断面2次モーメントと断面係数の違いなんですが

断面2次モーメントとは、部材の変形のしにくさを表して、断面2次モーメントが大きいと、たわみにくく座屈しにくいことを示す。
それに対して断面係数は、部材の曲げ強さを表し、断面係数が大きいと曲げに対して強いことを示す。

なんですが、思うにたわみにくさと曲げ強さはイコールではないのですか?

断面2次モーメントが大きいと曲げに対しても強い。
断面係数が大きくてもたわみににくい。

とはかならずしもならないのでしょうか?
いまいち区別してる意味がよくわかりません
ご教授くださいませんか

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A 回答 (7件)

先ず,「曲げ強さ」と「たわみにくさ」から整理しましょう。



     +-- M --+ 
     ↑T        ↓C
P → =------=   →δ
    |A    |   B|
    |   J    J  |
    |          |
(絵が巧く書けません)
荷重(P)によって,曲げモーメント(M)が生じる。
曲げモーメントは,材料の左と右に引張力(T)と圧縮力(C)を生じさせる。
(A)部分(=)は引張強度を超えた時に破壊し,(B)部分(=)は圧縮強度を超えた時に破壊する。

この時,(A)部分の負担する力(T)が同じならば,(A)の面積(=)が大きい程破壊しにくい。又,中心点からの距離(J)が大きいと破壊しにくい。簡単に言ってしまえば,この時の(A)の面積と距離(J)を掛けたものが,曲げ外力に抵抗する抵抗曲げ強度を決めるための係数,即ち,断面係数(Z)です。

つまり,曲げ強度に影響を与える断面係数は,材料の材質,強度,変形などに関係なく,形状と距離だけで決まります。

一方,(A)部分に作用した引張力(T)は,(A)部分を伸ばす,即ち,変形させます。この時の変形量は,フックの法則によって,形状,距離に加えてヤング係数によって決まります。
この時,変形量は断面の外縁が最も大きく,中心位置に近いほど小さくなります。この時の形状の変化率を表すのが断面2次モーメントです。
(A)部分が引張によって伸び,(B)部分が圧縮による縮んだ結果,この材料はδ方向に変形します。この変形量がたわみです。

つまり,断面係数と断面2次モーメントは,公式は似ていますが,断面係数は曲げ抵抗強度に関する量であり,断面2次モーメントは変形率に関する量であって,お互いに全く関連性のない形状に関する係数です。

// たわむ=まがる
は,変形に関するもので,強度とは関係有りませんので,断面2次モーメントにだけ関係する語句です。(たくさん曲がっても=たわみが大きくても,破壊するとは限らない。)

これを踏まえて,

// たとえば
// I>Zの場合だと割り箸のようにたわみにくいけど折れやすく
// I<Zの場合だと釣竿のようにたわみやすいけど折れにくい
// とかだとイメージできるんですが

というのは,上記の断面係数と断面2次モーメントの理屈から言うと,正解とは言えませんが,結果的に,強度とたわみの関係を言い表している,とっても素敵な例として有効だと思います。(今後,私にも使わせてください。)

この例の(I)を,曲げ剛性(EI)と言い換えれば,強度と変形の関係を表す例として完璧かもしれません。つまり,変形=たわみの話をする時,(I)が単独で使われることはなく,常に一組の概念として,曲げ剛性(K=EI)として使われる,と言うことです。

これらの断面に関する諸量は,構造力学や材料力学において,数学的に積分を用いて説明され,イメージとして説明されることはほとんど有りません。ですから,実際に計算する事は出来ても,どのようなイメージかと聞かれると答えに窮して仕舞うのも仕方ない事だと思います。私もその一人ですが・・・

どちらにしても,断面係数と断面2次モーメントの関連性について,1級建築士でもイメージする事が難しい概念ですから,イメージ化して素人に説明するのは,多少無理があると思います。
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この回答へのお礼

またまたありがとうございます

>つまり,断面係数と断面2次モーメントは,公式は似ていますが,断面係数は曲げ抵抗強度に関する量であり,断面2次モーメントは変形率に関する量であって,お互いに全く関連性のない形状に関する係数です。

目的は違うけど結果的に似たような
意味になると言うことかな?

