重心と剛心の距離の関係は？1分でわかる意味、偏心距離eの求め方は？
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建物の重心は重さの中心（鉛直部材に作用する長期軸力の合力の作用点とすることが多い）、剛心は建物のかたさの中心です。地震力は慣性力なので、地震力は建物の重心位置に作用します。剛心はかたさの中心なので、剛心を中心として力に抵抗します。よって、重心と剛心が不一致のとき、剛心を中心としたモーメントが作用します。重心と剛心が一致すれば偏心によるモーメントは生じません。今回は、重心と剛心の距離の関係、意味、偏心距離eの求め方について説明します。偏心率の意味、偏心率の計算は下記も参考になります。
偏心率の計算方法は？5分でわかる式、建物の重心、剛心の求め方、弾力半径、ねじり剛性の算定
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重心と剛心の距離の関係は？
建物の重心は、建物を構成する各部材による重さの中心（鉛直部材に作用する長期軸力の合力の作用点とすることが多い）です。建物の重心距離は下式で算定します。
建物は、柱、梁、壁、床など色々な構造部材で構成されています。また、床上や壁には仕上げ材を張り、床下には天井を取り付け、さらに物品を置き、人々が活動します。
これらの長期的な重さ（荷重）の合計が作用する点が建物の重心位置です。物理学で習ったように、重心はモーメントのつり合いから求めます。
建物の重心の求め方は？3分でわかる意味、計算方法、偏心率との関係
一方、剛心は建物のかたさの中心です。部材の変形のしにくさを「かたさ」と考えてよいでしょう。部材のかたさは、断面の大きさ、長さ、各部材との関係、材料などで決定します（※一般的な建物では1つの建物に１つの構造材料を使うので材料の影響はない）。
それらの部材のかたさにより建物のかたさが決定します。このかたさの中心が剛心で、下式で求めます。
地震力は慣性力なので、地震力は重心位置に作用します。地震力に対して建物は抵抗しようとしますが、剛心を中心に抵抗します。
よって重心と剛心の位置が不一致のとき、重心と剛心が離れている距離だけモーメントが作用します。
モーメントは、物体を回転させようとする力なので、建物はねじれるような変形が生じます。重心と剛心の距離が離れるほどモーメントは大きくなり、この回転に伴う変形も増大するのです。
逆に、重心と剛心の距離を近づければモーメントは小さくなり、余計な変形は生じません。このような重心と剛心のバランスを偏心率、重心と剛心の距離の差を偏心距離といいます。偏心率の意味は下記が参考になります。
偏心距離eの求め方は？
偏心距離eの求め方は下記の通りです。
・偏心距離e＝｜剛心位置－重心位置｜
上式の通り、偏心距離は剛心と重心の距離の差の絶対値です。負の距離は無いので絶対値をとります。偏心距離の詳細は下記も参考になります。
偏心率の計算方法は？5分でわかる式、建物の重心、剛心の求め方、弾力半径、ねじり剛性の算定
まとめ
今回は、重心と剛心の距離の関係について説明しました。重心は、建物の重さの中心で、剛心は建物のかたさの中心です。両者の距離がずれることで建物にモーメントが作用します。また、重心と剛心のバランスは偏心率で表します。偏心率の計算方法、偏心距離の意味など下記も参考になります。
偏心率の計算方法は？5分でわかる式、建物の重心、剛心の求め方、弾力半径、ねじり剛性の算定
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