柔構造について教えてください

Question

柔らかいのに丈夫だというのがイマイチぴんとこないのです。分かりやすく解説していただけませんか。

y45u · Accepted Answer

ペットボトルとガラスビンを想像して下さい。ガラスビンは落とすと割れませんが、ペットボトルは落としても割れませんね。石をぶつけたりしても同じですね。

割り箸を想像して下さい。乾いた普通の割り箸は簡単に折ることができますが、湿っていたり水につけられた割り箸は案外折れません。

やわらかいチーズと固いチーズを想像して下さい。固いチーズよりもやわらかいチーズの方が手でちぎるのが難しいですよね。

このように固いものは荷重がかかった場合に一点にその荷重が集中しますが、やわらかいものは荷重が分散される為に一箇所に荷重が集中しないので丈夫になります。

myeyesonly · Answer

他の方々が概念についてはずいぶん説明されているので、私は具体的な構造を回答します。
硬い柱やはりなどを組むときに、複数のボルトなどで完全に固定してしまわず、ある程度の角度で回転できるように固定して強力なバネなどをいっしょにつけます。
または、はりや柱がある範囲で伸びちぢみできるように作ってその伸縮する場所にバネやゴムを入れる方法もあります。

こうすると、ゆれなどで、建物は許容範囲で変形するので、破壊しなくなります。でもちょっとしたことで、がたがた変形しては困るので、バネやゴムである程度のエネルギーを吸収し、また、伸縮、回転部分がぶつかるのも防ぎます。

ただ、気をつけることは、変形して戻るまでの時間、周期といいますが、これが、長目になりやすく、地震や風の周期とあってしまうと、際限なく派手にゆれ始めるので、しっかり計算してこの周期がそういうものと合わないように作る必要があります。

stomachman · Answer

建築の？　（違ってたら、すんません。）
　「丈夫」というのは「変形しない（剛性が高い）」のではなく「変形しても壊れない」ということです。
　大きい変形が生じても構造が破壊しないようにするために、わざと変形の自由度を残しておく構造。吊り橋なんか、まさに柔構造ですね。五重の塔なんてのも、真ん中の柱が建物全体をぶら下げている柔構造。身近では自転車の車輪のスポーク。
　剛体（固くて変形しないもの）として建物の強度を出そうとすると、太いはりや柱が必要で、重くなってしまいます。すると、それを支えるのにますます太い柱が要る。これで高層建築をやったら、柱ばっかりになってしまう。
　コンクリートは固くて、圧縮と曲げに強いけれど、一度変形が生じると崩れておしまいです。一方、多くの材料は引っ張りにとても強い。ことに鉄筋・ワイヤーなどは曲げ・圧縮には抵抗できませんが、引っ張る分には軽くて丈夫です。
　従って、地震や風で大きな力が掛かった時に、多少変形して応力が局所に集中しないようにすると共に、なるべく引っ張り力で形を保つ。こうして、軽くて壊れない構造を作るということだと理解してます。

Ponn · Answer

たとえばゴムなんかどうでしょう。硬いゴム（黒っぽいゴム）とやわいゴム（輪ゴムなど）。硬いゴムは曲がりにくいけど切れやすく、やわいゴムは曲がりやすいけど切れにくいですよね。釣り糸なんかも伸びるのに切れにくいですよね。
多分そういうことです。

一番の良い例が、化繊（化学繊維）のナイロンとかです。
昔、（今でも？？）ストッキングなんかに使ってあった繊維で、同じ太さの鋼線より強いということです。
（どうやら分子が同じ方向を向いて、伸びるのに切れないということらしいです。）

tukitosan · Answer

そのピント来ない物質は、どんなものでしょうか。
物の名前や、物質がわまらないと説明が全く違うものになってしまうと思います。

また、具体的になにが大丈夫なのでしょうか。熱ですか、圧力ですか？

補足をお願いします。
tukitosan でした。

柔構造について教えてください

ペットボトルとガラスビンを想像して下さい。

他の方々が概念についてはずいぶん説明されているので、私は具体的な構造を回答します。

建築の？ （違ってたら、すんません。

たとえばゴムなんかどうでしょう。

そのピント来ない物質は、どんなものでしょうか。

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