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初心者です

壁に厚さ32mm 幅150mm 長さ515 の鋼板があります
壁に片方を付け、反対側に10knの力をかけるとゆう作業なのですが、
10knでもつのか、またどの位の力までもつのか知りたいのですが算定のしかたが分かりません

宜しくお願いします

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」に関するQ&A: σ(・ω・*)はロト6を

A 回答 (4件)

図のような荷重状態を想定しました。


また、鋼材の材質が指定されてないので、一般的なSS400(一般構造用鋼材)を想定します。
SS400の許容曲げ応力度fb=156N/mm2、また、許容せん断力fs=90.4N/mm2とします。
なお、計算はNとmmで進めます。
(1)曲げに対する検討
最大曲げモーメントM=PL=10,000×515=5,150,000N・mm
断面係数Z=bh2/6=150×32×32/6=25,600mm3
曲げ応力度σb=M/Z=5,150,000/25,600=201N/mm2>fb=156N/mm2
∴許容曲げ応力度を超えているので安全とはいえません。(もたないです)
では、何kNまでならOKかと逆算すると,
P×515/25,600=156
P=7,754N
∴7.7kNまでなら計算上はOKとなります。
このとき,せん断に対しては,
せん断応力度τ=P/A=7,700/150×32=1.6N/mm2≦fs=90.4N/mm2
∴せん断に対しても安全といえます。
(注)SS400の材料自体の計算例を示しましたが、これ以上に壁に対する固定方法のチェックもお忘れなく。

参考文献:計算の基本から学ぶ 建築構造力学 上田耕作 オーム社
「鋼板の曲げ応力について」の回答画像4
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この回答へのお礼

とても分かりやすい説明ありがとうございました。

お礼日時:2012/09/02 11:04

厚さ=t


幅=b
長さ=L
荷重=P
とあらわす(単位はmmとN)として、
M(モーメント)=P*L
Z(断面係数)=b*t*t÷6
σ(応力)=M÷Z

鋼板の材質により、強度はいろいろですが、わからないときはSS400(弱いほうから2番目の規格)として
1.荷重が1回こっきりで、とにかく持てばよい場合:σ=235N/mm2まで
2.荷重がかかり続ける(少なくとも数ヶ月以上)場合:σ=100~160N/mm2まで

2.の場合に幅があるのは、構造物により安全に対する考え方が違うため。
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材料力学の基本的な計算なので、まず、自分で計算してみましょう。



鋼板といっても色々あるので、材質も調べてみてくださいね。

安全率をいくらにするかは、どんな用途かによって変わってきますので、ここで質問してもらったら良いと思います。
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次のようになります。

間違いの少ない計算方法については下記のURLをご覧下さい。
http://ms-laboratory.jp/zai/etc3/etc3.htm
「鋼板の曲げ応力について」の回答画像1
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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強度計算について

1枚板の両端を支えたときの耐荷重が100kgだとします。
この1枚板の幅を半分にしたとき、耐荷重は増すと思うのですが、簡単に算出できるものですか?

簡単にできるとき→算出方法を教えていただけますか。結果だけでも構いません(4倍になる、など)。

簡単にはできないとき→参考URLなどを教えていただければ幸いです。

Aベストアンサー

幅というのは、板を支えている支点の間の距離ということですね?
これを半分にすると耐荷重は倍になります。例えば、真ん中に100kgの錘を置くような場合の話ですが。
ただ、多くの場合、耐荷重よりたわみの方が先に不都合になるんです。棚の板に重いものを置くでしょう?すると、壊れないけれども、下にたわんで棚として役に立たなくなりますね。長さが半分になると、たわみは1/8になります。

こういうのは、簡単に計算できます。一般に「梁の公式」と呼ばれるものがあるのです。
この↓サイトには、いろんな梁の公式が集められています。
http://www.ads3d.com/i/tb/tb.htm
上で、私の書いたゴタクはこれ↓によります。(以下、ここの公式で説明します)
http://www.ads3d.com/i/tb/t001.htm
この↓サイトでは、計算してくれます。
http://www.ogawasekkei.co.jp/dougu/tanhari.html

