218室の使いかたなど

試験条件等

出席等

7/29

7/22

7/8

7/1

6/24

製作者質量(g)崩壊荷重(kgf)備考
5245kgfに10秒ぐらい耐える
651314kgfに10秒ぐらい耐える
601920kgfを載せるときに、ちょっと押してしまう
521011kgfを載せた途端に落橋

6/7


参考までに、以下は2013年度、2012年度に土木環境工学コースで行った創造工房実習(3年次)のグループ学習の記録。 これを初年次ゼミでやってみたい。

2013

お知らせなど

課題等

1/17ぐらいまで

各自1橋ずつ制作。できた人から載荷試験。 優秀者に粗品があるかも(未定)。

11/15まで

トラス再挑戦。対傾構をちゃんといれて。接合部はしっかりと丁寧に。

11/8まで

すいスティックを部材としたトラス橋を作ってみる。 去年のトラスを参考に(対傾向を入れて、載荷部分を補強するなど)去年の モデルの弱点を改善する。

11/1まで

丸スティック、三角スティック、逆三角スティック、四角スティック、ギザギザ折りスティックを5本ずつ作って、次回、曲げ試験を行なって、剛性・強度比較する。

10/18まで

すいガールズ橋と同様のすいスティック方式の橋と、三角スティック橋とを作って、 次週に載荷試験してみる。

10/11まで

去年の例(学内のみ)等を見ながら、 より剛性・強度の高い橋を作るにはどうすればいいか、各自のアイデアを考えてきて、紹介してもらう。

218室の使いかたなど

出欠

10/4全員
10/11全員
10/18全員
11/1全員
11/8全員
11/15全員
11/22全員
11/29全員
12/13全員
12/20全員
1/10全員

試験条件等

実験結果

12/20

Yさん試作9.5kgfプラットトラスタイプ
Oさん試作13.0kgfハウトラスタイプ
Nさん試作24.5kgfキングポストトラスタイプ
Kさん試作34.0kgfキングポストトラスタイプ
Sさん試作19.5kgfスイスティック板2段離間タイプ
Tさん試作19.5kgfスイスティック巻きタイプ

12/13

Iさん試作34kgf1分程度で破壊

暫定1位 主要な桁部分はスイスティック3本の三角形の上側1本に、 載荷用の掛けひもを引っ掛けるためのもう1本のすいスティックを主桁より短めに 巻いている。掛け紐は、すいスティックで作った輪を折り曲げたV字型で、 主桁の両脇から1割ぐらいのところに引っ掛ける。 載荷用手下げ袋は、掛け紐の輪のV字型の折れ曲がった箇所に通す。 掛け紐には引張がかかるので、紙2枚程度の細いすいスティックでも十分に耐える。 主桁への載荷は、両脇の当曲げと、上部の引っ掛け用短めスティックへの圧縮が作用する。主桁中央での載荷ではないので、主桁中央は折れ曲がらず、 V字方向への圧縮が作用する掛け紐の引っ掛け部が、少しずつめり込んでいくものの、 材料的な耐力を失っている箇所は、20kgf以上でも特に認められない。 最終的な破壊は、34kgf載荷時に一方の掛け紐の引っ掛け部が、クリープにより徐々に 折れ曲がって1分程度で落橋。

11/22

Sさん試作18.5kgf

暫定1位

スイスティックを横に並べた板2段の間に短いスイスティックのスペーサーを挟んで上下に離して固定し、桁高をかせぐ。

11/15

プラットトラスタイプ8kgf

11/8

ハウトラス?タイプ7kgf

10/18

すいガールタイプ17.1kgf
三角スティックタイプ16.1kgf

11/1

種類1回目2回目3回目4回目5回目平均
まる棒スティック968gf597gf694gf888gf679gf765.2gf
三角スティック194gf449gf611gf645gf428gf465.4gf
逆三角スティック472gf588508gf291gf451gf462gf
四角スティック291gf514gf571gf468gf588gf486.4gf

2012

メモ

レポート

今後の方針

崩壊荷重18.5kgf以上を目標に各自で橋を試作。 定規、鉛筆は使ってよい。 糊も制限はしないが、使った量を申告する。 できた人から実験する。 期間内なら何回挑戦してもよい。 毎週、顔合わせをして、進捗状況を確認する。 1月中には全員の実験が終了し、 レポートに着手できるようにする。 その時点で、実験の写真はここに公開する。