体が大きい人は力が強い→Z
筋肉の発達してる人は力が強い→I
筋肉の発達してる人は体が大きい
ってとこでしょうか?・・・違うか^^;


>とっても素敵な例として有効だと思います

当たらずも遠からずと言ったところ何すかね?^^ゞ

>どちらにしても,断面係数と断面2次モーメントの関連性について,1級建築士でもイメージする事が難しい概念ですから,イメージ化して素人に説明するのは,多少無理があると思います。

わかりました。
いろいろご教授ありがとうございました。

お礼日時:2006/06/01 18:49

おバカの#1です^^;ごめんなさいです…


poppaiさんは一級を受けられてたんですね、ほんと失礼しましたm(__)m

わたしも昔がんばってみたんですが、むずかしくてあきらめてしまいました…

でも、せっかくのいい機会でしたので昔の本、ちょっと出してみました。

数学的でなくて文学的に「曲げ」と「たわみ」の違いというと、
曲げモーメントの計算まではヤング率が考慮されてなくて断面だけで決定する
次元で、たわみ、になってはじめてヤング率が考慮される、という感じでは
どうでしょうか?
(他の先生のみなさんもどうぞ添削?よろしくおねがいします^^;)

私もこの機会にまた再勉強してみたいと思いました。
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この回答へのお礼

落ちレスにお付合いくださいまして
ありがとうございますm(_ _)m

>数学的でなくて文学的に「曲げ」と「たわみ」の違いというと、
曲げモーメントの計算まではヤング率が考慮されてなくて断面だけで決定する
次元で、たわみ、になってはじめてヤング率が考慮される、という感じでは
どうでしょうか?

これだと数式(公式)を文章で説明してることになりますよね^^;

なんというか現象がイメージできなくて。。
IとZが逆転する場合があると言うことは
たわみにくいけど曲げ弱い場合と
たわみやすいけど曲げ強いと言う場合が
逆転すると言うことですよね

たとえば
I>Zの場合だと割り箸のようにたわみにくいけど折れやすく
I<Zの場合だと釣竿のようにたわみやすいけど折れにくい
とかだとイメージできるんですが
違いますよね。。
こんなイメージで理解できればいいのですが。。
ようは素人の方にたわみ強さと曲げ強さの違いを
説明をしようとした場合どう説明すればわかりやすいか
かな。。とか

お礼日時:2006/05/31 11:36

基本的なことを説明するのはここでは無理だと思うので考え方のさわりだけ。


断面二次モーメント(I)というのは、部材の、一定方向による力に対して全体の曲げ変形のしにくさ。
断面係数(Z)は、断面の縁応力度を求める時に使う係数です。断面二次モーメントを中立軸からの距離で割ったものが断面係数です。
どちらも、大小関係はせいや巾が大きくなれば大きな数字になるのは同じです。
力の方向によって曲げモーメント(M)が発生し、部分によって引っ張りや圧縮がかかります。
たとえば長方形の断面の梁があったとして、
真ん中辺に柱(荷重)が乗っていたとします。
梁の断面の上端は圧縮力が、梁の下端は引っ張り力がかかります。また、梁の断面の中心部は中立軸で力がかからない。縁にいけばいくほど力が大きくかかる。
その力をだすのにZを使うのです。M/Z

ますますわかりずらいでしょうかね…。
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この回答へのお礼

ありがとうございます

>ますますわかりずらいでしょうかね…。
>断面二次モーメント(I)というのは、・・・
・・・その力をだすのにZを使うのです。M/Z

と言うのはわかっています。
一応一級建築士でお勉強はしました。^^;ゞ
前のお礼にも書きましたがようは
たわみにくさと曲げ強さの文法的な違いが
区別できません^^;

お礼日時:2006/05/30 22:04

何が聞きたいのかが分かりました。



結論から言えば,おっしゃるとおりです。

部材の成(D)及び幅(B)とを変数として,断面2次モーメント(I)は,(I)は,(B)x(D^3)に比例する。かつ,断面係数(Z)は,(B)x(D^2)に比例するという事であって,部材の成や幅と直接比例するわけではありません。

例えば,数字の遊びかもしれませんが,
B=1,としてDを変化させると
I=1・2^3/12=1・2^2/6=Z
D=2では, Z=I となる,という現象も生じます。

質問者さんの比較の場合,
変数(B)と乗数を持つ変数(H)を別に考えると,
// (1)Hが3でBが2の場合と
// (2)Hが4でBが1の場合とでは
(1)を基準に考えると
Bは,2->1に減少し,(I)と(Z)に与える影響は同じ。
Hは,3->4に増加し,(I)は,(4^3)増加,(Z)は,(4^2)増加となります。つまり,高さの変化は,幅の変化に比べて断面性能に与える影響が大きいという事になります。

影響が異なるという事は,任意の2部材間の断面2次モーメントと断面係数に直接的な関連性はない,という結論になりますので,

// つまりこの場合
// (1)より(2)の方が曲げ強いけどたわみにくい
// となるんですよね?