ただ、読み方にすこしコツがいります。Mとあるのは、モーメントのことです。多分何がモーメントなのがご存じないでしょうが、何でも構いません。とにかく、梁の公式で求めたモーメントが小さいほど、材料にかかる負担が小さくなります。
100kgの荷重をかけた場合、Mcを見てもらうと、長さが半分ですと働くモーメントが半分になりますから、耐荷重が倍、つまり200kgまでいけるということになります(cの添え字は、中心の点cに荷重をかけたとき、を意味します)。

δとしてあるのがたわみです。δc長さlの3乗に比例しているでしょう?だから、長さが半分になるとたわみは1/8なのです。

Rというのは、せん断力といわれるものですが、まぁ、ふつうはモーメントで先に壊れるから、あまり考えなくていいでしょう。
この力は板の長さに関係ありません。もちろん、きちんと設計するときはせん断力も検討します。

ここまでは、ご質問の答です。
でも、ここまで計算できたら、実際どれくらいの荷重までもつのか計算したくなりますよね・・・・・・

モーメントを断面係数で割ると曲げ応力度が求まります。
断面係数とは、梁(今の場合は棚の板)の断面の形に関係する係数で、こういうふうに↓公式に当てはめて計算できます。
http://www.fujimfg.co.jp/benri/kansei-m01.htm
曲げ応力度が何なのかはどうでもいいです。とにかく、材料にかかる負担の大きさです。この曲げ応力度を、材料の許容曲げ応力度と比べます。
許容曲げ応力度とは、「ここまでは負担をかけていいよ」という技術基準のことです。この数字もどこにでも転がっています。
例えば木材の場合↓
http://www.joto.com/fj/forum/0601/database01.html
長期の許容曲げ応力度と比べてください。計算して出した曲げ応力度が、材料の許容曲げ応力度より小さければOKです。

たわみは、材料のヤング率(E)と断面二次モーメント(I)が必要なのですが、
ヤング率→http://www.wood.co.jp/exmk/index8.html
断面二次モーメント→http://www.fujimfg.co.jp/benri/kansei-m01.htm(前掲)
というふうに、これもどこにでも転がっています。

さ、これであなたも構造屋さん( ̄ー ̄)vニヤリッ

幅というのは、板を支えている支点の間の距離ということですね?
これを半分にすると耐荷重は倍になります。例えば、真ん中に100kgの錘を置くような場合の話ですが。
ただ、多くの場合、耐荷重よりたわみの方が先に不都合になるんです。棚の板に重いものを置くでしょう?すると、壊れないけれども、下にたわんで棚として役に立たなくなりますね。長さが半分になると、たわみは1/8になります。

こういうのは、簡単に計算できます。一般に「梁の公式」と呼ばれるものがあるのです。
この↓サイトには、いろんな梁の...続きを読む

Q薄鋼板の許容応力度

どなたか、教えて下さい。
鋼板の強度を計算しています。
本を見ながらしてるんですけど、「許容せん断応力度」と「許容曲げ応力度」の意味が解りません。
せん断とは、例えば、板がちぎれること?でしょうか。
曲げとは、そのまま板が曲がることでしょうか。
だとすると、本の中に出てくる
「許容せん断応力度 fs=90.4(N/mm2)」
       <「許容曲げ応力度fb1=180(N/mm2)」
の数字が、なんとなく、納得いきません。
曲げる力よりも、ちぎる力の方が小さいの?というかんじがするんですけど。

よろしくお願いします。
(素人なので、出来るだけ解り易く)

