弦材とは？1分でわかる意味、読み方、上弦材、下弦材、腹材、トラス
この記事の要点
弦材はトラスの上または下に配置される横方向の部材です。
上に配置する弦材を上弦材、下に配置する弦材を下弦材といいます。
この記事では、弦材とは何かを整理します。
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弦材はトラスの上または下に配置される横方向の部材です。上に配置する弦材を上弦材、下に配置する弦材を下弦材といいます。今回は、弦材の意味、上弦材と下弦材の関係、腹材とトラスについて説明します。※トラスについては下記の記事が参考になります。
トラス構造とは？強さの理由・メリット・デメリット・計算法を解説
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弦材とは？
弦材とは、上側または下側に配置される横方向の部材です。下図を見て下さい。
弦材は上側と下側に配置され、それぞれ上弦材、下弦材といいます。一般的に、トラスの下弦材は引張力を負担し、上弦材は圧縮力を負担します。上弦材と下弦材の間は束材や斜材で繋いでいます。
下図に、一般的なトラス構造の各部材を描きました。
トラスについては下記の記事が参考になります。
トラス構造とは？強さの理由・メリット・デメリット・計算法を解説
また、圧縮材と引張材については下記の記事が参考になります。
弦材の読み方
弦材は「げんざい」と読みます。上弦材は「じょうげんざい」、下弦材は「かげんざい」と読みます。
上弦材と下弦材の違い
上弦材と下弦材の違いを下記に示しました。
- 上弦材 ⇒圧縮力を負担する部材
- 下弦材 ⇒引張材を負担する部材
上弦材は圧縮力を負担する部材です。よって、座屈に注意した設計が必要です。座屈長さや弱軸方向の断面二次係数を小さくすると、圧縮材としての耐力が落ちます。※座屈については下記の記事が参考になります。
一方、下弦材は引張力を負担するので、圧縮材と比較するとスレンダーな部材とできます。ただし、上弦材とのバランスを考慮し、上弦材と下弦材で同じ部材を使うことが多いです。
またトラスの組み方や荷重の加わり方によっては、上弦材と下弦材で圧縮力・引張力が反転する場合もあります。
弦材と腹材、トラスの関係
トラス構造の、鉛直方向の部材を腹材といいます。※ちなみにH形鋼のウェブも「腹材」です。ウェブに孔など無い材をフルウェブといいます。
よってトラス構造は、横方向に配置された弦材と、鉛直方向の腹材で構成されます。
混同しやすい用語
弦材（上弦材・下弦材）
トラス構造の上下に配置される水平（または傾斜）方向の部材です。
上弦材は圧縮、下弦材は引張を主に負担します。
腹材（ふくざい）
トラスの上弦材と下弦材を斜め・鉛直方向につなぐ部材です。
斜材と垂直材に分けられ、せん断力を伝達します。
トラス構造
三角形を基本単位として弦材と腹材で構成される構造形式です。
各部材は軸力（圧縮・引張）のみを負担します。
弦材を整理した表を示します。
| 項目 | 内容 | 備考 |
|---|---|---|
| 上弦材 | トラス上側の横方向部材 | 一般に圧縮力を負担 |
| 下弦材 | トラス下側の横方向部材 | 一般に引張力を負担 |
| 腹材 | 上弦材と下弦材の間をつなぐ部材 | 束材・斜材を含む |
まとめ
今回は弦材について説明しました。弦材の意味が理解頂けたと思います。弦材はトラスを構成する部材の１つです。上弦材と下弦材は覚えておきましょう。また、上弦材は圧縮力、下弦材は引張力を負担していることも理解したいですね。
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意味を読んで終わりにせず、実際に理解できているかチェックしてみましょう。
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- 名前 ハナダユキヒロ/ミツメラボ代表.
- 2010年 弊サイトを開設
- 2010～2017年 国立大学大学院修了
- 2017年12月に当HPが書籍化。
- 「わかる構造力学」
- 2022年4月に「わかる構造力学」の改訂版出版。
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