主軸とは？1分でわかる意味、構造力学との関係、強軸、弱軸との関係

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主軸とは、強軸と弱軸の2軸を総称した用語です。部材の断面には、色々な軸があります。その中で最大の断面二次モーメントになる軸が強軸、最小となる軸が弱軸です。今回は主軸の意味、構造力学との関係、強軸、弱軸との関係について説明します。※強軸、弱軸の意味は下記の記事が参考になります。

強軸ってなに？1分でわかる強軸と弱軸の違い、それぞれの特徴

弱軸とは？読み方、長方形の強軸と弱軸、H鋼の梁の向きと強軸と弱軸、強軸はラーメンで弱軸はブレースにする理由は？

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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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主軸とは？

主軸とは、断面の強軸、弱軸の2つの軸の総称です。強軸、弱軸の意味は下記です。

強軸　⇒　図心を通る軸で、断面二次モーメントが最大となる軸

弱軸　⇒　図心を通る軸で、断面二次モーメントが最小となる軸

なお、強軸と弱軸は直交する、という性質を持ちます。

断面に強軸、弱軸は１つずつあります。よって、主軸は1組の直交する２軸です。

なお、主軸は図心を通りますが、対称軸でない場合もあります。下図をみてください。溝形鋼です。溝形鋼の主軸は、ＸとＹ方向の軸です。

溝形鋼

Ｘ軸回りが強軸、Ｙ軸回りが弱軸です。Ｘ軸回りは、図形が対象です（対称軸）。一方、Ｙ軸回りは、軸を境（さかい）に、非対称断面ですね。主軸は、必ずしも対称軸では無いです。

また、円形断面は方向性が無いです。どの軸をとっても、断面二次モーメントは同じです。任意の軸が、主軸となります。

主軸から傾いた軸に作用する応力

主軸から傾いた軸に応力が作用したときは、

・傾いた角度分、主軸周りの応力に換算

してください。数学の三角関数で勉強しましたね。cosθやsinθを使って、主軸から傾いた軸回りの応力にかければよいです。

主軸と構造力学

構造力学では、断面の性質を勉強します。特に形鋼は、Ｈ形やｃ形、Ｌ形など色々な形鋼があります。断面が、どの軸に対して強い（弱い）か理解してください。

強軸、弱軸の意味は下記が参考になります。

強軸ってなに？1分でわかる強軸と弱軸の違い、それぞれの特徴

弱軸とは？読み方、長方形の強軸と弱軸、H鋼の梁の向きと強軸と弱軸、強軸はラーメンで弱軸はブレースにする理由は？

また、断面二次モーメント、断面係数の計算法は下記が参考になります。

断面二次モーメントとは？1分でわかる意味、計算式、h形鋼、公式、たわみとの関係

断面係数とは

主軸の読み方

主軸は「しゅじく」と読みます。強軸、弱軸の読み方は下記です。

・強軸　⇒　きょうじく

・弱軸　⇒　じゃくじく

まとめ

今回は主軸の意味について説明しました。意味が理解頂けたと思います。主軸は、強軸と弱軸の２つの軸の総称です。構造力学や材料力学で「主軸」という用語を使います。主軸の意味と併せて、強軸、弱軸を理解したいですね。特に、形鋼には色々な断面があります。断面の強軸、弱軸を理解しましょう。下記の記事も併せて参考にしてくださいね。

強軸ってなに？1分でわかる強軸と弱軸の違い、それぞれの特徴

弱軸とは？読み方、長方形の強軸と弱軸、H鋼の梁の向きと強軸と弱軸、強軸はラーメンで弱軸はブレースにする理由は？