Aベストアンサー

まず許容応力度(=許容応力)について説明します。

機械設計をする時は、計算結果に対して判定をする必要があります。
材料の強度については、降伏点(SS400:24kg/mm^2)、引張り強さ(SS400:41kg/mm^2)が元になりますが、これらの数値は材料が塑性変形を始めたり、破断する値であるため、設計計算値に対する評価にあたっては余裕、つまり安全率が必要になります。
建築の場合SS400で考えると、引張り許容応力(長期)は、24(降伏点)/1.5=16kg/mm^2(圧縮、曲げも同じ)、許容せん断応力は24/1.5/√3=9kg/mm^2としているようです。
降伏点の値を割っている1.5が安全率になります。
機械の場合は、引張り強さに3~4の安全率を持たせていることが多いようです。

以上は静的状態、つまり部材と荷重が静止して動かない状態の計算時に使用します。
衝撃が加わったり、荷重の向きが変化して逆になったりする場合は、安全率の数値は大きくなります。つまり許容応力は小さくなります。
許容応力とは、部材が破損しない限界値ではありません。計算する部材の条件に合わせて安全率を決定し、許容応力以下では機械や建築物が破損することなく問題無しとできる基準値です。業界や会社でのノウハウにより決定している場合が多いと思います。

曲げ応力とせん断応力について説明します。

応力とは部材に力が加わった時に、材料内部に発生する圧力(抵抗力)を意味します。
せん断については、おわかりだと思いますが、はさみで物を切断するような作業ですね。
例えば、割り箸を机の上におき端を机から飛び出させた時に、机の端ギリギリで上から割り箸を押した状態を想像します。割り箸は力を加えれば切断できると思います。
この時、せん断応力τ=W(上から押した力)/A(割り箸断面積)となります。

次に曲げですが、まず部材を曲げる状態を考えます。割り箸を横において、両端部の下側に何かを置いて浮かします。その状態で割り箸の中央を上から押すと、割り箸は簡単に折れると思います。折れるまでの流れを考えると、割り箸は中央が下側に垂れ下がる、つまり弓なりになってから折れると思います。
厳密に言えば、割り箸と金属では特性が違います。モデルは割り箸で、特性は金属と考えてください。実際の弾性域(使用範囲)では曲げ量は微小であり、梁(割り箸)の断面上側は縮み、下側は延びています。四角断面の場合は、断面中央の面は変形(曲げ)後も長さが変わっていません。ここを中立面と呼びます。つまり曲げ応力自体は、部材の上下面の引張と圧縮作用によるものだということがわかります。
この時、曲げ応力σ=M(上から押した位置の曲げモーメント)/Z(割り箸の断面係数)となります。

曲げとせん断の許容応力の大きさの違いを考ます。

材料の強度を考えると、長い部材の両端を持って引張った方が全材料が抵抗します。せん断の場合は、その断面付近しか力に抵抗できません。感覚的な理由ですが。
なお許容応力の算出のところで、√3で割る方法が出てきますが、この理由は知りません。
そちらで使用している許容応力算出方法も含めて、会社の先輩諸氏に質問されるなどしてみてください。

それと許容応力の大小を考えてみても、あまり意味はありません。
先の割り箸のモデルでもそうですが、一つのモデル、例えば単純梁を考えてみても、せん断応力よりも曲げ応力の方が許容応力の差以上に大きくなるケースがほとんどでしょう。曲げ応力は曲げモーメントに比例して大きくなるので、支点間距離が増加すると非常に大きくなりますが、せん断力は一定です。

以上、材料力学の参考書を購入して、勉強されることをお勧めします。

まず許容応力度(=許容応力)について説明します。

機械設計をする時は、計算結果に対して判定をする必要があります。
材料の強度については、降伏点(SS400:24kg/mm^2)、引張り強さ(SS400:41kg/mm^2)が元になりますが、これらの数値は材料が塑性変形を始めたり、破断する値であるため、設計計算値に対する評価にあたっては余裕、つまり安全率が必要になります。
建築の場合SS400で考えると、引張り許容応力(長期)は、24(降伏点)/1.5=16kg/mm^2(圧縮、曲げも同じ)、許容せん断応力は24/1.5/√...続きを読む

