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断面設計とは？1分でわかる意味、公式、断面係数と断面二次モーメントの関係
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断面設計（だんめんせっけい）とは、柱や梁などの構造部材が壊れないよう、有害な変形が生じないような「断面の大きさ」を決める検討です。今回は断面設計の意味、公式、断面係数と断面二次モーメントとの関係について説明します。部材断面の意味は下記が参考になります。
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断面設計とは？
断面設計（だんめんせっけい）とは、
構造部材（柱や梁など）が壊れないこと
有害な変形が生じないこと
を満たす、部材断面の「大きさ」を決める検討です。
建物を支える構造部材は、あらゆる荷重に対して安全であるべきです。また、床や梁が変形で斜めになっては意味が無いですね。
部材断面を大きくすれば、荷重に対する抵抗力は高くなります。変形も小さくなるでしょう。一方で、コストがかかります。
部材断面が安全上、使用上、問題ないよう設計するだけでなく、コストとのバランスを考える検討が断面設計です。
構造部材、断面の意味は下記が参考になります。
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断面設計の公式
断面設計では、下記の公式などを使います。作用荷重、生じる応力、支持条件などにより用いる公式が違うので注意しましょう。
σm＝M／Z
σn＝P／A
τ＝Q／A
σmは曲げ応力度、σnは軸方向応力度、τはせん断応力度です。上記より求めた応力度が、許容応力度以下になるよう部材断面を決めます。断面を大きくするほど応力度が小さくなります。
上記などの検討式で断面の安全性を確認した後、変形を計算します。変形量が規定値に納まるかどうか確認が必要です。
たわみの意味、たわみの規定値は下記が参考になります。
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断面設計と断面係数、断面二次モーメントの関係
断面設計では、下記の検討より断面の大きさを決定します。
応力度（許容応力度以下か？）
たわみ（所定の変形量以下か？）
応力度を求めるためには断面係数が必要です。断面係数の意味は、下記が参考になります。
たわみを求めるためには、断面二次モーメントが必要です。断面二次モーメントの意味は、下記が参考になります。
断面二次モーメントとは？1分でわかる意味、計算式、h形鋼、公式
たわみの意味、規定値は下記が参考になります。
たわみとは？1分でわかる意味、求め方、公式、単位、記号、計算法
使用上の支障とは？1分でわかる意味、たわみ、制限、告示、スラブ
断面係数、断面二次モーメント共に、断面が大きくするほど大きい値です。
まとめ
今回は断面設計について説明しました。意味が理解頂けたと思います。断面設計は、部材が安全であること、有害な変形が起きないよう部材断面の大きさを決める検討です。構造設計の業務の中で、最も重要な検討業務といえます。実務で行う断面設計の方法は、下記の書籍を通して勉強できます。
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