創造工房実習 - *2009年度創造実習の作業用ページ

目次

2009年度創造実習の作業用ページ

結果

レポートの書き方

Iの考察

今回の創造工房では、ダイヤカットの構造物の利用というテーマで実験を行った。そのために、ダイヤカットの柱の曲げ強度試験を行った。その結果、強度は、円柱の二分の一から四分の一となってしまった。このような結果となってしまった理由として断面二次モーメントの低下が考えられる。また、また、実験中にも飛び移り座屈により急激に断面が低下して結果として断面二次モーメントの低下が起こった。これにより、載荷点における応力が増加し円柱より強度が低下したと考えられる。また、ダイアカットの構造物を現場で作るには施工が難しいという問題もある。しかし、円柱に比べてメリットがあることも分かった。それは、円柱は、壊れる際に急激に破壊したが、ダイアカットにする事によってゆっくりとこわれていった。これは円柱より延性が高いということなので構造物として利用するには危険性が少なくなるのでとてもよい特性だと考えられる。

Kの考察

実験前の予想では、ダイヤカット構造のほうが耐久力に優れていると思ったが、実験をした結果、円筒のほうが曲げ強度が優れているということが分かった。氷結に代表される缶チューハイに用いられているダイヤカット構造であるが、内部からの圧力には強い半面、外部からの曲げにはさほど耐久力がないことが、実験結果からも分かった。これは、ダイヤカット構造の他におりの部分に曲げモーメントが集中した結果と考える。私の知識不足・調査が足りないだけかもしれないが、実際の建築物にダイヤカット構造が使用されないのは、このあたりに原因があるのだと私は考える。しかし、授業の最後で後藤先生がおっしゃっていた「災害時の際の橋梁への利用」も、補強材の使用・材質の選考・使用部位の考慮をすれば十分可能と思われる。(橋梁本体でなく、それを覆う屋根としての使用など)

Tの考察

<ダイヤカット型円筒を橋などに利用できるか>

など。。。

結果はダイヤカット型円筒よりも普通の円筒の方が曲げに対する強度が高かった。 ダイヤカット型円筒は荷重を載せていくと、だんだんと変形していき最後には、潰れるように破壊した。 円筒は破壊するまでは変形は小さかったが、荷重に耐えられなくなると急激に破壊した。 曲げに対してはダイヤカット型円筒よりも円筒の方が、強度があったがダイヤカット型円筒には延性があることが実験結果より得られた。

実験を行う前はダイヤカットの方が円筒よりも強度があると予測していた。 なぜならダイヤカットは缶コーヒーや缶チューハイに使われており、わざわざそのように加工するのだから、強度が高くなるとかメリットがあるだろうと思ったからだ。 しかし実験結果は違った。では、ダイヤカットのメリットとは何だろう。調べてみると、ダイヤカットはもともと宇宙研究で考案され、強度を保ちながら、材料を出来るだけ軽量化するためのもので、曲げに対する耐力ではなく、内圧に対する耐力に優れているものであった。 曲げに対する強度は、円筒より劣っているダイヤカット型円筒だが、軽量化が可能、延性があることなどから、内部に補強材を入れるなどして強度を持たせ、災害時、可動式の橋梁としてなどの利用方法があるのではないかと思う。

Hの考察

今回、「ダイヤカットの構造物を橋などに利用できないか」というテーマで実験を行った。しかし、結論から言って「非現実的」と考えられる。その根拠としては、今回の「ケント紙を用いた模擬荷重試験」の実験結果が示している。一回目(6×12、等間隔)の結果、二回目(6×12、間隔にバラつきを持たせたもの)の結果の二つと円柱の結果を比べると、円柱の方が2〜4倍近い荷重に耐えられるという結果となった。よって、ダイヤカットにしない方が鉛直方向に対する強度に優れていることが分かる。もちろん今回は六角形のものしか荷重試験を行っていないので、「ダイヤカットにする」=「必ず鉛直方向の強度の低下」とはいえない。しかし、六角形のダイヤカットにすることで強度が円柱に比べて各段に落ちている。このことからダイヤカットの形を変えてもそこまで強度があがるとは考えられない。結果「ダイヤカットの構造物は橋などの構造物には不向き」と言える。原因として、第一に断面二次の低下があると考えられる。ダイヤカットの断面積の方が円柱の断面積よりも小さくなること、飛び移り座屈により急激な断面積の低下などが考えられる。第二にダイヤカットにすることによって折り目がつき、壊れやすくなることも考えられる。ダイヤカットにすることで施工が難しい点、強度が下がる点を考慮すると構造物としての利用価値は格段に落ちると考える。強いてメリットを挙げるなら第一に円柱は一気に破壊されたが、ダイヤカットは初めの局部座屈から破壊までのスパンが少しあった点。第二に設計での景観のバリエーションが増える点の二つが考えられる。延性の特性を生かして内部、外部を補強することも考えられるが、やはり、強度を格段に下げてまでダイヤカット構造物を利用するメリットが小さ過ぎると考える。ならば、円柱構造物に延性を持たせる工夫を考えたほうが利口ではないかと考える。(現実可能かは分からないが)

