材軸とは？材軸方向・材軸直交方向・線材モデル化との関係を解説

この記事の要点

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。

この記事では、材軸とは何か、材軸方向と材軸直交方向はどう違うのか、線材モデル化との関係を整理します。

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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、部材の意味は、下記が参考になります。

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。※軸線の意味、図心の求め方は下記が参考になります。

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。

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。詳細は下記が参考になります。

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。

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。

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。

混同しやすい用語

材軸方向と材軸直交方向

材軸方向は部材の材軸（長手方向の軸線）と平行な方向で、材軸直交方向は材軸と直交する方向です。

荷重の方向を示す際に使い分けが必要で、柱では鉛直が材軸方向、梁では水平（スパン方向）が材軸方向に対応します。

材軸と軸線

軸線は通り芯（柱の配置基準となる基準線）を指すことが多いですが、材軸は個々の部材の図心を通る長手方向の軸線です。

構造モデルでは線材は材軸を通るよう設定しますが、材軸は軸線と必ずしも一致しません。

材軸を整理した表を示します。