トラス構造の0部材・軸力の向き（圧縮・引張）の判定法と例題（二級建築士対策）

この記事の要点

トラス構造の問題で詰まりやすいのが「どの部材が引張でどれが圧縮か」という判定だ。0部材（軸力ゼロ）の特定から始めると、残りの部材力が絞り込みやすい。

0部材の見つけ方と軸力の向きの判定手順を、例題で確認する。

軸力の向きは節点での釣り合いを図で確認し、引張（＋）か圧縮（－）かを判断する。Ｈ27年問題では０部材の判定と軸力方向の特定が問われる。

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トラス構造は、節点にのみ外力が作用する場合、トラス部材には軸力（圧縮力または引張力）のみ生じます。

力のつり合いによりトラス部材の軸力の算定が可能で、建築士試験の問題でも頻出します。

今回はトラス構造の軸力を求める例題として、下図のトラス構造に鉛直力Ｐが作用したとき、各軸力が圧縮か引張か判断します。

本問題のポイントは、軸力の正確な値を求める必要はなく"トラス構造の計算の考え方を理解すること"が大切です。

なお、トラス構造の計算方法は、節点法と断面法があります。各計算方法の詳細は下記をご覧ください。

本問題では上図に示すトラス構造に鉛直力が作用しており、部材A、B、Cに生じる軸力が圧縮力または引張力か、あるいは、０（軸力が生じない）か判断します。

本問題は、簡単に解くポイントがいくつかあります。１つは節点法で力の釣り合いを考えることです。

たとえばＢ部材に着目します。部材が斜めになっていて、ややこしいですが、Ｂ部材に直交して２つの部材が、節点に対して反対向きに取り付いています。

この節点には外力も作用しておらず、Ｂ部材の方向には力が作用しようがありません。よって、Ｂ部材の軸力＝０です。

次に、Ａ部材の節点をみると、外力Ｐが作用しています。Ａ部材以外の部材をみると、この２つは左右対称に取り付いています。

よって、軸力は打ち消し合います。Pは節点を押す方向に作用しており、Ａ部材に生じる軸力はＰ（圧縮外力）とつり合う必要があり、すなわち、Ａ部材には圧縮力が生じています。

なおＡとＢの答えがわかれば、Ｃは分からなくても問題は解けます。上記に合致した回答は３ですね。

Ｃ部材に生じる軸力の方向は、支点周りの部材に生じる軸力を整理すれば分かります。

本例題のトラス構造には鉛直力のみ作用します。よって、支点には鉛直反力のみ作用しており、斜め部材およびＣ部材に生じる軸力、

支点反力による力のつり合いを整理すると、Ｃ部材には圧縮力が生じることが分かります。

混同しやすい用語

圧縮力（－）

部材を縮める方向に作用する軸力。

トラスの上弦材に多い。

節点での釣り合いから判断し、部材を押しつぶす向きに力が働く。

引張力（＋）

部材を引き伸ばす方向に作用する軸力。

トラスの下弦材に多い。

節点で引っ張られる向きに力が働く。

圧縮と引張を混同しやすい。

０部材

軸力がゼロの部材。

外力が作用しない節点で特定の条件（1方向に直交する部材が1本だけ等）が成立するときに判定できる。

節点法

各節点でΣＶ=0・ΣＨ=0を立てて軸力を求める解法。

０部材を先に見つけてから解くと計算が楽になる。

試験での問われ方｜管理人の一言

トラス問題は節点法か断面法のどちらかで解く。

０部材の判定は試験で頻出なので、条件（T字・一直線上の節点）を覚えておこう。

Ｈ27年問題では節点での釣り合いを丁寧に描くことが得点のカギ。（二級建築士平成27年：トラス部材の圧縮・引張を節点法で求める問題が出題）

０部材の条件	判定	理由
T字節点（2本が一直線＋1本が直交・外力なし）	直交する1本が０部材	一直線上の2本でつり合いが取れる
2本のみの節点（外力なし・一直線上でない）	2本ともに０部材	軸力=0でなければつり合わない