造実験室にある万能試験機を用いて木材の圧縮試験を行いました。「杉」、「米松」、「集成材」の3種類の木材について、繊維方向、柾目方向に切り出した断面100mm角、高さ200mm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。繊維方向と柾目方向で、圧縮強度や破壊形式に大きな違いが生じる、すなわち、異方性の性質があることを把握しました。木材は生きた建築材料であり、鋼材やコンクリート材料と比較して、最大耐力に達した後も柔らかく壊れていくことを実感しました。

H27年度3年生前期 建築材料実験 「木材の梁曲げ実験」 2015年6月4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 試験体セットアップの様子 集中荷重を受けて、梁が曲がっていく様子を観察   荷重―変形関係のデータを計測 　構造実験室にある万能試験機を用いて木材の梁曲げ試験を行いました。「杉」、「米松」、「地松」、「集成材」の4種類の木材について、長さ2.4m（長方形断面210×105mm）の梁試験体を製作し、梁中央に集中荷重をかけて、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−変形の関係、曲げ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を把握しました。

H27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」 2015年5月28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法についての講義 　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、棟梁の神田先生から木造伝統構法について講義を受けました。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。

H27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」 2015年5月21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16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．

H27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）」 2015年5月7日　3･4限(13：05〜16：20) 担当：福本教授、尾谷先生 梁の鉄筋組立作業 鉄筋にひずみゲージを貼付   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．

H27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）」 2015年4月30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の型枠には，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．

H27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」 2015年4月23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 　異形棒鋼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度の関係、応力度とひずみ度の関係を調べるために、鉄筋にひずみ度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度から自分の体重を測定できることがわかりました。

H27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」 2015年4月16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21日に圧縮試験を実施します．

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