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足場架設用の仮設鋼台の強度計算をしているのですが、最大曲げ応力の計算の仕方がわかりません。

P=1,169kg

3点集中荷重の計算の公式は、A=L/4の時

Mmax=PL/2

この公式は今回のケースでも当てはまるのでしょうか?




強度計算、材料力学については全くの素人で、毎日参考文献を調べながら計算しています。

どなたかお力添えを宜しくお願い致します。

「3点集中荷重の最大曲げ応力の計算式を教え」の質問画像

A 回答 (1件)

まず、応力図(Q図、M図)を書きます。


Q図は、左側から反力と荷重を力の矢印の通りに上下させて描きます。
M図は、単純ばりに集中荷重が作用した場合は、ピンと張ったゴムひもが荷重に押された形を想像すると良いでしょう。
ここで、Q図とM図は連動しており、ある点のMの値は、その点までのQ図の面積を計算することで求められます。
このあたりは、「計算の基本から学ぶ 建築構造力学」および「ズバッと解ける!建築構造力学問題集220」(いずれもち上田耕作・著 オーム社)に分かり易く解説されています。

>3点集中荷重の計算の公式は、A=L/4の時
>Mmax=PL/2
>この公式は今回のケースでも当てはまるのでしょうか?

応力図(1)より、スパン中央でMmaxは生じるので、Q図の面積を計算すると、
Mmax=3P/2×L/2-P×L/4=PL/2となります。
しかしながら、これは公式とはいうほどのものではありませんし、
この場合は、等間隔(L/4)に作用していないので使えません。

ここでは、応力図(2)によって、Q図の面積からMmaxを求めます。
反力V=3×1169/2=1753.5
Mmax=1753.5×2.710-1169×1.499=2999.7 kg・m
∴Mmax=2999.7 kg・m

これまで、計算はkgとmで進めましたが、例えば、建築の場合、許容応力度の単位に合わせて、Nとmmで進めるのが良いでしょう。なお、1kgは約9.8Nとなります。

参考URL:http://ssl.ohmsha.co.jp/cgi-bin/menu.cgi?ISBN=97 …
「3点集中荷重の最大曲げ応力の計算式を教え」の回答画像1
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この回答へのお礼

大変丁寧な解説を頂きありがとうございます。わかりやすくとても参考になりました。

教えていただいた参考文献を揃えて再度勉強します。

ありがとうございました。

お礼日時:2011/08/04 15:58

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Q2点集中荷重の計算について教えてください。

2点集中荷重の計算について教えてください。
片側がピン支持、もう片方が固定支持の梁に
2点集中荷重P1、P2があります。
P1、P2ともそれぞれの端部からの距離は同じです。
この場合の各点の曲げモーメント、最大曲げモーメント
せん断力の計算方法がわかりません。
宜しくお願い致します。

Aベストアンサー

次のページに1点荷重の公式がありますから、
http://www.geocities.jp/iamvocu/Technology/kousiki/kousiki-kouzouhari/kousikikouzouhari.html

P1,P2 それぞれについてM,Q,をもとめて足し算すればよいです。

Q最大曲げモーメント公式 Mmax=wl²/8 

(左支持荷重×距離)-(左半分荷重×左半分荷重重心)
(P/2×L/2)-(P/2×L/4)
=PL/4-PL/8
=PL/8

どうして(左支持荷重×距離)から(左半分荷重×左半分荷重重心)を引くのか分かりません。教えてください。

Aベストアンサー

まず、この問題は図1のようにスパンLの単純ばりに等分布荷重wが作用しているときの最大曲げモーメントMmaxを求めるものだと思います。

応力の前にまず反力を求めますが、反力を求めるには、等分布荷重wを集中荷重Pに直してスパン中央に作用させます。これが図2となり、集中荷重Pの大きさはwLとなります。また、反力はPの半分ずつでP/2となります。

最大曲げモーメントは、スパン中央で生じるので、スパン中央で切断して考えますが、図2の反力を求める図を切断して考えると質問者さんのような疑問が生じるのだと思います。

最大曲げモーメントを求めるには、図1の等分布荷重を作用している状態でスパン中央で切断して考えます。これが図3となり等分布荷重が作用している状態となります。

切断した部分の等分布荷重wを集中荷重に置き換えると、図4のようにP/2となり、スパンの半分の半分の位置、つまりL/4の位置に作用することとなります。ここで、スパン中央を中心としてモーメントのつりあいを考えると、質問者さんの式が導き出されます。

