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柱、梁とは?1分でわかる役割、違い、剛比の計算

柱と梁は建築物に無くてはならない部材です。どんな建築物にも柱と梁はあります。部屋の中から柱や梁の存在を確認できる場合もありますが、基本的には天井や内部の壁で隠れています。今回は、そんな柱と梁の役割、違い、剛比について説明します。

柱、梁とは?

柱は、鉛直方向に建つ構造部材です。梁は、水平方向にかかる構造部材です。下図をみてください。この部材が、柱と梁です。

柱、梁

柱と梁、どちらが先に生まれたのでしょう。これは「柱」が先だと言われています。家ができる前、洞窟や木の下で雨をしのぎました。柱を立てて、大きめの草をかぶせたかもしれません。梁、そのあと開発されました。


さて、「梁」の語源を調べてみると、「向こうへ渡る」という意味が変化したものだそうです。川の先に果物が実っているが、泳いでいくには流れが速い。また、飛び越えられる川幅でもない。そういった時、人間は川に木の丸太や、何か渡れそうな「横に掛かる」物を置くでしょう。


「向こうへ渡る行為」によって生まれた「横方向に掛かる部材」が梁です。建築的に言えば、屋根や床等の鉛直荷重及び地震力を伝達するための横材です。梁は身の周りに溢れています。RCマンションに住んでいるなら、天井を見上げてください。天井より下に出っ張っている部分があります。それが梁です。

柱、梁の役割

柱、梁とは、建築物で最も重要な構造部材です。私達が住んでいる家、職場の建物が壊れない理由は、柱と梁があるからです。また、柱と梁は地震が起きた時に抵抗する部材です。


梁は、床や屋根の重さを支える構造部材です。


床を歩いていて、なぜ床が抜けないのか考えたことはありますか?床の上には、ソファやテーブルはもちろん、大勢の人が歩きます。重量物が載ることもありますね。床が支えているのも理由の1つですが、梁が大きな役割を果たしています。


また地震が起きたとき抵抗します。簡単に言うと、「梁があるおかげで、変形しにくい」のです。


柱は、梁と接合されることで、建物全ての重量を支える部材です。梁は床の重量を直接支えます。柱は間接的に、床の重量を支えています。柱は建物全ての重量を支えるので、十分な耐力が必要です。


地震が起きた時、柱があるおかげで建物は壊れません。なぜなら、柱が地震力を直接負担する部材だからです。

柱と梁の違い

柱と梁の違いは、一目でわかります。

・柱 鉛直方向の部材

・梁 水平方向の部材

こう考えてよいでしょう。

柱梁接合部とは?

柱梁接合部は、柱と梁を剛接合した部分です。※剛接合については、下記の記事が参考になります。

剛接合とピン接合の意味と、納まりと構造性能の違い

仕口、ともいいます。鉄筋コンクリート造、鉄骨造共に柱梁接合部は、力が集まる箇所ですから十分な耐力を必要とします。特に鉄筋コンクリートの柱梁接合部は、十分な耐力を確保するために梁幅や柱幅を大きくします。

仕口

柱、梁の剛比

柱と梁の剛比は、バランスよくしましょう。過度に梁だけ、又は梁のみ剛比を大きくすると、応力が集中します。


梁崩壊型を意識して(梁が先行して壊れること)、梁の剛比は柱よりもやや小さくすると無難です。


※剛比については、下記の記事が参考になります。

剛比とは?3分でわかる剛比の意味と計算方法

まとめ

今回は柱と梁について説明しました。どんな建物でも、柱と梁は存在します。設計する際に必要な知識です。建築に詳しくない方でも、なぜ柱と梁が必要か理解すると、今後家を購入する際に役立つでしょう。以上、今回の記事が参考になれば幸いです。

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