アーチ系
トラス系長星
プレートガーダー系渡鴨

11/9までの課題

2主桁の合理化橋的な構造で、主桁も横桁も6枚から8枚でごっつく、 糊も全面につけてしっかり固定する。

11/2までの課題

紙を4から8枚貼り合わせてケント紙並の剛性を有すI桁や横構を作って貼り合わせ、 ケント紙では剛性を発揮できているプレートガーダー的な構造を試しに作ってみる。 東大生チームが意図した桁高をかせいで断面二次を確保するという戦略に沿った橋は作れないか。

実験結果

1/25

崩壊荷重
8.5kgf
6kgf
4kgf
9kgf
20kgf

10/12

すいガールと同様のすいスティック方式の橋を作ったが、 15枚で15本のスティックを作ろうとすると、他の部分に割ける紙が 少なくなり、正方形からスティックを作ったところ、橋長が短くなり、 十分な強度を発揮できなかった。 10kgf

10/19

A4用紙の7枚のみを幅をせまく切り、切り出した細長い部分で、 スティック3本を巻く紙、三角桁全体を巻く紙に割く。 19.5kgf.我々のコピー用紙とスティック糊でもすいガールズと同等以上の強度を確保できることがわかった。

11/2

4主桁I型プレートガーダー。 フランジなども2枚程度の補剛で糊も全面にはついておらず剛性不足の割に 桁高も高く簡単に局部座屈というか初期不整がそのまま拡大。 4kgf.

11/9

2主桁プレートガーダー。 3箇所の対傾構は、天板、底板と接着されていない。 横構はすいスティックで☓字に。 フランジの張り出しは長め。 垂直、水平補剛材はなし。 載荷部がめり込み、桁中央ウェブ部に局部座屈が発生して崩壊。 7kgf?

11/16

2主桁のプレートガーダー。使用した糊は2.5本。 3箇所の対傾構は、天板、底板と接着。 ウェブ中央部に垂直補剛材(これも天板、底板に接着)。 前回のように中央部がめりこむことはなく、 比較的剛性を保つ。 支点側が相対的に剛性が低く、補剛材もないため、 支点付近のウェブから局部座屈が始まる。 最終的には、(1/4点より)支点側に近い部位で天板がめり込み、 そこで折れ曲がって崩壊。 内部の×字のすいスティックは、細めだったため、 引っ張りにも圧縮にも抵抗していないよう。 18.5kgf

出席状況

日付出席者(場所)作業内容
10/05鴨斎長星渡(218)打ち合わせ
10/12鴨斎長星渡(218)予備実験
10/19鴨斎長星渡(218)実験
11/2鴨斎長星渡(218)実験
11/9鴨斎長星渡(218)実験

すイエんサーでは、すいガールズチームはぐるぐる巻にした棒を3本ずつ束ねて 並べていた一方、東大生チームは、長方形断面にすることで断面二次モーメントを 確保しようとしていた。もちろん、断面二次についていえば、円管よりも (縦長)長方形断面の方が圧倒的に大きいから、東大生チームの設計思想の方が、 効率的に断面二次をかせいで有利に思われた。しかし、実際に実験してみると、 東大生チームの橋は途中で横倒れしてしまい、すいガールズチームの円管の梁の 数分の一の荷重にしか耐えられなかった。

番組では、すいガールズチームの勝ちということで終わってしまい、 「紙のような極めて薄肉の構造では、下手に断面二次をかせごうとするよりも、 まずは、ぐるぐる巻など圧肉化して、局部座屈や全体座屈の発生をふせぎ、 円管の屈服で破壊するような構造にした方がまし」 ということなのか、 「薄い紙であっても、適切に座屈や転倒をふせぎながら断面二次をかせぐ 構造はありうる(東大生チームの設計もちょっと変えれば、遥かに強くなる)」 ということなのか、その辺の検証が全くなされないので、 気持ち悪い。

ちなみに、もう少し厚いケント紙とかであれば、 構造力学的に有利と予想されるプレートガーダーや桁橋はちゃんと予想通りに強くなる


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Last-modified: 2024-07-22 (月) 13:28:41