Mmax=P/2×L/2-P/2×L/4
=PL/4-PL/8
=PL/8

なお、P=wLより、最大曲げモーメントの公式 Mmax=wL^2/8 となります。

「計算の基本から学ぶ建築構造力学」(著者 上田耕作、オーム社)、
「ズバッと解ける!建築構造力学問題集220」(著者 上田耕作、オーム社)を参考にしました。

参考URL:http://ssl.ohmsha.co.jp/cgi-bin/menu.cgi?ISBN=978-4-274-20856-0

まず、この問題は図1のようにスパンLの単純ばりに等分布荷重wが作用しているときの最大曲げモーメントMmaxを求めるものだと思います。

応力の前にまず反力を求めますが、反力を求めるには、等分布荷重wを集中荷重Pに直してスパン中央に作用させます。これが図2となり、集中荷重Pの大きさはwLとなります。また、反力はPの半分ずつでP/2となります。

最大曲げモーメントは、スパン中央で生じるので、スパン中央で切断して考えますが、図2の反力を求める図を切断して考えると質問者さんのような疑問...続きを読む

QNをkgに換算するには?

ある試験片に40kgの重りをつけた時の荷重は何Nをかけてあげると、重り40kgをつけたときの荷重と同等になるのでしょうか?一応断面積は40mm^2です。
1N=9.8kgfなので、「40kg=N×0.98」でいいのでしょうか?
ただ、式の意味がイマイチ理解できないので解説付きでご回答頂けると幸いです。
どなたか、わかる方よろしくお願いします。

Aベストアンサー

こんにちは。

kgfはSI単位ではないですが、質量の数値をそのまま重さとして考えることができるのがメリットですね。


>>>
ある試験片に40kgの重りをつけた時の荷重は何Nをかけてあげると、重り40kgをつけたときの荷重と同等になるのでしょうか?

なんか、日本語が変ですね。
「ある試験片に40kgの重りをつけた時の引っ張りの力は何Nの力で引っ張るのと同じですか?」
ということですか?

・・・であるとして、回答します。

40kgのおもりなので、「おもりにかかる重力」は40kgfです。

重力は万有引力の一種ですから、おもりにも試験片にも、地球からの重力はかかります。
しかし、試験片の片方が固定されているため、見かけ、無重力で、試験片だけに40kgfの力だけがかかっているのと同じ状況になります。

試験片にかかる引っ張り力は、

40kgf = 40kg×重力加速度
 = 40kg×9.8m/s^2
 = だいたい400N

あるいは、
102グラム(0.102kg)の物体にかかる重力が1Nなので、
40kg ÷ 0.102kg/N = だいたい400N


>>>1N=9.8kgfなので、「40kg=N×0.98」でいいのでしょうか?

いえ。
1kgf = 9.8N
ですね。


>>>一応断面積は40mm^2です。

力だけでなく、引っ張り応力を求めたいのでしょうか。
そうであれば、400Nを断面積で割るだけです。
400N/40mm^2 = 10N/mm^2 = 10^7 N/m^2
1N/m^2 の応力、圧力を1Pa(パスカル)と言いますから、
10^7 Pa (1千万パスカル) ですね。

こんにちは。

kgfはSI単位ではないですが、質量の数値をそのまま重さとして考えることができるのがメリットですね。


>>>
ある試験片に40kgの重りをつけた時の荷重は何Nをかけてあげると、重り40kgをつけたときの荷重と同等になるのでしょうか?

なんか、日本語が変ですね。
「ある試験片に40kgの重りをつけた時の引っ張りの力は何Nの力で引っ張るのと同じですか?」
ということですか?

・・・であるとして、回答します。

40kgのおもりなので、「おもりにかかる重力」は40kg...続きを読む

Q連続梁の反力の算出がうまく出来ません

現在、図のような等分布荷重を支える連続梁、Rw1とRw2の反力の算出ができずに困っております。

このような梁の反力の計算をするにはどのようにしたら良いのでしょうか?

