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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

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

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、

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


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何か?

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

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