// I=は(1)="4.5"<(2)="5.3"ですが
// Z=は(1)="3.0">(2)="2.6"になってしまい

とすれば,
(1)は(2)より強く,(1)より(2)はたわみにくい。
という結論でよいという事になります。

任意の形状を持つ2部材を比較した場合,それぞれその部材と相手方の部材の断面2次モーメントと断面係数の間に,直接的には何の関係もない,よって,現実的には,これらの組み合わせのうち,断面2次モーメントと断面係数に影響を与える(B)と(D)の変化状態を別に考慮しながら,最も適当な(B)と(D)を選択するという作業をすることになります。
因みに,梁の成は,(H)eightよりも(D)epthの方が,よく使われます。
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この回答へのお礼

ありがとうございます

数式的な理解が苦手なので
詳しい解説になればなるほど
ちんぷんかんぷんになります^^;
違いがあるのはわかるんです。
それを力学的に数式で判断したいとかじゃなく
単に曲げ強さとたわみにくさの違いを文法的解釈で理解したいんです^^;
YAHOO辞書で調べると
たわむ=まがる
なんですよね^^;
たわみ量が曲げ強さならZっていらないじゃん?
と思いきや逆転する場合があるので…

お礼日時:2006/05/30 21:54

ある一面からみれば,質問者さんの疑問は尤もです。


「区別」という視点からみると,

断面2次モーメントは,荷重とたわみの「形状」に関する比例定数で,形状の面からみた変形のしにくさを表しています。又,断面係数は,曲げモーメントと応力の「形状」に関する比例定数で,形状の面からみた材料の曲げ強さ(曲げにくさ)を表しています。
この関係は,どちらも1次関数になっています。例えば,
y=4x   ・・・(1)
y=2x  ・・・(2)
という1次関数の,4,2,即ち,傾きと同じ意味を表しています。断面2次モーメントと断面係数の数値が違うというのは,単に,比例定数が違う=1次関数の傾きが違うと言うことであって,性質としては同じです。

つまり,たわみにくい材料=曲げにも強い材料,と言うことで,例えば,H形鋼の様に同じ形状の材料であれば,断面2次モーメントが大きい=断面係数も大きいと言う比例関係になっています。

断面係数と断面2次モーメントには,
Z=I・2/D
I=Z・D/2
と言う関係があり,唯の比例定数ですから,曲げ強さを表すのに断面2次モーメントを用いることも出来ます。
例えば,
M=Z・σ=(I・2/D)・σ
δ=P・L^3/(3EI)=P・(L^3/(3EZD/2))
という具合で,曲げ強さの場合は(I・2/D)が比例定数,変形の場合は(L^3/(3EZD/2))が比例定数で,断面2次モーメントは比例定数を構成する形状に関する部分です。

「区別する」というのは,簡単にいってしまって良いかどうか分かりませんが,誤解を恐れずに簡単に言って仕舞えば,
曲げ強さと変形という現象の全く異なった比例関係を表すのに,同じ比例定数を使うと計算式が煩雑になるので,使い方に応じて使いやすい形に纏めているだけ,
と言うことになりそうです。

こんな説明をしたら,専門家に怒られるのでしょうかネ・・・

以上,理論的には多少おかしな説明かもしれませんが,イメージが掴めれば幸いです。参考にしてください。
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この回答へのお礼

ありがとうございます。

>つまり,たわみにくい材料=曲げにも強い材料,と言うことで,例えば,H形鋼の様に同じ形状の材料であれば,断面2次モーメントが大きい=断面係数も大きいと言う比例関係になっています。


たとえば□の断面形状で
(1)Hが3でBが2の場合と
(2)Hが4でBが1の場合とでは
I=は(1)<(2)ですが
Z=は(1)>(2)になってしまい
かならずしも比例しないんですよね
つまりこの場合
(1)より(2)の方が曲げ強いけどたわみにくい
となるんですよね?
ん~こんがらがってきた。。