Uの考察

今回、ダイヤカットの構造物への利用というテーマで、ダイヤカット柱と円柱の曲げ強度試験を行い曲げに対する強度について比較した。実験結果のグラフより、ダイヤカット柱は2回とも円柱よりも低い値となった。今回の実験では、製作者の作業精度により実験値に最大5割弱の誤差が生じたが、ダイヤカット柱の曲げ強度は円柱の1/2.5から1/4程度となったので曲げに対して円柱より劣るであろうことが分かる。この理由としてダイヤカットの折り目によって荷重が上手く分散・伝達されずに部分的に集中してしまうため、局部座屈が生じ低強度となったのではないかと考えられる。しかし、円柱は座屈が生じてから破壊に至るまでの状態の変化が急激であったのに対して、ダイヤカット柱は局部座屈が生じてから破壊に至るまで延性があることがグラフからも読みとれる。この特性を利用し、ダイヤカット柱の内側から対傾構のようなもので補強したり、任意の場所から局部座屈を生じさせるような構造にすれば、延性を利用して十分構造物として利用可能ではないかと思う。

案1

新しいタイプの屋根付き橋を ダイヤカット型円筒とかで作ってみたらどうなるだろうかの予備試験。

218室の使いかたなど

メモ、ノウハウ、こつ、その他

反転らせん折り

宿題など

09/11/17まで

09/11/11まで

09/11/4まで

09/10/28まで

前回の課題はうまくできなかったようなので、まずは A3のコピー用紙の短辺を1辺とする正方形の半分の長方形を 細長く丸めた6角、8角のダイヤカットを作ってみる。 のりしろは、長方形の対角線方向にダイヤカットの斜め線に沿って 切り込んでいく。長方形の対角線とダイヤカットの斜め線は一致しないので、 「2個斜めに進んで1個横に戻る」みたいなギザギザになる。

09/10/21まで

出席

日付場所出席者内容
10/14218I/K/T/H/Uガイダンス
10/21218I/T/H/U進捗確認、課題
10/28218I/K/T/H/U進捗確認、課題
11/4218I/K/T/H進捗確認、課題
11/11218I/K/T/H/U進捗確認、課題
11/25218I/K/T/H/U実験
12/9218I/K/T/H/U実験
12/16218I/K/T/H/Uレポートの説明


以下は2008年度の残骸など

お知らせ

2008年の授業は12/17が最後。 2009年は1/14から。折り畳み円筒の引っ張り試験。

出席状況

日付出席者(場所)作業内容
10/01H/E/S/Y(218)打ち合わせ
10/15H/E/S/Y(218)打ち合わせ
10/22H/E/S/Y(218)打ち合わせ
10/29H/E/S/Y(218)打ち合わせ
11/5H/E/S(218)打ち合わせ
11/12E/Y(218)打ち合わせ
11/19H/E/S/Y(218)実験
11/26H/E/S/Y(218)実験
12/3H/E/Y(218)実験
12/10H/E/S/Y(218)実験
12/17E/S/Y(218)装置製作
1/14H/E/S/Y(218)実験

実験予定

買い物リスト

生協のケント紙

B3B2008KN-528
A3A1504KN-514
A4A1508KN-518

文献

参考資料

過去の創造工房実習

後藤担当ぶん(2008)

後藤担当ぶん(2007)

学科内公開ページ

後藤担当ぶん(2005)

薄木先生担当ぶん(2005)

薄木先生担当ぶん(2006)