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斜材とは?1分でわかる意味、読み方、角度、軸力、計算方法

斜材とは、斜め方向に配置される構造部材です。ブレース、筋交い、トラス構造に用いる部材です。今回は斜材の意味、読み方、角度、軸力と計算方法について説明します。ブレース、筋交い、トラス構造の意味は、下記が参考になります。

ブレース構造とは何か?

筋交いとは?1分でわかる役割、効果、寸法、ブレースとの違い

トラス構造とは?1分でわかるメリット、デメリット、計算法

斜材とは?

斜材とは、斜め方向に配置される構造部材です。下図をみてください。これが斜材です。

斜材

ブレースや筋交いなど、地震力に抵抗する部材として斜材を用います。ブレース、筋交いの意味は、下記が参考になります。

ブレース構造とは何か?

筋交いとは?1分でわかる役割、効果、寸法、ブレースとの違い


下図をみてください。1つは部材を四角形に組んだ構造、もう1つは斜材を加えた構造です。水平方向の地震力が作用するとき、どちらが「強そう」でしょうか。何となく、斜材を入れた構造ですよね。

斜材とラーメン

実際、計算すると斜材を入れる方が、変形が小さくなります。

斜材の読み方

斜材は、「しゃざい」と読みます。関係用語の読み方は、下記です。


筋交い ⇒ すじかい

束材 ⇒ つかざい

弦材 ⇒ げんざい


筋交いとは、地震力を負担する斜材です。主に、木造建物に使う用語で、ブレースともいいます。束材、弦材、斜材を組み合わせた構造形式がトラス構造です。筋交い、トラス構造の意味は、下記が参考になります。

筋交いとは?1分でわかる役割、効果、寸法、ブレースとの違い

トラス構造とは?1分でわかるメリット、デメリット、計算法

斜材の角度

斜材は、角度に応じて地震力への抵抗度合いが変わります。下図をみてください。斜材の角度が急勾配ですね。

斜材の角度

角度が急になると、水平力を負担する割合が少なくなります(後述する軸力の計算を参考にしてください)。斜材は地震力に対する抵抗部材として入れるので、効果的な角度になるよう入れましょう。

斜材の軸力と計算方法

地震による水平力が作用するとき、斜材には軸力が生じます。下図に示す、斜材に生じる軸力の計算をしましょう。

斜材の軸力と計算方法

まず、地震力はPです。スパンL、高さh(=L)で、左支点はピン、右支点はローラー支点です。左支点の水平反力は、


P−R=0

R=P


です。鉛直反力は、


R=P×h÷L=P(hはLと同じ。左右支点には偶力としてPが作用する)


です。軸力回りの反力、軸力のつり合いを計算します。軸力をNとします。Nを鉛直、水平成分に分解します。


軸力の鉛直成分 N/√2

軸力の水平成分 N/√2


鉛直成分のつり合いは、


N/√2−P=0

N=√2P


です。上記のように、節点周りの力のつり合い計算方法を、節点法といいます。詳細は、下記が参考になります。

節点法ってなに?節点法でトラスの軸力を求める方法

まとめ

今回は斜材について説明しました。意味が理解頂けたと思います。斜材は、斜め方向に配置する構造部材です。斜材とブレース、筋交い、トラス構造の関係を覚えましょう。下記の記事も参考にしてくださいね。

トラス構造とは?1分でわかるメリット、デメリット、計算法

ブレース構造とは何か?

筋交いとは?1分でわかる役割、効果、寸法、ブレースとの違い


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