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負反力とは？1分でわかる意味、読み方、例題、負反力の求め方

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負反力（ふはんりょく）とは、一般的に、重力方向に作用する反力です。建物が浮き上がる、建物を引き抜かれるとき、負反力が生じます。今回は負反力の意味、読み方、例題、負反力の求め方について説明します。反力の求め方は、下記が参考になります。

梁の反力と、演習問題から学ぶ計算方法

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記事を書いた人

ハナダユキヒロ／建築学生が学ぶ「構造力学」

難解な構造力学、建築構造の用語を分かりやすく解説する専門家。高等専門学校在学中から建築学生が学ぶ「構造力学」を運営。その後、国立大学大学院⇒組織設計事務所⇒弊サイト運営に従事している。

著書：「わかる構造力学/工学社」、「わかる構造力学 改訂版/工学社」

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負反力とは？

負反力とは、重力方向に作用する反力です。下図をみてください。これが負反力です。

負反力

ラーメン構造に水平力が作用しています。このとき、片方は上向き（重力と反対向き）に反力が生じます。この反力は「正」の値です。左側の支点に着目すると、下向きに反力が生じています。これが負反力です。負反力は、重量と逆方向に作用します。


負反力は計算上、「マイナス」の符号が付きます。構造計算では、支点に負反力が生じないよう設計するのが基本です。建物には、


長期時反力

短期時反力


があります。長期時反力とは、長期荷重時による反力です。特殊な構造形式でない限り、反力は全て「正」の値です。一方、短期時反力は、上図に示した通り、負反力が生じます。構造計算では、長期時反力と短期時反力を組み合わせて、最終的に「負反力にならないこと」を確認します。

負反力の読み方

負反力は「ふはんりょく」と読みます。反力は「はんりょく」と読みます。

負反力の例題、求め方

例題を通して、負反力を求めましょう。下図をみてください。水平力と軸力が作用するラーメン構造があります。支点に作用する反力を計算しましょう。

負反力の例題と求め方

まず柱に着目します。柱の真上に集中力が作用しています。これは、柱に直接伝達される荷重です。よって、上向きの反力が生じます。次に水平力による反力は下式で計算します。


R=10×2.0／1.0＝±20.0kN


以上、反力を集計します。


左支点　10－20＝－10kN

右支点　10+20＝+30kN


上記より、左支点には負反力が生じています。建物が浮き上がるということなので、負反力が生じないよう左支点には重りが必要です（実務では、さらに基礎の重量を考慮する）。

まとめ

今回は負反力について説明しました。意味が理解頂けたと思います。負反力は、重力と反対向きの反力です。負反力が生じる場合、建物が浮き上がる可能性があります。構造設計の実務では、負反力が生じないよう設計を行います。負反力の意味、求め方も勉強しましょう。下記の記事も参考になります。

反力ってなに？反力の求め方と支点反力

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