Q最大曲げ応力と材料強度について

よろしくお願いします
材料力学について、教科書に最大曲げ応力を求める式等がありますが、
実際の現場では、応力を求めて何が判るのでしょうか?
材力の初歩的な質問で申し訳ありません。
例題に書かれているように思われますが、実際の現場で使われる内容が無い様に思われます。
例等があれば、教えてください。

Aベストアンサー

こんな問題を考えてみましょう。実際の設計現場で現れる問題です。
-------------------
SS400(鉄鋼材料)を材料とする両端支持梁があり、支持点間中央には、剪断荷重F[N]が作用している。
この梁が永久変形しないような荷重の限界値を求めよ。
梁の断面は長方形とし、その寸法、材料定数は次の通りとする。
支持点間距離 L=1000mmm
梁の断面の高さ h=10mm
     幅  b=60mm
SS400の耐力 σy=230MPa
-------------------

この問題では、最大曲げ応力σが、耐力σyを超えてしまうと、永久変形が残ってしまうので、
σ ≦ σy
としなければなりません。したがって、σを計算することが重要になります。

そのためにまず、荷重Fのときの最大曲げモーメントを計算しましょう。
梁の断面二次モーメントIは、
I=bh^3/12=60×10^3/12=5000mm^4
梁に発生する最大曲げモーメントMは、
M=FL/4=F×1000/4=250F [N]
最大曲げ応力σは、
σ=M/I × h/2 =250F/5000 × 10/2 =0.25F [MPa]

σ ≦ σy
とならなければならないことから、
0.25F ≦ 230
したがって、最終的に、
F≦920N
となります。
要は、剪断荷重Fを920N以下に抑えないと、この梁には永久変形が発生してしまうわけです。
雰囲気がわかりましたか?

ところで、材料力学の重要な役割は、次の2つを把握することです。
(1)強度(壊れないように設計する、永久変形が生じないように設計する、など)
(2)剛性(あまり変形しないように設計する、振動しにくく設計する、など)
どんな構造物・機械であっても、必ずこの2つは検討しなければなりません。
しかし、建築物などでは、(1)の壊れないように設計するという問題は楽々クリアできるが、(2)の方の振動しにくく設計する方に苦労するのが普通です。このときは、強度という視点は重要でなく、固有振動数というものが重要な指標になってきます。
逆に、機械装置では、(2)の振動しにくく設計するよりも、(1)の壊れないように設計する方に苦労するのが普通です。このときは、強度という視点が重要で、応力を使った検討は不可欠になります。
要は、対象によって、ウエイトが違うのです。
ANo.2の方の発言は、(2)の方が重要な世界の話に限定されています。この世界の方にとっては応力や強度という概念があまり重要ではないのです。
一方、私は(1)の世界に生きている人間であり、日常、壊れないように設計することに腐心している人間ですので、応力は大切なメシの種です(^^v ただし、もちろん、(2)の方の検討も仕事上重要ですよ!

なお、一般にひずみは重要ではありません。

こんな問題を考えてみましょう。実際の設計現場で現れる問題です。
-------------------
SS400(鉄鋼材料)を材料とする両端支持梁があり、支持点間中央には、剪断荷重F[N]が作用している。
この梁が永久変形しないような荷重の限界値を求めよ。
梁の断面は長方形とし、その寸法、材料定数は次の通りとする。
支持点間距離 L=1000mmm
梁の断面の高さ h=10mm
     幅  b=60mm
SS400の耐力 σy=230MPa
-------------------

この問題では、最大曲げ応力σが...続きを読む

Q鉄板板厚3.2mm と 3.5mmでの強度比較

鉄板 3.2mmと3.5mmの強度を比較すると
どの程度違うのでしょうか?
(曲げに対する強度)

Aベストアンサー

3.5厚さの鉄板はないと思いますが3.6mmなのでは?