お礼日時:2006/05/28 13:24

例えば、建物の梁の安全性を考える際に、たわみの影響が大きいのか曲げの影響が大きいのかを考えます。

(どちらの許容値で定まるのか)
一般的には、長さが長い梁はたわみで定まり、短い梁は曲げで定まります。
そのため、断面2次モーメントと断面係数を使い分けます。
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この回答へのお礼

ありがとうございます

私が基本的にわかっていないのは
たわむって曲がることですよね??
曲がるってたわんでることですよね??
それなのにたわみにくさと曲げ強さ??
って感じなんですね^^;

分けてるということは
たわむけど曲がりにくい
曲がりやすいけどたわみにくい
ってあんのかな??

お礼日時:2006/05/28 13:21

こんにちわ


私も文系なので、構造力学はちんぷんかんぷんで大変困った苦い思い出
しかありませんでした^^;

でもこれは住宅購入消費者としてとか、資材販売セールスマンなどの
一般人が概念的にとらえるには単純に「国語的」に捉えて大丈夫です。

>思うにたわみにくさと曲げ強さはイコールではないのですか?

これは「イコール」というと「数学的」に突っ込まれてしまう訳ですが、
比例しているから、一般人的にはイコールだと、いえ…もとい、同様、
程度の単語がいいのかもしれません、断面係数が大きければ二次モーメ
ントも大きいから一緒、とにかく大きければ強い、と思っていればいい
と思います。(「係数」だから、これすべてが「係っている」、と国語
的に理解して差し支えないと思います)

私は断面係数のほうが「算数」で済むので助かります^^;

>いまいち区別してる意味がよくわかりません
区別しているのは、二次モーメントのほうは「かかる力の総和」という
概念ですから、この数字はほんとうに力を表わしているんですが、断面
係数のほうは結果的に力の強弱なのですが、概念的にはあくまで係数、
なんですね。
でも単位がcmの4乗、とか、cmの3乗、という変な単位でこれまた頭
が混乱しますね。力の単位ならキログラムとかニュートンになりそうで
すが、
これは「便宜上」部材は絶対に均一な素材成分である、と仮定して一般
理論をくみたてる必要から、絶対均一なら断面積に比例して力を計測で
きる、という便宜的な単位の置き換えをしているだけなので、「cm4っ
て4次元空間のサイズなのか?」と勘ぐってはいけないのだそうです^^;

力学的な証明にはいやらしい数式で頭いたくなっちゃいますね。
区別の正しい説明もありますが、国語的にはなんだか言語明瞭意味不明
なのが理数系のいいところ?ですよね^^;
http://www.htokai.ac.jp/DA/wtnb/study/ism/sm5.html
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この回答へのお礼

ありがとうございます

ほんと難しいですね。
私は基本的にわかっていないようです。。
曲げ強さがマグニチュードの大きさで
たわみ量が震度みたいなもんかな
やっぱ違うな。。^^;

お礼日時:2006/05/28 13:20

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 ねじり作用は、「紙面に垂直な」中立軸を中心に、断面を「紙面内で回転」させます。
 だけど、中立軸を求める発想はどちらも同じです。曲げ作用なら、
  ・曲げ歪みは、中立軸からの符号付き距離に比例する。
  ・曲げモーメントは偶力だから、応力合計は0。
  ・応力は歪みに比例する。
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 断面の正面図が、紙に書かれていると想像して下さい。曲げ作用は、紙面上に横に引かれた中立軸を中心に、断面全体を「紙の前後に回転」させます。
 ねじり作用は、「紙面に垂直な」中立軸を中心に、断面を「紙面内で回転」させます。
 だけど、中立軸を求める発想はどちらも同じです。曲げ作用なら、
  ・曲げ歪みは、中立軸からの符号付き距離に比例する。
  ・曲げモーメントは偶力だから、応力合計は0。
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という事から、断面剛性一定なら、
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断面2次モーメントが大きいと曲げに対しても強い。
断面係数が大きくてもたわみににくい。

