はね出し単純梁とは？1分でわかる意味、等分布荷重、応力の計算

この記事の要点

はね出し単純梁とは、片持ち部分（はね出し部分）がある単純梁です。

片持ち梁と単純梁の性質を持つ梁と考えてもいいでしょう。

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はね出し単純梁とは、片持ち部分（はね出し部分）がある単純梁です。今回は、はね出し単純梁の意味、等分布荷重が作用するはね出し単純梁の、応力の計算について説明します。片持ち梁と単純梁の性質を持つ梁と考えてもいいでしょう。単純梁、片持ち梁の特徴は、下記が参考になります。

はね出し単純梁とは？

はね出し単純梁（はねだしたんじゅんばり）とは、片持ち部分（はね出し部分）がある単純梁です。下図をみてください。これがはね出し単純梁です。

はね出し単純梁

他にも、色々なタイプのはね出し単純梁があります。下図に一例を示します。

はね出し単純梁の例

はね出し単純梁の特徴は、「はね出し部分」があることです。はね出し部分に荷重が作用することで、外力としてモーメントが作用する状況になります。下図をみてください。はね出し部の先端に集中荷重が作用します。このとき、支点Aには、梁が浮き上がるような力が生じます。

はね出し単純梁と浮き上がりの力

また、支点Bには片持ち梁のような曲げモーメント（負曲げ）が生じます。下図をみてください。はね出し部の負曲げモーメントにより、単純梁の正曲げモーメントが減少します。

はね出し単純梁と負曲げ、正曲げ

負曲げ、正曲げの意味は、下記が参考になります。

はね出し単純梁は、片持ち梁と単純梁が組み合わさった構造です。片持ち梁、単純梁の意味、特徴は下記が参考になります。

等分布荷重が作用するはね出し単純梁の応力を計算しましょう。下図を見てください。

はね出し単純梁の応力の計算

等分布荷重をｗ、単純梁部分のスパンをL、はね出し部のスパンをL/2とします。静定構造なので、力のつり合い式を整理すれば解けます。まず反力は、

Ra+Rb=ｗ(L+L/2)

∑M=0

－RbL+w(L+L/2)×(L+ L/2)/2=0

Rb=ｗ(L＋L/2)^2／(2L) =9wL/8

Ｒa＝ｗ(L ^2－(L /2)^2)／(2L) ＝3wL/8

反力が分かったので、任意位置の曲げモーメントを算出します。

Ｍx＝Ｒax－ｗｘ^2／2＝3wLx/8－ｗｘ^2／2

です。

上式を微分して0になるときのｘの位置で、曲げモーメントが最大となります。最大曲げモーメントの求め方は、下記が参考になります。

混同しやすい用語

応力度

応力度は単位面積あたりの応力の大きさ（σ=P/A）で、応力は断面全体に作用する力（N、kNなど）です。両者は意味が異なります。

集中荷重

集中荷重は1点に作用する荷重で、等分布荷重は単位長さあたり均一に分布する荷重です。最大モーメントやたわみの公式が異なります。

試験での問われ方｜管理人の一言

はね出し単純梁に関する問題は建築士試験の構造分野で出題されます。定義と計算の両面から理解しておきましょう。

試験では質量・重量・荷重の単位系（SI単位：kg、N、Pa）と工学単位系（kgf）の変換が問われることがあります。

「1kgf≒9.8N」の換算関係を基本として、面積荷重（N/m2、kN/m2）の意味も整理しましょう。

はね出し単純梁を整理した表を示します。