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反曲点とは?1分でわかる意味、求め方、読み方、曲げモーメントとの関係

反曲点とは、柱の曲げモーメントが「正から負」または「負から正」に切り替わる点のことです。反曲点の高さが分かれば、柱脚と柱頭に作用する曲げモーメントの値がわかります。また、D値法では反曲点高比から反曲点の位置を計算します。今回は、反曲点の意味、求め方、読み方、曲げモーメントとの関係について説明します。

反曲点とは?

反曲点とは、柱に作用する曲げモーメントが「正から負」または「負から正」に切り替わる点です。下図をみてください。これが反曲点です。

反曲点

反曲点の高さが上下することで、柱頭、柱脚に作用する曲げモーメントが変わります。例えば、反曲点の位置が柱脚に近づくほど、柱頭に生じる曲げモーメントは増えます。逆に、反曲点が上がるほど、柱頭の曲げモーメントは小さいです。


柱脚に梁が繋がらないピン接合の柱では、反曲点は無く、柱脚の曲げモーメントは0になります。反曲点の高さは、部材の剛性、支点の境界条件が影響します。※柱脚の曲げモーメントが0になる露出柱脚、支点条件については、下記の記事が参考になります。

露出柱脚とは何か?

支点ってなに?支点のモデル化と、境界条件について

反曲点の読み方

反曲点は「はんきょくてん」と読みます。反曲点高比は「はんきょくてんこうひ」です。

反曲点の求め方、モーメントの関係

下図をみてください。柱脚と柱頭の曲げモーメントが分かっています。柱脚の曲げモーメントをM1、柱頭をM2、層高さをhとします。反曲点の高さは、下記です。

反曲点の求め方、モーメントの関係

また、D値法では反曲点高比を算定します。反曲点高比がわかれば、反曲点の高さが計算できます(D値法と反曲点高比の関係は後述しました)。

反曲点とD値法の関係

D値法は、部材の水平力の分担率を求める方法です。各部材に生じる水平力がわかれば、せん断力、曲げモーメントが計算できます。


D値法では、各部材のD値を求めると同時に、「反曲点高比」を求めます。これは、柱脚から反曲点までの高さと層高さの比率です。D値を求める過程で、反曲点高比もわかります。反曲点高比がわかれば、反曲点の高さが判明し、柱脚、柱頭の曲げモーメントが算定できます。


反曲点高比と層高さなどの関係を、下記に示します。


yは反曲点高比、hoは柱脚から反曲点までの高さ、hは層高さです。層高さhは既知なので、反曲点高比yが既知なら、hoが計算できますね。

まとめ

今回は反曲点について説明しました。意味が理解頂けたと思います。反曲点は、柱に生じる曲げモーメントが「正から負」または「負から正」に切り替わる点です。反曲点の高さに応じて、柱脚、柱頭に作用する曲げモーメントが変わります。また、D値法では反曲点高比を算定し、反曲点の高さを求めます。下記の記事も併せて参考にしてください。

露出柱脚とは何か?

支点ってなに?支点のモデル化と、境界条件について

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