曲げの公式を見ることが大切

いろいろな梁の種類の撓みの公式を見ると

多くの変数は形状に関する変数とヤング係数以外には

断面二次モーメントが分母にきてきています。

断面二次モーメントの板厚は分母に3乗で聞いてきています

よって

3.2^3=32.768

3.5^3=42.875

42.875/32.768=1.308441162倍

Q山形鋼の強度

SS400の山形鋼(L=100×100×10)の真ん中に重りをのせる場合、何kgまで耐えられるか教えてください。耐えられるというのは破断もしくはひずみが起こる場合のどちらでも構いません。
できれば計算方法を示していただけると助かります。

Aベストアンサー

スパンL=1500の中央に集中荷重Pを受ける単純ばりにおいて、はり部材L100×100×10が、SS400の許容曲げ応力度fb=156N/mm2となる集中荷重Pの値を計算するので参考にして下さい。ただし、はり部材の自重は無視します。

曲げ応力度σ=M/Zの式に、σ=156N/mm2、最大曲げモーメントM=PL/4=P×1500/4=375P[N・mm]、断面係数Z=24 400[mm^3を]代入して、
156=375P/24 400
∴P=10150 N

10150N(ニュートン)をkgに換算するには、9.8で割って、1035kgと計算されます。
山形鋼の自重による応力度を無視しているので、集中荷重P=1000kgまでOKではないかと考えられます。

【補足】
ちなみに、自重による曲げ応力度を計算すると、
自重(等分布荷重)ω=14.9kg/m=14.9×9.8/1000=0.146N/mm
M=ωL^2/8=0.146×1500^2/8=41063N・mm
σ=M/Z=41063/24400=1.7N/mm2

集中P=1000kg=9800Nが作用したときの曲げ応力度
M=PL/4=9800×1500/4=3675000
σ=M/Z=3675000/24400=150.6N/mm2

合計σ=1.7+150.6=152.3≦許容曲げ応力度fb=156N/mm2

山型鋼の断面性能については、JFEスチールの製品情報を参照しました。
http://www.jfe-bs.co.jp/product/keiko/k002ab.pdf

また、鋼材SS400の許容応力度については、「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)の107ページ許容応力度表から引用しました。

スパンL=1500の中央に集中荷重Pを受ける単純ばりにおいて、はり部材L100×100×10が、SS400の許容曲げ応力度fb=156N/mm2となる集中荷重Pの値を計算するので参考にして下さい。ただし、はり部材の自重は無視します。

曲げ応力度σ=M/Zの式に、σ=156N/mm2、最大曲げモーメントM=PL/4=P×1500/4=375P[N・mm]、断面係数Z=24 400[mm^3を]代入して、
156=375P/24 400
∴P=10150 N

10150N(ニュートン)をkgに換算...続きを読む

Qチャンネル 強度計算

今回、チャンネルで物を吊るすのに耐えれるかどうか心配で
計算をしたくて困っています。

使用する材料は、チャンネル寸法(75x40x6x1500)の先端から50mm手前に
穴をあけ、ボルトを出し、既存のチャンネル(125x65)と組み合わせ、300kのもの
をぶら下げたいのですが、大丈夫なのか心配です。

吊り下げた部分が曲がってこないかなどの心配があり、
計算してみたくてもわかりません。

いつもはアンカー工事などをやるのですが、今回できないという事も
あり心配です。

絵を書いた画像をつけてますので、アドバイスよろしくお願いします。

Aベストアンサー

No1です
剛構造設計基準を元にした剛構造設計便覧です
http://www.jfe-steel.co.jp/products/building/binran/binran.pdf
許容応力度も含め出ていますが、以下でもここに調べられます。
梁の計算式はこちら
http://www.takitard.com/beam/beam.pdf
http://www.geocities.jp/iamvocu/Technology/kousiki/kousiki-kouzouhari/kousikikouzouhari.html
断面係数はこちら
http://www.mrfj.co.jp/product/kuzi/ymgt/
許容応力度はこちら
http://news-sv.aij.or.jp/eg1/004/PDF/02_1-4syo.pdf

