シラバス情報

注）公開用シラバス情報となります。在学生の方は、「UNIVERSAL PASSPORT」で詳細をご確認下さい。

科目名	建築材料実験（Experiments of Structure and Materials）
担当教員名	石田　孝一
配当学年	2	開講期	前期
必修・選択区分	建築コース　選択必修インテリアデザインコース　選択環境・地域創生コース　選択	単位数	2
履修上の注意または履修条件	必ず靴を着用して下さい。服装にも留意して下さい。材料力学、構造力学１・２を履修していることが望ましい。
受講心得	計算用具を必ず持参して下さい。
教科書	最新建築構造設計入門　　実教出版　　和田　章監修
参考文献及び指定図書	鉄筋コンクリート構造計算基準・同解説　（日本建築学会）建築工事標準仕様書・同解説　ＪＡＳＳ５　鉄筋コンクリート工事　（日本建築学会）
関連科目	構造力学１・２、材料力学
オフィスアワー

授業計画	学習内容	学習課題(予習・復習)
授業の目的	主要な建築構造材料である木材、鋼材、コンクリートの物理的特性と力学的特性を、実験を通して理解することを目的とします。木材と鋼材については、中央集中荷重による曲げせん断実験を行い、構造強度と材料強度との関係を理解します。コンクリートについては、その調合設計を行い、混練り、打設、養生を行い、鉄筋コンクリート梁形試験体と圧縮・割裂・曲げ試験用のテストピースを作製します。鉄筋の引張試験、コンクリートの圧縮・割裂・曲げ試験、鉄筋コンクリート梁の曲げせん断実験を行い、鉄筋及びコンクリートの材料強度と鉄筋コンクリート梁の強度との関係を理解します。最後に、木材、鋼材、鉄筋コンクリートの曲げせん断強度の実験値を比較検討して、各種構造材料の特性を理解します。積極的に取り組むことが大切です。
授業の概要	コンクリートの調合設計を説明した後、実際にコンクリートを混練りし、鉄筋を加工して、各種試験体を作製します。鉄筋とコンクリートの材料実験を実施した後、各種建築構造材料のはりの構造実験を行います。
授業計画	○第１回　概要説明授業に先立ち資料を配布します。配布資料を基に、本授業で行う実験内容の概要を説明します。また、授業の進め方、評価の方法・基準を説明します。本授業は実験・実習が主体ですが、実験そのものばかりでなく、実験データの整理・考察にも重点を置きます。 ○第２回　コンクリートの調合設計コンクリートの構成材料は砂利（粗骨材）、砂（細骨材）、セメントと水です。（建設現場で用いるコンクリートには多くの場合混和剤を用います）ここでは、所要の圧縮強度を発現するためのコンクリートの調合設計を説明します。設計基準強度と調合強度との関係を理解することも目的です。後半に調合設計の演習を行ないます。 ○第３回　各種実験の説明実験・実習毎に実験室で説明を行ないますが、ここでは、各実験・実習の具体的な説明を教室で行ないます。実験は、木材、鋼材、鉄筋コンクリートの梁の中央集中荷重による曲げせん断実験と各材料の強度試験（鉄筋の引張試験、コンクリートの圧縮・割裂・曲げ試験）を行ないますが、それぞれの実験の内容・目的・工程を説明しますので、実験の際、戸惑うことのないように、十分に理解してください。 ○第４回　鉄筋加工、組立、打設準備曲げせん断実験用の鉄筋コンクリート梁は学生自身で作製します。先ず、カッターを用いて主筋（D13）及びせん断補強筋（６φ）を所要の長さに切断します。次に、ベンダーを用いて、所定の形状に加工します。主筋は１８０°フック、せん断補強筋は９０°と１３５°フックですが、形状を整えるのが困難なので慎重に作業する必要があります。次に、主筋にせん断補強筋を結束線で結束し、組み立てます。最後に型枠を整備し、組み立てた鉄筋を配置してコンクリート打設の準備完了です。 ○第５回　細骨材の含水率コンクリートの圧縮強度は水量（水セメント比）に大きく影響されるので、砂（細骨材）に含まれる水量を求め、補正する必要があります。砂が含む水の割合を含水率と言います。ここでは、砂（細骨材）に含まれる水量を求める方法を説明し、実習します。ガラス製品を使用するので、破損したり怪我をしないように慎重に行うことが大切です。 ○第６回　コンクリートの調合、混練り、打設　１回目打設１回目は、コンクリートの調合、混練り、打設の手順を理解することが目的です。班毎に水セメント比の異なる調合で、コンクリートの圧縮試験用のテストピースを作製します。最後に、コンクリートや砂の付着した道具を清掃し、片付けます。 ○第７回　コンクリートの調合、混練り、打設　２回目含水率を求めた後、水量を調整して、調合設計に従い、材料の計量・混練をし、鉄筋コンクリート梁型枠にコンクリートを打設します。打設に先立ちスランプ試験を行ないます。スランプ試験はコンクリートのワーカビリチー（施工性）を測定する試験です。ジャンカ等不良箇所が出来ないようにバイブレーターを使用して打設します。この際、後の試験で用いる圧縮・割裂試験用のシリンダー供試体と曲げ試験用の供試体も同時に打設します。最後に、コンクリートや砂の付着した道具を清掃し、片付けます。 ○第８回　脱型及び鉄筋の引張試験先ず型枠を外し、整備します。コンクリートの汚れをワイヤーブラシで除去し、グリースを薄く塗布して、組み立てます。次に鉄筋の引張試験を行ないます。使用する鉄筋の種類はD１６、D１３、D１０の３種類とします。公称直径、公称断面積について再度説明します。実験では、降伏点強度、最大強度、破断強度を求めます。伸び率についても実験データを計測します。 ○第９回　木材梁曲げせん断実験材長の異なる木材梁２体の曲げせん断実験を行ないます。破壊性状を観察するとともに、荷重と梁中央部の変位を記録し、後のレポートで荷重―変位曲線のグラフを描きます。グラフより、材長の違いによる影響を考察します。 ○第１０回　鉄骨梁曲げせん断実験Ｈ形鋼梁の曲げせん断実験を行ないます。実験は強軸廻りと弱軸廻りの２通りで行ないます。変形性状を観察するとともに、荷重と梁中央部の変位を記録し、後のレポートで荷重―変位曲線のグラフを描き、強軸廻りと弱軸廻りの違いによる影響を考察します。 ○第１１回　鉄筋コンクリート梁曲げせん断実験鉄筋コンクリート梁の曲げせん断実験を行ないます。木材や鋼材と比較して、コンクリートは多彩な破壊性状を示すので、その性状を詳細に観察・記録します。曲げひび割れ、曲げせん断ひび割れ、せん断ひび割れ、付着割裂ひび割れ、圧潰等の破壊を詳細に観察します。同時に、荷重と梁中央部の変位を記録し、後のレポートで荷重―変位曲線を描き、主筋の太さの違いによる影響を考察します。 ○第１２回　比重の測定及びシュミットハンマー試験　木材の圧縮試験コンクリートの比重は、構造計算の際、2.3を用いますが、自分たちで調合したコンクリートの比重を測定して、比較検討を行ないます。次いで、曲げ供試体を用いて、圧縮強度を推定する非破壊試験法であるシュミットハンマー試験を行ないます。測点２５点に対し、反発係数を求め、換算式によりコンクリート圧縮強度を推定します。木材の圧縮試験は繊維方向と繊維と直角方向の２方向について行います。実験を通して、繊維方向の影響を理解します。 ○第１３回　コンクリートの圧縮試験・割裂試験調合強度の異なる２種類のコンクリートのシリンダー供試体を用いて、破壊試験である圧縮試験と割裂試験を行ないます。本実験は実験機である１０００ｋNアムスラーを各自で操作して行ないます。操作は簡単ですが、注意事項を守り慎重に行なうことが大切です。前回の実習で求めたシュミットハンマー試験による強度と比較検討します。また、圧縮強度と割裂強度との関係を考察します。 ○第１４回　コンクリートの曲げ試験コンクリートの曲げ供試体を用いて、曲げ試験を行ないます。曲げ試験は、３等分点載荷で行ないますが、その曲げモーメント図とせん断力図を示し、試験区間が純曲げ状態であることを理解します。曲げ強度を実験的に求めることが主目的ですが、プレーンコンクリートの破壊性状も観察します。 ○第１５回　実験データの整理・考察 PC教室を利用して、実験データの整理を行ないます。各種実験で、様々な実験データが得られますが、そのデータを表計算ソフトを用いて整理する方法を説明します。作表作業に加えて、グラフの作成、荷重―変位曲線の描き方等を説明し、実習します。 ○第１６回　期末試験簡単な計算が主体の試験になるので、試験時間は６０分とします。教科書、ノート、配布物、参考書等は持込不可です。計算用具（電卓、ポケコン、ノートパソコン）は持込可とします。各種実験後に整理したレポートを理解しておくことが肝要です。	第１回資料配布第２回資料配布レポート１予習６０分　　レポート６０分第３回資料配布レポート２予習６０分　　レポート６０分第４回資料配布予習６０分第５回資料配布レポート３予習６０分　　レポート６０分第６回資料配布レポート４予習６０分　　レポート６０分第７回資料配布レポート５予習６０分　　レポート６０分第８回資料配布レポート６予習６０分　　レポート６０分第９回資料配布レポート７予習６０分　　レポート６０分第１０回資料配布レポート８予習６０分　　レポート９０分第１１回資料配布レポート９予習６０分　　レポート９０分第１２回資料配布レポート１０予習６０分　　レポート９０分第１３回資料配布レポート１１予習６０分　　レポート９０分第１４回資料配布レポート１２予習６０分　　レポート９０分第１５回資料配布レポート１３予習６０分　　レポート９０分
授業の運営方法	授業の後半に実験データの整理を行ない、レポートを提出します。
備考
学生が達成すべき到達目標	建築の主な構造材料である木材、鋼材、コンクリートの物理的・力学的特性を理解する。材料力学で学んだ軸方向応力度、曲げ応力度、曲げ変形量等を実験を通して再確認する。各種構造の力と変形の関係を実験を通して理解する。各種構造の塑性域での挙動・破壊過程を観察し、理解する。

評価方法	評価の割合	評価の実施方法と注意点
試験	40	実験の内容・目的を理解しているかを確認します。
小テスト
レポート	30
成果発表
作品
その他	30	授業に欠席したり、遅刻・早退せずに、意欲的に取り組んだ場合、評価の対象とします。
合計	100	―