結論・考察

①-1：竹集成角材（30㎜×30㎜）による三方格子架構の仕口接合部曲げ試験
　実験より得られた荷重、変位の値から曲げモーメント(kN*m)と変形角(rad)を抽出し、最初の立ち上がり計測点を繰り返し点まで結ぶ。その後、繰り返し加力の最大点を結んで縦軸曲げモーメント(kN*m)と横軸変形角(rad)のスケルトンカーブを作成する。得られたスケルトンカーブと完全弾塑性モデルから降伏耐力及び終局耐力などの特性値を算出する。
　試験結果から、三方格子架構を用いた建築構造を設計する際に必要な復元力を得ることができた。
①-2：板材（4㎜×30㎜）の構造性能試験
１．竹ラミナの引張強度試験
竹ラミナについて、節を含まないラミナの引張強度は青竹と同様に維管束面積によって支配される。また、節あり試験体の耐力は節なしに比べて約20％耐力が低下する。ラミナの引張耐力は割竹より低くなるが、これは加工時に維管束面積率の高い外皮部分を切除するためだと考えられる。竹集成挽板の耐力は、ラミナ節ありと節無しの中間の値を示す。
2：乾溜処理が竹ラミナの材料特性に及ぼす影響
本研究では、竹ラミナを対象に、乾溜未処理と乾溜処理後の曲げ強度、引張強度、せん断強度の把握と、強度増減原因の考察を行った。
乾溜未処理の試験体と乾溜処理後の試験体の材料性能について、「含水率」「比重」「断面組織」の3項目をもとに比較分析を行った。含水率では約10％低減し、比重では約22％低減することが確認できた。また、断面組織の観察から、維管束の色合いと柔組織部分に影響があることが分かった。
曲げ強度試験について、結果から分析を行った。最大曲げ応力度について、乾溜処理の有無による曲げ性能の違いは見られないが、種類別では、乾溜処理の有無に関わらず、外皮圧縮側が外皮引張側に対して約27％高くなっていることが確認できた。
　引張強度試験について、含節試験体の引張強度は、乾溜処理の有無にかかわらず、節部分の引張性能に支配されていることが確認できた。最大引張応力度を乾溜未処理と乾溜処理後で比較したところ、乾溜処理を行うことで、約18％応力度が低下することが確認できた。非含節試験体において、最大引張応力度を乾溜未処理と乾溜処理後で比較したところ、乾溜処理を行うことで約19％応力度が低下する。
せん断試験について、最大せん断応力度を乾溜未処理と乾溜処理後で比較したところ、乾溜処理を行うことで、全体平で約33％応力度が低下することが確認できた。せん断破壊は、維管束繊維と平行方向に裂けるかたちで起きるため、乾溜処理によるせん断性能の低下が見られたのは、柔組織が乾溜処理によりもろくなったからではないかと推察でき、これは断面組織の観察結果とも整合する。
②モデル建築の試設計および設計法の確立
　三方格子による組木架構と板材による空間の適用として、展示スペースの制作を行った。これはイベントにおける研究室紹介の場として、竹と木を用いた展示スペースの制作を行ったものである。イベントに訪れた人々がただ通り抜けるのではなく、時々立ち止まりながら展示を見られるように配置を計画した。モデル建築設計に際し、竹の特徴を活かした空間構成を行った。レシプロカル構造を普段とは逆の方向に組み、竹が戻ろうとする復元力により、相互依存の関係が成り立つようにした。また、このシステムをユニット化して行うことにより割竹のような小断面短材による架構空間の形成が可能となった。
　ユニット自体は、ずれ止めとして接合部に番線を用いた単純な施工方法を用いており、素人による施工で空間を創出することが可能になっており、容易に手に入れることが可能な竹を用い、特別な機械を使用せずに空間が創出できる。
③プロトタイプの提案
竹集成材を板状に切断した竹集成挽板でつくるドーム空間。小断面の竹集成挽板を湾曲させることで、ユニットを作成し、ユニットをくみ上げることでドームを構成する。
　Engineering Bamboo Dome は、軸組のフラードームと同じ構成であり、材本数も特殊な場合を除いて同一である。しかし、フラードームでは５もしくは６方向から伸びた材を特殊な金具などを用いて接合する場合が多いが、このドームでは湾曲させたユニットで構成するため、ユニット同士を単純な方法で接合し、ドームを作ることが可能である。

英文要約

研究題目

Development of new structural systems and distinctive architectural designs that maximize the material properties of bamboo

申請者（代表研究者）氏名・所属機関及び職名