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建設材料工学研究室  - 埼玉大学 工学部 建設工学科

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建設工学実験

建設工学実験(コンクリート実験)(T76460)

建設工学科 3年次 前期 火曜 3-5限

担当教員:牧 剛史、浅本 晋吾、ルアン ヤオ

場所:建設工学科2号館 32番講義室,研究実験棟 建設材料実験室,第2実験棟 構造振動実験室


本科目は,社会基盤施設の構築において重要となる地盤,水,建設材料について,その具体的な特性を,実験を通して実際に自分の目と手によって確認する実験系科目である。

ここでは,コンクリートと鋼材という,建設構造物に広く用いられる材料の基本特性およびそれによって構成される構造部材の基本的な挙動を,実際に自分の手によって確認することを目的とする。

したがって,建設材料工学およびコンクリート工学I・IIが密接に関連している。

!!!!!ATTENTION !!!!!

レポート提出時,ホッチキスで綴じる場合は左上一箇所でお願いします。

データのダウンロードは、PCからお願いします。iPhoneやiPadなどiOSのモバイル端末では仕様上、文字化けします。

2017.7.3第4回講義資料をアップしました。
2017.7.3第4回レポート書式をアップしました。
2017.7.5第4回(Bグループ)実験結果をアップしました。
2017.7.12第4回(Cグループ)実験結果をアップしました。
2017.7.19第4回(Aグループ)実験結果をアップしました。

◆ 講義の目的と概要

授業の目的

所要の性能を有するコンクリートを作製するための手法を習得し, さらにコンクリートで構成される構造部材の力学性能を理論・実験の両面から理解することを目的とする。

また,実験で測定されたデータを適切に整理し,生じた現象を計測データから的確に類推し, それを明確かつ簡潔にレポートとしてまとめる方法を習得する。

授業の内容

以下の基本的な実験を実施して,コンクリート工学の一連の理論と実際の材料,構造挙動の実態を比較考察する。

  • コンクリートの配合設計と練り混ぜ試験
  • コンクリートおよび鉄筋の強度試験
  • 曲げを受ける鉄筋コンクリート梁の載荷実験
  • 曲げを受けるプレストレストコンクリート梁の載荷実験

授業の方法

実験前には,教室で実験に必要な理論を簡単に説明し,実験との比較を行うための計算を行う。その後,実験作業に関する補足説明を行う。

実験は,実験室で約15名程度の2班構成によって該当する実験を行う。

実験後には,実験結果と事後課題をまとめたレポートを提出する。

◆ 講義日程

各回のテキストは、pdfファイル形式で収納されている。(Adobe Readerのダウンロードはこちらから)

講義内容の詳細は下記を参照のこと。

第1回 コンクリートの配合設計と練り混ぜ試験

【実施場所:建設工学科2号館 32番教室→研究実験棟 建設材料実験室】

セメント,水,細骨材,粗骨材と様々な種類の材料によって構成されるコンクリートは, 各材料の混合割合によってその材料特性が決定される。

ここでは,その混合割合を決定するための配合設計を実際に自分の手で行い,計算された配合条件を用いて実際にコンクリートの練混ぜを行う。

所要の材料特性が得られる示方配合を決定した上で,強度試験用の試験体を作製する。

【スケジュール】

Bグループ:2017/4/25
Cグループ:2017/5/9
Aグループ:2017/5/16

第2回 コンクリートおよび鉄筋の強度試験

【実施場所:建設工学科2号館 32番教室→研究実験棟 建設材料実験室、第2実験棟 構造振動実験室】

コンクリートは,各構成材料を混合してから所要の強度を発現するまでにある程度時間(養生という)が必要である。

また,養生の間に置かれた環境(温度や湿度など)によっても,硬化したコンクリートの強度が左右される。

ここでは前回に各自が作製したコンクリートが,配合計算時に想定していた所要の強度を発現しているかどうかを,現行の試験方法に準拠した方法で実際に測定する。

測定項目は,圧縮強度・引張強度・静弾性係数の3項目である。

さらに,次の鉄筋コンクリート梁で用いる鉄筋の強度試験を行い,梁の設計で必要な鉄筋強度について計測を行う。

コンクリート,鉄筋それぞれの応力-ひずみ関係について理解する。

【スケジュール】

Bグループ:2017/5/23
 圧縮試験結果 /  鉄筋引張試験結果
Cグループ:2017/5/30
 圧縮試験結果 /  鉄筋引張試験結果 /  割裂引張試験結果(TA実施分)
Aグループ:2017/6/6
 圧縮試験結果 /  鉄筋引張試験結果

第3回 曲げを受ける鉄筋コンクリート梁の載荷実験

【実施場所:建設工学科2号館 32番教室→第2実験棟 構造振動実験室】

コンクリート工学I,IIで学んだ知識をもとに,鉄筋コンクリート梁のひび割れ発生荷重,終局耐力を実験前に計算する。

その後,実験室に移動し載荷実験を行い,主鉄筋のみ配筋した鉄筋コンクリート梁,主鉄筋・せん断補強筋を配筋した鉄筋コンクリート梁それぞれに発生し得る破壊形式を自分の目で確認する。

また,実験前に行った耐力計算との比較を行い,適用理論の精度を確認する。

【スケジュール】

Bグループ:2017/6/13
 試験結果 /  梁No.2許容応力時ひび割れ画像
Cグループ:2017/6/20
 試験結果 /  梁No.2許容応力時ひび割れ画像