とはかならずしもならないのでしょうか?
いまいち区別してる意味がよくわかりません
ご教授くださいませんか

Aベストアンサー

先ず,「曲げ強さ」と「たわみにくさ」から整理しましょう。

     +-- M --+ 
     ↑T        ↓C
P → =------=   →δ
    |A    |   B|
    |   J    J  |
    |          |
(絵が巧く書けません)
荷重(P)によって,曲げモーメント(M)が生じる。
曲げモーメントは,材料の左と右に引張力(T)と圧縮力(C)を生じさせる。
(A)部分(=)は引張強度を超えた時に破壊し,(B)部分(=)は圧縮強度を超えた時に破壊する。

この時,(A)部分の負担する力(T)が同じならば,(A)の面積(=)が大きい程破壊しにくい。又,中心点からの距離(J)が大きいと破壊しにくい。簡単に言ってしまえば,この時の(A)の面積と距離(J)を掛けたものが,曲げ外力に抵抗する抵抗曲げ強度を決めるための係数,即ち,断面係数(Z)です。

つまり,曲げ強度に影響を与える断面係数は,材料の材質,強度,変形などに関係なく,形状と距離だけで決まります。

一方,(A)部分に作用した引張力(T)は,(A)部分を伸ばす,即ち,変形させます。この時の変形量は,フックの法則によって,形状,距離に加えてヤング係数によって決まります。
この時,変形量は断面の外縁が最も大きく,中心位置に近いほど小さくなります。この時の形状の変化率を表すのが断面2次モーメントです。
(A)部分が引張によって伸び,(B)部分が圧縮による縮んだ結果,この材料はδ方向に変形します。この変形量がたわみです。

つまり,断面係数と断面2次モーメントは,公式は似ていますが,断面係数は曲げ抵抗強度に関する量であり,断面2次モーメントは変形率に関する量であって,お互いに全く関連性のない形状に関する係数です。

// たわむ=まがる
は,変形に関するもので,強度とは関係有りませんので,断面2次モーメントにだけ関係する語句です。(たくさん曲がっても=たわみが大きくても,破壊するとは限らない。)

これを踏まえて,

// たとえば
// I>Zの場合だと割り箸のようにたわみにくいけど折れやすく
// I<Zの場合だと釣竿のようにたわみやすいけど折れにくい
// とかだとイメージできるんですが

というのは,上記の断面係数と断面2次モーメントの理屈から言うと,正解とは言えませんが,結果的に,強度とたわみの関係を言い表している,とっても素敵な例として有効だと思います。(今後,私にも使わせてください。)

この例の(I)を,曲げ剛性(EI)と言い換えれば,強度と変形の関係を表す例として完璧かもしれません。つまり,変形=たわみの話をする時,(I)が単独で使われることはなく,常に一組の概念として,曲げ剛性(K=EI)として使われる,と言うことです。

これらの断面に関する諸量は,構造力学や材料力学において,数学的に積分を用いて説明され,イメージとして説明されることはほとんど有りません。ですから,実際に計算する事は出来ても,どのようなイメージかと聞かれると答えに窮して仕舞うのも仕方ない事だと思います。私もその一人ですが・・・

どちらにしても,断面係数と断面2次モーメントの関連性について,1級建築士でもイメージする事が難しい概念ですから,イメージ化して素人に説明するのは,多少無理があると思います。

先ず,「曲げ強さ」と「たわみにくさ」から整理しましょう。

     +-- M --+ 
     ↑T        ↓C
P → =------=   →δ
    |A    |   B|
    |   J    J  |
    |          |
(絵が巧く書けません)
荷重(P)によって,曲げモーメント(M)が生じる。
曲げモーメントは,材料の左と右に引張力(T)と圧縮力(C)を生じさせる。
(A)部分(=)は引張強度を超えた時に破壊し,(B)部分(=)は圧縮強度を超え...続きを読む

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木造建築物の主要構造部材の断面欠損についての考え方を教えてください。
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Aベストアンサー

北国の設計屋さんです。
横架材の梁材の欠き込み・欠き取りは、引張と曲げ応力を受ける梁下部部分では禁止事項とされています。
学会編「木構造計算基準・同解説」に記載されています。
梁の側面に、根太欠きや小梁の大入れする場合、欠き取り分の断面性能分が控除されて梁自体の耐力が低下しますので、欠き取る梁の断面寸法の安全確認が必要となります。
構造計算で断面算定計算する時は、それらを考慮した断面寸法として計算する事となります。
梁巾を増すか、梁背を増すかは、計算により決定する事となります。
単純に梁背を1~2寸増して決定するのは、経済的ではなく不経済という事です。

