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。
【管理人おすすめ!】セットで3割もお得!約1,100語の用語集+476点の図解集セット⇒ 建築構造がわかる基礎用語集&図解集セット
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
100円から読める!ネット不要!印刷しても読みやすいPDF記事はこちら⇒ いつでもどこでも読める!広告無し!建築学生が学ぶ構造力学のPDF版の学習記事
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。
【管理人おすすめ!】セットで3割もお得!約1,100語の用語集+476点の図解集セット⇒ 建築構造がわかる基礎用語集&図解集セット
梁の反力を求める基本的な手順を説明してください。
力のつり合い条件式を用います。ΣH=0で水平反力、ΣM=0(任意点まわりのモーメントのつり合い)で一方の鉛直反力を先に決定し、ΣV=0で残りの鉛直反力を求めます。
モーメントのつり合いをとる基点はどう選ぶと計算が簡単になりますか。
未知反力が通る支点(基点)まわりにモーメントをとると、その反力が式に出てこなくなるため計算がシンプルになります。基点の選び方と符号の扱いで混乱しやすいので注意します。
反力と応力(内力)の違いを説明してください。
反力は支点が外力に対して発揮する力で、力のつり合い(ΣF=0、ΣM=0)から求められます。応力(内力)は部材の内部に生じる力で、反力が決まった後に各断面の軸力・せん断力・曲げモーメントとして求められます。