ひび割れ発生位置とひずみゲージ貼付位置のズレのため,No.2の鉄筋ひずみの変化におかしな箇所が認められましたので,考察時に混乱を招きそうな部分はデータを削除してあります。

No.2の荷重-鉄筋ひずみ関係のグラフは,北側鉄筋ひずみ1の結果を使って描画してみてください。

Aグループ:2017/6/27
 試験結果 /  梁No.2許容応力時ひび割れ画像

供試体載荷位置の偏りのため,No.2のコンクリート圧縮縁ひずみの変化に不自然な箇所が認められましたので,考察時に混乱を招きそうな部分はデータを削除してあります。

No.2の荷重-コンクリート圧縮縁ひずみ関係のグラフは,北側コンクリート圧縮縁ひずみの結果を使って描画してみてください。

第4回 曲げを受けるプレストレストコンクリート梁の載荷実験

【実施場所:建設工学科2号館 32番教室→第2実験棟 構造振動実験室】

コンクリート工学I,IIで学んだ知識をもとに,プレストレストコンクリート梁のひび割れ発生荷重,耐力を実験前に計算する。

その後,実験室に移動し載荷実験を行い,プレストレストコンクリート梁の載荷実験を行い,曲げ破壊性状を自分の目で確認する。

また,実験前に行った耐力計算との比較を行い,適用理論の精度を確認する。

【スケジュール】

Bグループ:2017/7/04
 試験結果
Cグループ:2017/7/11
 試験結果

考察時に混乱を招きそうなデータは削除してあります。

荷重-中央PC鋼棒ひずみ関係のグラフは,中央PC鋼棒ひずみ2の結果を使って描画してみてください。

Aグループ:2017/7/18
 試験結果

考察時に混乱を招きそうなデータは削除してあります。

荷重-中央PC鋼棒ひずみ関係のグラフは,中央PC鋼棒ひずみ2の結果を使って描画してみてください。

第5回 実験のまとめ

【実施場所:建設工学科2号館 32番教室】

地盤,水理実験とともに実験についてのまとめを行う。

【スケジュール】

全員:2017/7/25

◆ 授業の進め方

  • 当日は必ず13時に32番教室に集合すること。授業開始時及び終了時に出欠をとる。
  • 実験においては,基本的には以下のように授業を進める。
    1. 32番教室にて,実験に必要な理論,計算方法,実験方法および注意事項の説明を簡単に行う。
    2. 実験室へ移動して,実験を実施する。
    3. 実験結果(と事後課題)を含めたレポートを,左上一箇所をホッチキスで綴じ,次週火曜日9:00までに建設2号棟2階レポートボックスに提出する。

◆ 実験レポートの作成方法

  • 実験レポートは,Word や Excel を利用した作成を原則とする。
  • 手書きによるレポートも受け付けるが,いずれの場合も必ず,こちらで指定した書式に即したものをつけること。
  • 実験レポートは,以下の内容を必ず盛り込むこと。
    • 実験結果
    • 考察
    • 事後課題(適宜)
    • 感想
  • 実験目的や実験方法も記載されるのが本当の実験レポートであるが,本実験においてはレポート作成の手間を節約するため,実験目的と実験方法については省略しても構わないこととする。したがって,結果がきちんとまとめられていないものや,考察がしっかりとなされていないレポートは大幅に減点する。提出さえすればいいというものではない。
  • 「考察」とは示方書等の文献や他人のレポートを書き写すことではない。実験結果を見て,自分なりに考えたことを書くものである。どんなに小さなことでもよいので,必ず自分で考えた内容を書くこと。その際,部分的に示方書や他の文献を引用することは構わないが,引用した時は必ず印をつけて引用した文献名を記しておくこと。

◆ 実験室における安全管理上の注意事項(重要!!)

講義中の安全管理運営上,学年ガイダンス時に配布された「実験・実習 安全の手引き」には,各自必ず目を通しておくこと。

特に本講義に関連して重要な項目を以下に記す。

  • 実験室には,今回使用する設備以外にも危険な機械などが置いてあるが,指示のあったもの以外には許可なく勝手に手を触れないこと。
  • 実験室には重量物が置いてあり,また実験作業に際して試験体などの重量物を運搬することもある。重量物の運搬に際しては十分注意し,互いに声を掛け合いながら作業すること。
  • 腕や足の肌を露出していると重大な怪我に結びつくことがあるので,実験の受講に際しては必ずズボンと靴を着用すること。なお,本来ならば長袖シャツの着用が望ましいが,シャツについては義務とはしないので,怪我のないよう十分注意すること。
  • ネックレスなどのアクセサリーは,回転する機械等に引っ掛かり,首,腕が機械に巻き込まれる可能性があるので,実験中は外すこと。
  • サンダルでの受講は禁止する。サンダルを着用している者は,その日の実験参加を認めず,当該回を欠席扱いとするので注意すること。
  • 実験作業に際して,強力な接着剤や有機溶剤を使用することがある。これらの取り扱いには十分注意すること。

Produced by Takeshi MAKI, Shingo ASAMOTO, & Luan Yao

Structural Material Laboratory, Dept.of Civil Environmental Engineering, SAITAMA University

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