A 回答 (3件)
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No.3
- 回答日時:
大会が行われているので、それを参考にすべき。
パスタ橋
http://www.fml.t.u-tokyo.ac.jp/pasta/
つまようじ橋
http://homepage2.nifty.com/SUBAL/BCindex.htm
材料による違い:
パスタ橋:材料1本でも橋となるかも。どの道、つなぎ部分は弱点ではない。
つまようじ橋:材料をつながないとダメ。つなぎ部分が弱点となる。
あと、レギュレーションに注意。
橋の支え方:
台の上に置くだけ。
台の上と横で支えてよい。
重量の掛け方:
・橋の中央に全重量をかける。(パスタ橋、つまようじ橋に共通なレギュレーション。)
・橋の全長にわたり均等(現実の橋)
で、大会結果の優勝作品。
台の上と横で支えてよい+つまようじ
逆V型。2003年以降の全作品。部材をどう作るかの勝負になってしまっている。
台の上だけで支える+つまようじ
曲弦トラス(?)。1998年作品。(横で支えていない中での最強。)
パスタ:
横で支えるかどうかは、あまり影響しない(ようにみえる。)
レギュレーションが頻繁に変わる。
構造的にアーチ不可。
キングポストトラス(第8回。台の上だけで支える)
逆V型(第 14回。台の横でも支える)
曲弦トラス?(形容しずらい...)(第15回。台の上だけで支える)
以上より、
・橋の中央に全重量をかける前提で。
横で支えていいなら逆V字で確定。
上だけの支えなら、キングポストトラス推奨。なお、上下ひっくり返したキングポストトラスも推奨。(どこを強化するか、上下ひっくり返すことで全く異なるので注意。また、接合部を如何に頑丈に作るかが関係することにも注意。)
現実の橋。
吊橋>斜長橋>トラス=アーチ>桁橋。
No.2
- 回答日時:
考えようによっては、最強の橋の構造形式はある意味明らかです。
どんな荷重を受けても壊れないように、中実大断面であれば良い訳です。しかし現実は重力下での架橋になるので、とほうもない中実大断面の橋は不可能になります。中実大断面であればある程、自重が過大になって行くからです。
しかし今回は細い木のスティックを用い、かつ何10mという橋を造る訳じゃありません。とすれば、ありったけのスティックを使って、接着剤を塗りたくって塊にし、それなりの中実大断面を造ってやれば、最強にならないはずがありません。何故なら、同じ形なら自重はスケールの3乗に比例して減少しますが、材料強度はスケール依存しないからです。
ここから言える事は、現実の構造物は「自重との闘いだ!」という事です。
という訳で現実の構造物の特性を反映するために今回の課題には、材料量の制限等が課せられていると思います。例えば材料量の制限は、自重が過大にならない制約条件と同じです。そうすると最軽量かつ最強という、相矛盾した目標を立てる事になります。
上記の目標に沿って考えられてきたのが、トラス橋や吊り橋です。例えばトラス橋では、トラス部材の接続を添接板とボルトで行います。トラス母材と同等な強度になるように、添接板の厚さやボルト本数を決めます。添接板の厚さやボルト本数は、今回は接着剤の強度などになると思います。
そのような事を全て勘案して、トラス部材に対する作用力を求め、全体系の構造計算を行い、荷重に対する最適なトラス形状を決めます。・・・と言いたいところなのですが、面倒なので現実には、最適化計算は全然行わないのが普通です。標準形状で済ませます(^^;)。
最軽量かつ最強を目標とした理論的な最適化計算は、たぶん手に負えないものになります。なので構造形状はあなたのセンスになります。でもトライアンドエラーの簡易な構造計算はたぶん必要ですよ。
「良い構造は、見た目にも美しいし計算上もスマートなものだ」と誰かが言ってました。本当だと思います。たぶん「力の流れ」を見た結果です。
http://www3.jeed.or.jp/niigata/college/event/con …
・・・良い形だなぁ~(^^)。
No.1
- 回答日時:
>一番、重さに耐えられる橋のデザインやタイプってなんですか?
長さ、高さの制限、使う木の太さ、木以外の材料(接着剤など)、荷重のかけ方、支持方法、によって違います。
>名前や構造などを教えていただければたすかります!
既存の構造が最強とは限りません。
例えばこんなのを参考に考えてみましょう。
http://www3.jeed.or.jp/niigata/college/event/con …
優勝作品は、凸レンズ形の形状です。これは上がアーチ、下が吊り橋、の力学特性を組み合わせたものです。上下の曲線の比率が微妙ですね。うまく調整されています。
しかし、専門家から見ると、この形も最強とは言えません。まだまだ工夫の余地はあります。
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