木材の材料実験

木材はどれくらいの強さがあるのでしょうか?

木目に平行に荷重を加えた場合、木目に垂直に荷重を加えた場合、さて、どちらが強いと思いますか？
今日の建築材料実験の授業では、杉材を使って実際に強度試験を行いました。
モノづくり館の地下１階、材料実験室には万能試験機（アムスラー）が設置されています。
今回は小さな木片を使用しての圧縮試験ですので、アムスラーの最大載荷重を100kN（約10t）に設定しての実験です。

木材の比重や後の応力度（材料内部に生じる単位面積当りの力）の計算のために、木片の大きさや重量を測っておきます。その後アムスラー試験機に木片をセットして徐々に力を加えていきました。しばらくすると木片はミシミシと音を立てはじめます！力に対して必死で耐えている感じです！地震などの大きな力が加わった時、こんな風に木造の骨組が耐えているんです。
実験を見守る学生達は興味津々、普段見ることのできない実験ですから、目をキラキラさせながら観察していました。

今日はさらにもう1つ、木造梁の曲げ試験も行いました。3寸5分角（約105mm角）の断面で長さ1.5の杉材を横にして、中央部に荷重を加えます。
先ほどの圧縮試験と比べて、目に見えて木造梁は変形が進みます！そしてついに荷重に耐えられなくなるとバキッ！と音を立てて折れてしまいました！その瞬間結構大きな音がするので、真剣に観察していた学生達も驚いてちょっと後ずさり・・・。
グニャリと曲がった梁ですが、荷重を取り去るとほぼ元の位置までまっすぐに戻ってしまいました。これが木材の粘り、靭性と呼ばれる性質なのです。

実験が終ると、その結果から応力度を計算し、変形量の推移と共にレポートにまとめます。どんなふうに亀裂が入ったか等、破壊後のスケッチも描いて終了です。
人の安全を守るのも建築設計の使命です。木材の持つ力、この授業で体感してもらえたでしょうか。今後、コンクリートや鉄の実験も行いますよ。