例として
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ご参考まで

北国の設計屋さんです。
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梁巾を増すか、梁背を増すかは、計算により決定する事となり...続きを読む

Q断面係数

断面係数Zの公式はZ=I/yで
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Aベストアンサー

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私は建築士です。木造建築は経験がなく最近勉強をはじめました。
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Aベストアンサー

北国の設計屋さんです。
本来ならば、木造二階建も構造計算をして主要構造体の部材断面を算定するのが本筋です。
でも、木造二階建なら構造計算は複雑で面倒くさいので、概算で設計荷重を求めて梁のスパンで梁の断面を求める梁断面算定表があります。
木材技術センターからそれに関する参考図書が販売されています。
また、住宅性能表示の構造規定の安全な梁断面の算定でも上記本は活用できます。
木材技術センターで検索すれば参考図書の情報が得られるでしょう。

昔から大工さんに言い伝えられている方法は、構造計算しても概ね安全と出ますが、極端に集中荷重がかかったりする場合、安全にならない場合があります。
まあ、この場合、手計算でその梁の断面算定をして断面を決定するしかありません。
上記参考図書の梁断面算定表も荷重状態によっては、手計算でその梁の断面算定をして断面を決定するしかありません。

参考に昔から大工さんに言い伝えられている梁断面(梁背)の決め方。
小屋梁・一間四寸(梁スパン1.8mで12cm)
床持ち一寸増し(小屋梁で求めた梁背に+3cm)
柱受け一寸増し(柱一本ある毎に梁背に+3cm)
大梁受け一寸増し(大梁一本受ける毎に梁背に+3cm)
小梁2丁一寸増し(小梁一本受ける毎に梁背に+3cm)
土蔵桁一寸増し(桁梁は、梁背に+3cm)
梁算定例
小屋梁 スパン2間(3.64m)なら8寸梁(24cm)
小屋梁 スパン1.5間(2.73m)なら6寸梁(18cm)
二階床梁 スパン2間(3.64m)なら9寸梁(27cm)
小屋梁 スパン1.5間(2.73m)なら7寸梁(21cm)
二階床梁 スパン2間で柱一本受けるなら1尺梁(30cm)
となり、構造計算および梁断面算定表でみても安全側になりますね。
ためしに手元にある梁伏図でやってみて下さい。

>金物については本当にN値計算で求めてすべてそのとおり現場で大工さんが施工しているのでしょうか?。
良心的な施工屋さんなら施工しますが、信頼のおけない業者の場合は注意が必要です。
確りと工事監理をして施工させるようにしましょう。

ご参考まで

北国の設計屋さんです。
本来ならば、木造二階建も構造計算をして主要構造体の部材断面を算定するのが本筋です。
でも、木造二階建なら構造計算は複雑で面倒くさいので、概算で設計荷重を求めて梁のスパンで梁の断面を求める梁断面算定表があります。
木材技術センターからそれに関する参考図書が販売されています。
また、住宅性能表示の構造規定の安全な梁断面の算定でも上記本は活用できます。
木材技術センターで検索すれば参考図書の情報が得られるでしょう。

昔から大工さんに言い伝えられている方...続きを読む

Q長方形断面の断面2次極モーメントについて

長方形断面の断面2次極モーメントIpを調べていくと、サンブナンのねじり定数Jという言葉がでてきます。
使い方がどれも混同してて、よくわかりませんでした。
で、一つ目の質問。

(1)長方形断面の断面2次極モーメントIpのことを、サンブナンのねじり定数Jと言うのですか?

長方形断面の断面2次極モーメントIpの値を知りたいのですが、一般にIp=Ix+Iyとなっています。

(2)a×b断面だとすると、Ip=(ab(a^2+b^2)/12となると思うのですが、これは間違いですか?

