Effects on aging of mechanical characteristics of bamboo caused by conditions of harvest, preservation and treatment method, and usage environment

采收条件、保存处理方法、使用环境对竹材力学性能老化的影响

基本信息

批准号：
21K14292
负责人：
永井拓生
金额：
$ 2.91万
依托单位：
The University of Shiga Prefecture
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Early-Career Scientists
财政年份：
2021
资助国家：
日本
起止时间：
2021-04-01 至 2026-03-31
项目状态：
未结题

项目摘要

竹の物性に関する工学的評価，さらには建築利用を促進するためには，物性に影響する様々なパラメータ（種別，伐採時期，含水率等の物理的性質）を整理し，各パラメータと物性との関係を入念に明らかにする必要がある。本年度は以下の項目を実施した。（１）丸竹の曲げ特性・・・丸竹が曲げを受ける場合にもBrazier効果は生じるが，竹稈に局部座屈が生じることはほとんどなく，稈壁の割裂破壊が先行する場合が多い。これは，竹の特徴である「節」によって局部座屈が抑制されるか，もしくは竹稈の円周方向の破壊が先行するためである。本年度は，Brazier効果に関する先行研究をもとに定式化を行い，実験との比較を通じ，丸竹の曲げ破壊メカニズムおよび曲げ強度の推定について考察した。丸竹の曲げ破壊モードは，繊維直交方向の物性値から，含水率等によらず推定可能であることを実証した。（２）未乾燥・非保護処理竹を用いた丸竹柱の座屈荷重について検討を行った。竹稈の曲げヤング係数および断面形状を一定の精度で反映したモデル化を行うことにより，線形座屈解析により十分な精度で座屈荷重の推定が可能であることが分かった。（３）竹の保護処理方法について，国内外で用いられている方法・事例を調査し，効果的な方法を選定した。ホウ酸＋ホウ砂溶液を用いた方法（Boron solution）を採用し，実際に保護処理を実施した。

为了促进竹材物理性能及其在建筑中的应用的工程评价，有必要对影响竹材物理性能的各种参数（物理性能如类型、采伐期、含水率等）进行整理并进行分析。有必要仔细比较各个参数与物理特性之间的关系。今年，我们落实了以下几项工作。 (1)圆竹的弯曲性能……圆竹弯曲时也会出现火盆效应，但竹秆的局部屈曲很少发生，而竹秆壁的劈裂破坏往往先于发生。这是因为竹子特有的“结”抑制了局部屈曲，或者说竹秆的圆周方向首先断裂。今年，我们根据之前对火盆效应的研究开发了一个公式，并考虑了圆竹的弯曲破坏机制，并通过与实验的比较来估计弯曲强度。事实证明，无论含水量等如何，都可以根据垂直于纤维方向的物理性能值来估计圆竹的弯曲破坏模式。 (2) 我们研究了使用未干燥和未保护的竹子的圆竹柱的屈曲载荷。研究发现，通过以一定的精度对竹秆的弯曲杨氏模量和横截面形状进行建模，可以使用线性屈曲分析以足够的精度估计屈曲载荷。 (3)调查了国内外竹材保护处理方法的方法和实例，筛选出行之有效的方法。采用硼酸和硼砂溶液（硼溶液）的方法实际进行保护处理。