自力でなんとか理解しようと、色々と調べては見たのですが、いよいよ困ってしまい、ぜひ皆様方のお知恵を拝借出来ればと思い質問させて頂きました。

Aベストアンサー

解法としては、3連モーメントを使う方法と、弾性方程式(1の回答者の人の方法)を使う方法があります。
等分布荷重の3点支持ですから、弾性方程式で解きます。
質問文の梁を、両端2点支持の等分布荷重の単純梁と両端2点支持の下からの集中荷重の単純梁に分解します。
中間支持点でのたわみは0ですから、等分布荷重の中間支持点のたわみと逆方向のたわみが生ずる集中荷重を求めれば、中間支持点の反力が求められます。
梁のE、Iは同じですから、EI=Jとすると、等分布荷重の中間支持点のたわみδc1=5.33×34.25×(81.35^3ー2×81.35×34.25^2+34.25^3)/24J、集中荷重の中間支持点のたわみδc2=ーRw2×34.25^2×47.1^2/(3J×81.35)となります。
δc1+δc2=0より、Rw2=δc1×3J×81.35/(34.25^2×47.1^2)=5.33×81.35×(81.35^3ー2×81.35×34.25^2+34.25^3)/(8×34.25×47.1^2)≒276.5kN
Rw1は、両方の梁のモーメントのつり合いから求められるので、等分布荷重の場合は、5.33×81.35/2≒216.8kN、集中荷重の場合は、ー276.5×47.1/81.35≒ー160.1kN、したがってRw1=216.8-160.1=56.7kN
Rw3も同様に、Rw3=216.8-276.5×34.25/81.35≒100.4kN
Rw1+Rw2+Rw3=56.7+276.5+100.4=433.6kN→81.35×5.33≒433.6kN

解法としては、3連モーメントを使う方法と、弾性方程式(1の回答者の人の方法)を使う方法があります。
等分布荷重の3点支持ですから、弾性方程式で解きます。
質問文の梁を、両端2点支持の等分布荷重の単純梁と両端2点支持の下からの集中荷重の単純梁に分解します。
中間支持点でのたわみは0ですから、等分布荷重の中間支持点のたわみと逆方向のたわみが生ずる集中荷重を求めれば、中間支持点の反力が求められます。
梁のE、Iは同じですから、EI=Jとすると、等分布荷重の中間支持点のたわみδc1=5.33×34.25...続きを読む

Q両端支持梁に集中荷重(2か所)の場合の最大応力

両端支持の梁に2か所の集中荷重が印加された場合の
最大応力σmaxを求める計算方法に関する質問です。

添付図の様に対称位置では公式集にある様な下記の式で求められる事が判りました。

σmax = ( (Pal^2)/24EI ) * ( 3 - 4*(a^2/l^2) )

P:荷重 l:梁長さ a:梁端部から荷重点間距離
b:2荷重点間距離 E:梁ヤング率 I:梁断面2次モーメント

質問: この2箇所の荷重点が 間隔 b を保ったまま 左右に僅かにずれた場合
     (右のa≠左のa になった場合)
    最大応力は計算式で求める事が出来ますでしょうか?

どうぞよろしくお願いします。

Aベストアンサー

右側のaをcに置き換えて計算しました。aとcをa+b+c=Lの条件で変えて、数値計算はしてください。 公式集で調べた最大応力の式は、たわみではないでしょうか。

Q2点より3点で支える方が安定がいい理由

今朝揺れる電車に乗っている時、杖代わりに傘で身体を支えながらふと疑問に思ったのですが、なぜ2点より3点で支える方が安定がいいのでしょうか。
3点より4点、5点、しまいには平面、ということになるんじゃないかと思いますが、経験的にその方が安定がいいことはわかっていても、なぜ? と聞かれても説明できません。
むかし物理の最初の時間に習ったような気もするのですが、まるきり覚えていないので、すみませんがどなたか教えて下さい。

Aベストアンサー

物理のカテゴリーってことで、純力学的なご説明を(^^;

支持点を3点(点A,B,Cとします)と、体の重心(点Gとします)を考えます。

電車の加速度、傾斜、体重の重力(の合力)が重心G働いてますが、この力の合成のベクトルが、三角錐ABC-Dの内側にあるうちは「安定」、外側に出ると不安定というか、倒れます(笑)。
転倒モーメントが支えられなくなるからです←って説明は安易じゃないんでやめます(笑。 傘の先や靴の底吸盤が付いてて押すだけじゃなく引く場合にも支えになる、って場合は想定外です。

だから、「3点より4点、5点、しまいには平面」の方が安定というよりは、(同じ重心の高さなら)「支持点が作る面積が大きいほうが安定」ってことになると思います。
実際、傘を杖代わりにするにしても、なるべく遠くについた方が安定しますよね。(支持点のつくる面積が大きくなるから)。

こんな感じでどうでしょう

Qたわみ計算(2点集中荷重/両端支持梁)