計算書の提出が必要でしたら、上記に則って計算してください。
ご自分で安心できれば良いのであればNo.1で書いたとおりです。
ちょっといい加減ぽかったので、ちゃんと書くと。。。
但し頭の中が古いのでkg表示です。(今はN=ニュートンですよね)

普通に考えて、あの形状ですとせん断と曲げですよね。
梁の形状として、片持ち梁は無理があるかもですが、既存のチャンネル(125x65)との
接合部を「剛=リジッド」で見て、突き出し1Mで見ると
ρs=300kg/8.818(断面積)=34kg
M=300x100(荷重x長さ)=30000kg-cm
ρm=(M/Z)30000/20.2=1486kg/cm2

許容応力度ですがモーメントの結果は引っ張りと比較
せん断は引っ張りの1/√3 
SS400の場合引っ張り1.6トン/cm2 せん断920kg/cm2

1486/1600 + 34/920 + ・・・<1
それぞれの比較の合計が1以下になるようにします。

No1です
剛構造設計基準を元にした剛構造設計便覧です
http://www.jfe-steel.co.jp/products/building/binran/binran.pdf
許容応力度も含め出ていますが、以下でもここに調べられます。
梁の計算式はこちら
http://www.takitard.com/beam/beam.pdf
http://www.geocities.jp/iamvocu/Technology/kousiki/kousiki-kouzouhari/kousikikouzouhari.html
断面係数はこちら
http://www.mrfj.co.jp/product/kuzi/ymgt/
許容応力度はこちら
http://news-sv.aij.or.jp/eg1/004/PDF/02_1-4syo.pdf

計算書の提出が必要でした...続きを読む

QNをPaに単位換算できるのか?

大変困ってます。
皆さんのお力をお貸しください。

加重単位Nを圧力単位Paに変換できるのでしょうか?
もし出来るとしたらやり方を教えてください。
具体的には30Nは何Paかということです。
変換の過程も教えていただければ幸いです。

是非、ご回答、よろしくお願いいたします。

Aベストアンサー

 No.1さんがおおまかに答えておられますが、補足します。
 N(ニュートン)は力の単位です。対して、Pa(パスカル)は圧力の単位です。これらは次元が違うので、単独では変換はできません。
「30 Nは何Paか」
というのはナンセンスです。
 NとPaの関係は、
Pa = N/m^2
です。質問が、
「30 NをPaを使って表せ」
というのならば、
30 N = 30 Pa・m^2
となります。m^2(平方メートル)という単位が必要になります。物理量の間の関係、
圧力 = 力/面積
および、単位の間の関係
Pa = N/m^2
を整理して覚えてください。

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

Q角パイ・単管パイプの耐荷重を知りたいのですが?

ドブメッキの角パイプ□-100×3.2と、単管パイプ48.6×2.4の物を水平に2mスパンの2点支持にして
中央に負荷を加えた場合の耐荷重はいくつになりますか?
計算式も教えて下さい。

Aベストアンサー

両端ピンピンのモーメント M=PL/4
パイプの断面係数 Z=π(D^4-d^4)/32D
φ48.6*2.4 Z=3835mm^3→3.8cm^3
角パイプの断面係数 Z=(BH^3-bh^3)/6H
真角ならZ=(H^4-h^4)/6H
角パイプ100*3.2 Z=38742mm^3→38.7cm^3

許容応力度に対する検討 SS41クラスで見てます。
M/Z>1.6ton
PL/4Z>1.6ton
Pを求める
P=1.6*4Z/L
486足場パイプ P=1.6*4*3.8/200=0.12(ton)
角パイプP=1.6*4*38.7/200=1.23(ton)

*式の^4は4乗をあらわす。*は掛けるを現わす。


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