Aベストアンサー

私は,サンブナンのねじり定数という言葉は知らないのですが,以下のような意味だろうと推測致します。

(1)回転対称断面の場合,断面2次極モーメント(Ip)は,部材のねじり抵抗係数で,
Ip=∫r^2・dA=Ix+Iy
にて算定します。
ねじりモーメント(Mt)によって,ねじり角(θ)が生じたとすると,ねじり角は,
θ=Mt/(G・Ip)
で算定できます。この時の,
(G・Ip)
は,サンブナンのねじり剛性(torsional stiffness 又は torsional rigidity)と呼ばれる定数です。
ただし,(G)は,剪断弾性係数です。サンブナンのねじり定数というのは,多分,この「ねじり剛性」の事だと思うのですが,如何でしょうか。

(2)長方形断面(axb)の場合,
Ip=Ix+Iy=(a^3・b/12)+(a・b^3/12)
ですので,
Ip=(ab(a^2+b^2))/12
です。

Q三井ホームの部材、2×4について。

ツーバイフォーの部材は実際には38mm×89mmと聞きましたがなぜ2インチ×4インチではないのでしょうか?
そして、2×6や2×10も単に38mm×89mmの倍数ではないようですがどうしてでしょうか?
どなたか教えてください!

Aベストアンサー

私の知っている範囲でお答えします。

ツーバイフォー材において

未乾燥材はすでに回答にあるようにグリーン材と呼ばれています。通称 生木(なまっき)ですね。

これに対し乾燥材はKD材(キルンドライ材)と呼ばれています。キルンと呼ばれる大窯(トンネルのようなもの)に数百本単位で製材の済んだものを入れて人口乾燥させます。よってキルンドライ材です。

未乾燥材と乾燥材はどう違うかというと

未乾燥材→含水率(木材の含んでいる水分の比率)が19%を超えるもの

乾燥材→含水率が19%未満のもの

と定義されています。

建物を建てるのに使う材料は通常、乾燥材を使います。
それは、木材は乾燥させると強度が強くなる性質があるからです。
建物の構造体に使うのですから当然ですよね。

そこで乾燥させるのですが乾燥するにつれて木材が収縮していきます。
比率が大体決まっていて、含水率が25%のものを16%にすると
2.25%の乾燥収縮になります。
2×4材(未乾燥材40×90)→乾燥後 39×88
になります。

実際、計って見ますと上記の数字位です。
木材ですので寸法にばらつきがあり、許容誤差プラスマイナス1.5ミリ位に決められています。

質問の件ですが
2×4 → 一般呼称
公称断面 → 40×90
実断面 → 38×89
このようなものかと思います。

私の知っている範囲でお答えします。

ツーバイフォー材において

未乾燥材はすでに回答にあるようにグリーン材と呼ばれています。通称 生木(なまっき)ですね。

これに対し乾燥材はKD材(キルンドライ材)と呼ばれています。キルンと呼ばれる大窯(トンネルのようなもの)に数百本単位で製材の済んだものを入れて人口乾燥させます。よってキルンドライ材です。

未乾燥材と乾燥材はどう違うかというと

未乾燥材→含水率(木材の含んでいる水分の比率)が19%を超えるもの

乾燥材→含水率が19%未...続きを読む

Q(材料力学) 複雑な断面の断面係数

材料力学の質問です。
曲げ応力のかかる断面を複数の領域に
分けて考えるとき、分割されたそれぞれの
断面の断面係数は断面二次モーメントのように
単純に足し算したらいけないんですか?
また、いけないとしたら何でですか?

Aベストアンサー

本当に材力学ぶ人なのか疑問がありますが・・

断面二次モメントもどういう計算をするかによっては、単純加算はできません。
断面係数も同様ですが、それは、主軸の位置をどこにおいて計算するかによります。
断面二次モメントの計算の場合、個々の分割された部分に共通の軸が見つかればその軸を中心に二次モメントを計算すれば、最後加算でよいのです。
断面係数は個々のの部分の主軸とその主軸から最も遠い点の座標の関数になっていますから、いくつかの部分の合成による主軸の位置が異なりますし、座標も異なります。