   (a)       (b)
    ↓       ↓
------------------------(丸棒(S35C)φ20mm)  
△               △
Ra                Rb

(a)・・・10kg
(b)・・・20kg

S35Cの縦弾性係数E=2.1x10^4(kgf/mm^2)
密度7800kg/m^3

Ra~Rbの長さ1000mm
Ra~(a)点まで300mm
(a)~(b)点まで450mm

(a)点および(b)点のたわみはどう求めるのですか?
材料力学の初心者です。

助けて下さい。

Aベストアンサー

まず、与条件を整理します。
図のはりのA点とB点のたわみを求める【問題】ですね。ここで、計算の単位は全てkgとmmで進めます。
(本当は力の単位はN<ニュートン>に直したいのですが、このまま進めます)

・丸棒の断面二次モーメントを計算します。
 I=π×20^4/64=7 850 mm^4
・丸棒の自重を等分布荷重ωとして計算します。
 ω=π×10^2×1×7 800/1 000^3=0.00245 kg/mm
・丸棒のヤング係数
 E=21 000 kg/mm^2 

(1)丸棒の自重によるたわみの計算
【公式1】より求めます。
<A点>ζ=χ/l=300/1000=0.3より、
      y=0.2 mm
<B点>ζ=χ/l=750/1000=0.75より、
      y=0.1 mm

(2)P=10kgだけがA点に作用したときのたわみの計算
【公式2】より求めます。
<A点>a=300、b=700、l=1 000、χ=300より、
      y=0.9 mm
<B点>a=300、b=700、l=1 000、χ=750より、χ≧a のときの式を使って、
      y=0.6 mm

(3)P=20kgだけがB点に作用したときのたわみの計算
同じく【公式2】より求めます。
<A点>a=750、b=250、l=1 000、χ=300より、
      y=1.3 mm
<B点>a=750、b=250、l=1 000、χ=750より、
      y=1.4 mm

【結果】(1)~(3)のたわみを合計します。
<A点> y=0.2+0.9+1.3=2.4 mm
<B点> y=0.1+0.6+1.4=2.1 mm

A点のたわみは2.4 mm、B点のたわみは2.1 mmと計算できました。

【公式1】と【公式2】については、「構造力学」(吉田俊弥・著 朝倉書店)より、引用しました。
また、計算の進め方については、「計算の基本から学ぶ 建築構造力学」(上田耕作・著 オーム社)を参考にしました。

参考URL:http://ssl.ohmsha.co.jp/cgi-bin/menu.cgi?ISBN=978-4-274-20856-0

まず、与条件を整理します。
図のはりのA点とB点のたわみを求める【問題】ですね。ここで、計算の単位は全てkgとmmで進めます。
(本当は力の単位はN<ニュートン>に直したいのですが、このまま進めます)

・丸棒の断面二次モーメントを計算します。
 I=π×20^4/64=7 850 mm^4
・丸棒の自重を等分布荷重ωとして計算します。
 ω=π×10^2×1×7 800/1 000^3=0.00245 kg/mm
・丸棒のヤング係数
 E=21 000 kg/mm^2 

(1)丸棒の自重によるたわ...続きを読む

Q両端固定はりのせん断力と曲げモーメント

図のような固定はりのせん断力、曲げモーメントを求め、たわみ角、たわみ、SFD、BMDを求めたいです。
重ね合わせ法で解こうと思いましたが、荷重がどちらか片方だけ作用している時のせん断力、曲げモーメントをどのように考えるのかわかりません。

Aベストアンサー

 C点またはD点の荷重効果を別々に計算して足せば良い、とわかっているなら、次のURLで答えは出ます(^^)。

  http://www.geocities.jp/iamvocu/Technology/kousiki/kousiki-kouzouhari/kousikikouzouhari-04-01.html

 以下は、どうしてもという事であれば、という内容です(^^;)。


 構造力学の一般的手順では、最初に全体系の力の釣り合いから反力を求め、後は反力から部材力をたどって行って、SFDやBMDを計算します。しかし両端固定梁の場合、力の釣り合いだけからは反力を全部求めきれない。問題図で水平力が無いのは明らかですが固定端なので、左右でそれぞれモーメント反力と鉛直反力が現れ、全部で4個になる。ところが力の釣り合い方程式は、水平力が片付いているので実質2本しかない。未知数が2個余る。こんな状況だと思います。

