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断面力図ってなに?断面力図の簡単な描き方と、意味

断面力図とは、算定した断面力を分かりやすく図で描いたものです。よって断面力の算定が必要不可欠となります。断面力に関しては下記の記事が参考になります。

今回は断面力図の意味と、断面力図の簡単な描き方を勉強しましょう。


断面力図ってなに?

断面力図とは、前述したように「断面力」を分かりやすく図で示したものです。断面力には、曲げモーメント、せん断力、軸力があります。これらの断面力を数値だけで理解することは、難しいでしょう。


そのため図で表し、どこで最大・最小の値になるのか示します。構造設計の実務でも、応力算定の結果を必ず断面力図で表すことが義務づけられています。曲げモーメント、せん断力、軸力は下記の記事が参考になります。


断面力図の描き方

さて、「断面力の算定」のように、それぞれ断面力を求めることができましたね。このように、集中荷重が作用した場合の断面力で、せん断力は定数、曲げモーメントはxの変数を含む一次関数で表すことができました。

この式だけだと直感的にわかりにくいので、断面力は図によって表すことが一般的です。それぞれ、M図Q図、N図といいます。求めた断面力をもとに図を描いてみましょう。※せん断力図では、図のように上向きが正の値です。しかし、曲げモーメント図では下向きが正の値となりますので、注意しましょう。


断面力図

0< L/2及びL/2< Lの場合


0< L/2の場合

及びL/2< Lの場合


0< L/2の場合

及びL/2< Lの場合


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断面力図の簡単な描き方

以上のようにグラフを描くことができました。さて、実は断面力図は簡単に描くポイントがあって、それを使えば非常に簡単に図を描くことができます。皆さんが、断面力や断面力図についてきちんと理解すれば、以下に示す方法を用いても問題ないと思います。

さて、同様に以下のような単純梁を考えます。

単純梁の断面力


初めにRA 、RBの反力を求めます。実はこれだけで、せん断力図描くことができます。下記に手順を示しました。


たったこれだけです。構造力学の試験や建築士の問題では、スピードがカギとなります。ある程度のテクニックや慣れは必要です。使えるものは使ってしまいましょう。上記を図で示しました。

せん断力図の書き方



次に、曲げモーメント図を描いてみます。これはもっと簡単です。支点の性質として、ピン支持やローラー支持にはモーメントが作用しません。よって、ここの曲げモーメントが0です。

曲げモーメントは荷重が作用しているところに発生します。Pが作用する位置の曲げモーメントを求めましょう。

曲げモーメント図の描き方

まとめ

今回は断面力図について説明しました。ぜひ、描き方をマスターして頂ければと思います。断面力の算定が曖昧な人は、まず下記の記事を復習しましょう。

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