Q新築の部材発注後の間取り変更について教えてください

困っています…。只今旦那の実家の敷地内にて新築を建設予定しています。
旦那の敷地には元々両親と祖母が住んでおり、両親の家と祖母の家があります。
畑が間にあり、そこに結婚と妊娠をきっかけに後取り息子の旦那が家を建てる事になっています。
家の予定は私達だけでなく、祖母や両親も一緒にメーカーと話をして進めてきました。その間にたくさんもめてきました。最初は家の位置で私達の家の北側に建っている両親が日が当たらないのが嫌だからギリギリ道路側まで南側にし、東側にある祖母の家に近づきすぎないようにギリギリ西側の道路側に建設することになりました。次に家の間取りで私達が決めた間取りに両親、祖母が2階のトイレが鬼門にあたるからダメと言われ、2階の位置を部屋を狭くしても何とか鬼門から外すように変更しました。
3月に契約をし、7月から解体などの工事開始の予定なのですが、東側に駐車場を1台作る予定だったのですが、東側にみかんの木があるのでそれを絶対抜かないでと言われ、駐車場を東側に作ることができずやむを得えず南側の玄関前に1台つくりました。この為小さな庭をさらに狭くせざる終えませんでした。メーカーさんに相談して変更しました。
地鎮祭を終え、囲っていたブロックを取り壊し、畑の土を固めて今固まりを待っている所です。
頭金、最初の1000万を払い終えました。
内装や外壁、インテリアの打ち合わせもすべて終えて、後は建つのを待つだけの所に、また祖母が一階の火の元の上に2階のトイレがあるのはダメだから変更しろと言ってきました。
部材の発注も終えて、もちろんキャンセル料を払わないともう変更はできません。
しかし、祝いで渡す予定だったお金をキャンセル料にしてまでも変更しろと言うのです。今更変更なんてあり得ないし、お金もゴロッと2階すべて変えなくてはいけないので何百万もかかります。その何百万があれば一年間の食費に回したいくらいです。しかも工事が遅れるので私の出産予定日にも間に合わず、新生児をかかえながらバタバタ引っ越しになります。これまでたくさん我慢してきました。でも住むのも、ローンを払っていくのも私達だけなのになぜここまですべてを聞かなければいけないのか…
旦那は円満にしたいので祖母の言う通りにしなくてはいけないと言います…先が憂鬱になってきました。
やはり立場的に上の祖母の言う通りにキャンセルしなくてはいけないのでしょうか?
メーカーさんも困っており、火の元と水がダメと言う話は聞いたことがないと言っていました…

困っています…。只今旦那の実家の敷地内にて新築を建設予定しています。
旦那の敷地には元々両親と祖母が住んでおり、両親の家と祖母の家があります。
畑が間にあり、そこに結婚と妊娠をきっかけに後取り息子の旦那が家を建てる事になっています。
家の予定は私達だけでなく、祖母や両親も一緒にメーカーと話をして進めてきました。その間にたくさんもめてきました。最初は家の位置で私達の家の北側に建っている両親が日が当たらないのが嫌だからギリギリ道路側まで南側にし、東側にある祖母の家に近づきすぎな...続きを読む

Aベストアンサー

カテゴリー的には家の部分もありますが、家族関係の部分が主となるように感じます。

まず、家としては部材が発注済みであるのであれば設計変更に伴い設計変更料と部材の変更に伴い必要となる材料費が発生すると思われます。
金額が確定しないのは、トイレの位置だけでなく、全体のレイアウトが変わる中で、どこまで変更するかが決まらないからかと思いますが、それであればキャンセル料という名称はそぐわないのではないかと思います。

文章的に、食費が数百万かかるようにも感じますが、意味としては食費や養育費などに回したいとの重いからかと思います。

出産を控える中で、住み家が出産に間に合わなくなることや、同じ敷地内に住む方との関係、何よりも自分の見方をしてくれないご主人への不信感などがあると思います。

一般的に、ご主人の実家の敷地に土地を分けてもらうにしても済ませてもう形になるので、ある程度言い分は聞かなければならないと思いますが、程度があるでしょうね

ただ、今回妥協することで、これから先も質問者さんはだんなさんの両親や祖母の言いなりになるかねないとの不信感もあると思います。

これらの家庭と円満にすごして生きたいと思うのであれば、後のことはだんなさんに任せて質問者さんが」直接口を出すのは控えることですが、それが難しいのであれば、旦那さんとよく話し合われたほうがいいと思いますよ

これからの何十年がこれからまっているわけですからね

カテゴリー的には家の部分もありますが、家族関係の部分が主となるように感じます。

まず、家としては部材が発注済みであるのであれば設計変更に伴い設計変更料と部材の変更に伴い必要となる材料費が発生すると思われます。
金額が確定しないのは、トイレの位置だけでなく、全体のレイアウトが変わる中で、どこまで変更するかが決まらないからかと思いますが、それであればキャンセル料という名称はそぐわないのではないかと思います。

文章的に、食費が数百万かかるようにも感じますが、意味としては食費や養育...続きを読む


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