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材軸とは?1分でわかる意味、材軸方向、材軸直交方向、モデル化との関係

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材軸とは、部材の図心かつ長手方向を通る軸線のことです。建築物の構造計算では、部材を線材に置換しモデル化します。線材に置換するとき、線材は部材の材軸を通るようモデル化します。今回は、材軸の意味、材軸方向、材軸直交方向、構造物のモデル化との関係について説明します。線材の意味は、下記の記事が参考になります。

部材のモデル化


部材の意味は、下記が参考になります。

部材とは?1分でわかる意味、部品との違い、建築での使い方、材料

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材軸とは?

材軸とは、部材の図心かつ長手方向を通る軸線のことです。下図を見てください。普通、柱と梁の図心は、断面の中心を通ります。※図心の求め方は、下記の記事が参考になります。

図心ってなに?図心の求め方と断面一次モーメントの関係

材軸

部材断面の中心を通るよう線を引けば、自然と線材にモデル化できます。また、材軸の線がひけるのです。


構造計算では、建物を線材に置換します。このとき線材は、材軸を通るよう設定します。下図の構造物を線材にモデル化しました。

構造物のモデル化と材軸

線材の意味、構造物のモデル化は、下記も参考になります。

部材のモデル化


これは、構造計算をするための基本原則なので、ぜひ覚えてくだいさね。

材軸方向と材軸直交方向の違い

材軸方向と材軸直交方向の違いを下記に整理しました。


材軸方向 ⇒ 部材の材軸と平行な方向

材軸直交方向 ⇒ 部材の材軸と直交する方向


下図に材軸方向と、材軸直交方向を示しました。

材軸方向と材軸直交方向

荷重の方向を表すとき、材軸方向、材軸直交方向で示すことがあります。似た用語で、鉛直方向、水平方向があります。詳細は、下記の記事が参考になります。

鉛直と垂直の違いは?1分でわかる意味、図の説明、鉛直方向、水平方向

材軸とモデル化の関係

構造物を線材に置換するとき、必ず材軸を通るよう設定します。簡単に言うと、部材断面の中心を通る線です。


なお、柱の材軸間距離(柱芯間距離)を、スパンといいます。スパンは下記が参考になります。

スパンとは何か?


各階の梁の材軸間距離を、構造階高といいます。構造階高の意味は下記が参考になります。

1分で分かる、階高と構造階高の違いとそれぞれの意味


構造計算をするときの建物の大きさは、「スパン」と「構造階高」で決定します。

まとめ

今回は材軸について説明しました。意味が理解頂けたと思います。材軸は、部材の図心かつ長手方向を通る軸線のことです。部材を線材に置換するとき、線材は必ず材軸を通るよう設定します。構造物のモデル化と併せて覚えてくださいね。下記の記事も参考になります。

部材のモデル化

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