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純曲げとは?1分でわかる意味、状態、純曲げ区間、曲げモーメント、たわみ

純曲げとは、曲げモーメントしか作用しない状態をいいます。純曲げが作用する区間を、純曲げ区間といいます。普通、曲げモーメントが生じる部材にはせん断力も生じています。ただし、荷重のかかり具合によって、せん断力が0になります。今回は純曲げの意味、状態、純曲げ区間、曲げモーメント、たわみについて説明します。※曲げモーメントの意味は下記の記事が参考になります。

曲げ応力とは?1分でわかる意味、公式と演習問題、単位、曲げ応力度

純曲げとは?

純曲げとは、曲げモーメントのみ生じる状態をいいます。普通、曲げモーメントが生じる部材には、せん断力も生じています。一方、下図のように、2点の荷重を加えます。2点の荷重は対称に作用し、力の大きさも同じです。

純曲げ

このとき、せん断力は1つめの荷重点から2つめの荷重点まで生じません。一方曲げモーメントは作用します。


「純粋に曲げモーメントしか生じていない」ので、純曲げといいます。


せん断力の影響を除外して実験や理論を考える時、純曲げを利用します。例えば、鉄筋コンクリート造の試験、たわみの公式の導出が関係します。下記の記事が参考になります。

梁のたわみを求める方法

純曲げの状態と区間

純曲げの状態を下図に示します。純曲げとなる区間を、純曲げ区間といいます。

純曲げ区間

純曲げのモーメントとせん断力

純曲げの大きさは、荷重点の位置で変わります。下図の荷重が作用する梁を考えてください。

純曲げと曲げモーメントの大きさ

純曲げモーメント、せん断力は下記の値です。


・M=PL/3

・Q=P


純曲げは、部材のスパン内で、せん断力が0になります。せん断力が0になるには、支点反力と荷重の大きさが一致する必要がありますね。これは、荷重点の位置に限らず共通しています。また、支点反力の大きさは両端で一致します。2点の荷重は対称形に作用しないと、純曲げになりません(せん断力0にならない)。

純曲げのたわみ

また、純曲げとなる梁のたわみは、下記です。条件は、前述の梁とします。


※荷重が作用する位置(支点から荷重までの距離)に応じて、たわみの大きさは変わります。

まとめ

今回は純曲げについて説明しました。意味が理解頂けたと思います。純曲げとは、部材に曲げモーメントしか生じない状態です。純曲げが作用する区間を、純曲げ区間といいます。純曲げの意味を覚えてくださいね。今回紹介した、純曲げとなる条件での曲げモーメント、たわみを理解しましょう。下記の記事も併せて参考にしてくださいね。

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