授業ー2

身近に使用している製品使い、その素材や構造の理解を深めます。
ここでは技術室で使っている木製の椅子を使用し、その強度をたもつための工夫や材料について学んでいきます。それぞれの環境で学習内容に必要な情報が得られる製品をお使いください。

どんな特徴の材料が使ってあるか調べよう。

木質材料はどのような特徴を持った材料なのだろうか?

Kismでも使用する木質材料について理解を深めていきます。
身近にある木質材料ですが、それらの素材の特徴と木材資源を有効に活用する意味を学びます。

樹木の体と仕組み
 維管束により根から吸い上げた水は幹を通って効率よく枝葉に給水され、光合成された有機物は別ルートを通って効率よく各器官に分配される。生物の基本構造は細胞であり、維管束も例外ではない。ただし、樹木の維管束は細長い紡錘形細胞の集束体で、顕微鏡で観察すると見事なハニカム構造体である 。建材としての木材の特徴は、「比強度が大きい(軽い割には強い)異方性材料」であるが、この写真を見ればその理由が頷けるであろう。

樹木の成長
成長の実態は細胞数の増加である。樹木の伸長成長は、茎の先端にある分裂組織によるものであり、換言すると「レンガの積み上げ方式」である。一方、肥大成長は樹皮(師部)と木部の境界面に存在する形成層(これも細胞分裂組織)の活動によるものであり、換言すると「レンガの横重ね方式」である。
一般に樹木の肥大成長は「水面の波紋の広がり」と同様であると誤解されているので、樹木の切株を見せて「中心部にある小さな年輪と外周部にある大きな年輪ではどちらが新しい(最近になって形成された)年輪ですか?」と聞くと、多くの人は「いちばん内側にある小さな年輪」と答えるが、正解は「外周部にある大きな年輪」である。
樹木は、空気中のCO2を吸収固定しながら年毎に着実に成長するが、住宅建材に利用できるサイズになるまでに長い年月を必要とする。例えば、成長が早いことで知られるスギの場合、12㎝の正角で長さ6mの通し柱を採取できる大きさに育つまでに50年以上、成長のやや遅いヒノキの場合、70~80年の養育期間が必要である。したがって、資源活用の持続性の観点から見た木造住宅の目標耐用年数は、おおむね3世代(90年)以上となる。

木材の物性
軽量性/多孔性/異方性/吸放湿性/多様性


木材のはたらき 二酸化炭素を貯める
木が生長するためには、水と光と二酸化炭素が必要です。木の中には二酸化炭素の中の「炭素」が残され酸素が排出される。
成長した木を、家具などにしたとき、蓄えられた炭素はそのまま残される。だいたい乾燥した木の50%の重さが炭素である。木製品の中に蓄えられている炭素の量を計算してみましょう。

木材の有効活用
Kismに使用されている合板も木質材料のひとつです。
木は無垢の状態で使用されるだけでなく、様々な木質材料に加工されて使用されています。
加工を加えることによって、木質材料を無駄にすることなく使用できるのです。

部材の断面形状によってどのくらい曲げ強さが変わるのだろうか
木質材料の特性上、部材の木質繊維の向きによって曲げに対する強度が変わってきます。
その特性を理解し、より強度のある構造作りに生かしましょう。

この授業で実際に生徒たちが使用したワークをご覧になりたい場合は、お問合せより
<kism_work_2>の資料閲覧希望とご連絡ください。

部材や構造を強くする工夫を調べよう。

 構造上の補強をして,丈夫な構造体を作るにはどのようにしたらよいだろうか?
その問題を考えるために、まずどのような力の加わりで構造が壊れてしまうかを確認し、その上でその解決方法となる構造上の補強を工夫しながら考えていきます。

変形を軽減させ、破壊を防ぎ、丈夫ないすにするための対策

タイトルとURLをコピーしました