 余り2個の反力を計算する代表的な方法は、4つあります。
  1)曲げを受ける梁の微分方程式
  2)カスティアノの定理
  3)仮想働の原理
  4)たわみ角法

 4)は応用性に乏しいので、ここでは省略します。それでまず1)です。


1))曲げを受ける梁の微分方程式
 曲げを受ける梁の微分方程式は、

  EI・(d^4w/dx^4)=q(x)    (1)

です。xはたいてい梁の左端を0にしたりします。Eはヤング率,Iは断面2次モーメントです。q(x)は横方向の分布中間荷重です。ここでは問題図のC点の荷重についてのみ考えます。そうするとAC間,CB間には中間荷重がないので(q(x)=0)、(1)からそれぞれ、

  w1(x)=A1・x^3+B1・x^2+C1・x+D1
  w2(x)=A2・x^3+B2・x^2+C2・x+D2

が得られます。w1はAC間の梁の鉛直方向の変位曲線,w2はCB間の変位曲線を表し、A1,B1,C1,D1とA2,B2,C2,D2は、それぞれに対する積分定数で未知です(つまりこれら8個が未知数です)。

 たわみ角はdw/dxで、BMDはEI・d^2w/dx^2で、SFDは-EI・d^3w/dx^3では求められるので、8個が未知数に対する条件は、

  左端固定条件
   w1(0)=0                     :Aで変位0
   dw1/dx(0)=0                  :Aでたわみ角0

  C点での接続条件
   w1(L/3)=w2(0)                 :Cで変位連続
   dw1/dx(L/3)=dw1/dx(0)           :Cでたわみ角連続
   d^2w1/dx(L/3)=d^2w2/dx(0)         :Cで曲げモーメント連続
   -d^3w1/dx(L/3)-W=-d^3w2/dx(0)   :Cでのせん断力の釣り合い

  右端固定条件
   w2(2L/3)=0                   :Bで変位0
   dw2/dx(2L/3)=0                :Bでたわみ角0

と8個になり、頑張って解けば、A1,B1,C1,D1とA2,B2,C2,D2は全部求まります。求まれば、BMDはEI・d^2w/dx^2で,SFDは-EI・d^3w/dx^3で、・・・です(^^;)。


 次に2)は後にして3)仮想働の原理ですが、この辺で力突きました。

 明日また回答するかも知れませんが、1)~4)のいずれを使おうと、計算は大変です。最初のURLをお奨めします(^^;)。

 C点またはD点の荷重効果を別々に計算して足せば良い、とわかっているなら、次のURLで答えは出ます(^^)。

  http://www.geocities.jp/iamvocu/Technology/kousiki/kousiki-kouzouhari/kousikikouzouhari-04-01.html

 以下は、どうしてもという事であれば、という内容です(^^;)。


 構造力学の一般的手順では、最初に全体系の力の釣り合いから反力を求め、後は反力から部材力をたどって行って、SFDやBMDを計算します。しかし両端固定梁の場合、力の釣り合いだけからは反力を全部求めきれない。問題図で水...続きを読む

Q曲げ応力算出式の導き方

アスファルト舗装材の曲げ試験(舗装試験法便覧)において、
破断曲げ強度σ=3LP/2bh^2 破断ひずみε=6hd/L^2 L:支点間距離、P:荷重、b:供試体の幅、h:供試体の厚さ、d:たわみ と定義されています。
また、JIS K 7203 硬質プラスチックの曲げ試験方法においても、曲げ強さとして同じ式が定義されています。
どうしてこれらの式で定義できるのか、式の意味が分かりません。
また、これらの式をゴム系の材料に適用しても良いものでしょうか?
一応材料力学の本も読んでみましたがこれらの式を導く事が出来ませんでした。どなたか教えていただけませんでしょうか?宜しくお願いします。

Aベストアンサー

単純梁の中央に集中荷重(P)が作用したときの中央点の曲げモーメントは,
M=PL/4
長方形の断面係数は,
Z=bh^2/6
曲げ強度は,
σ=M/Z=(PL/4)/(bh^2/6)=3PL/2bh^2 ・・・(1)

中央点のたわみは,
d=PL^3/48EI
E=の形にして,
E=PL^3/48dI
ここで,Iは断面2次モーメントなので,
I=bh^3/12
を代入して
E=PL^3/48d(bh^3/12)=PL^3/4dbh^3 ・・・(2)

ここで,フックの法則よりひずみは,
ε=σ/E
なので,(1)と(2)を代入して,
ε=(3PL/2bh^2)/(PL^3/4dbh^3)=6hd/L^2

です。 

Q断面2次モーメントと断面係数の違い

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

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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