この記事の要点
構造力学で最初につまずくのが「反力の求め方」だという話をよく聞く。
つり合い条件式(ΣF=0、ΣM=0)を立てることは難しくないが、モーメントの基点の選び方や符号の扱いで混乱することが多い。
基点をどこに取ると計算がシンプルになるかをつかむと、複雑な荷重パターンでも自信を持って解けるようになる。演習問題を通じて手順を定着させる。
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反力の求め方を、演習を通して学んでいきましょう。また、梁の種類も併せて説明します。※梁の種類、単純梁、反力については下記が参考になります。
梁の種類とは?大梁・小梁・片持ち梁の違いと材料別(RC・鉄骨・木造)の断面形状
単純梁と両端固定梁の違いとは?曲げモーメント・たわみの公式と設計への影響
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ΣH=0より
ΣV=0より
ΣM=0より、A点に関するモーメントのつり合い
さらに、RAを求めます。
となります。
ΣH=0より
ΣV=0より
ΣM=0より、A点に関するモーメントのつり合い
さらに、RAを求めます。
となります。
ΣH=0より
ΣV=0より
等分布荷重をまず、集中荷重に変換します。※等分布荷重については、下記が参考になります。
集中荷重に変換すると:w×L
つまり、w×Lの荷重が中央点(L/2)に作用することになります。
ΣM=0よりA点に関するモーメントのつり合いは
さらに、RAを求めます。
となります。
問題(4).次の単純梁の反力を求めなさい。
ΣH=0より
ΣV=0より
ΣM=0よりA点に関するモーメントのつり合いは
さらに、RAを求めます。
となります。
ΣH=0より
ΣV=0より
ΣM=0よりA点に関するモーメントのつり合いは
さらに、RAを求めます。
となります。
ΣH=0より
ΣV=0より
等分布荷重をまず、集中荷重に変換します。
集中荷重に変換すると:w×b
つまり、w×bの荷重が中央点(b/2)に作用することになります。
ΣM=0よりA点に関するモーメントのつり合いは
さらに、RAを求めます。
となります。
ΣH=0より
ΣV=0より
等分布荷重をまず、集中荷重に変換します。
集中荷重に変換すると:w×b
つまり、w×bの荷重が中央点(b/2)に作用することになります。
ΣM=0よりA点に関するモーメントのつり合いは
さらに、RAを求めます。
となります。
混同しやすい用語
反力
支点が外力に対して発揮する力のこと。力のつり合い(ΣF=0、ΣM=0)から求められる。
応力(内力)
部材の内部に生じる力のこと。反力が決まった後、各断面の軸力・せん断力・曲げモーメントとして求められる。反力とは異なる概念。
梁の反力の求め方を整理した表を示します。
| つり合い条件 | 式 | 求まる反力 |
|---|---|---|
| 水平力のつり合い | ΣH=0 | 水平反力H |
| 鉛直力のつり合い | ΣV=0 | 鉛直反力RA・RB |
| モーメントのつり合い | ΣM=0(任意点周り) | 一方の鉛直反力を先に決定 |
今回は演習問題を通して、梁の反力を勉強しました。次は、断面力について勉強し、断面力図の描き方を学びましょう。下記が参考になります。
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意味を読んで終わりにせず、実際に理解できているかチェックしてみましょう。

試験での問われ方|管理人の一言
反力を求める際、最も重要なのは「モーメントのつり合い式(ΣM=0)」を正しく立てることです。力点・支点の距離を間違えないよう、図を丁寧に描きながら計算する習慣をつけましょう。