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構造物のモデル化

構造力学の基礎と言えば、まず初めに力のつり合い式や支持条件等を学び、せん断力やモーメントを勉強していきますよね。ここは非常に重要で、しっかり理解しておくことが大事です。皆さんは、構造力学の問題などで単純梁等のつり合い式を解いているときに疑問に思ったことはありませんか?何で、線に置き換えているんだろうと…。そう、我々が建物の力の流れを知りたいときには必ず、リアルの建物の部材を線材化します。これをモデル化と呼んでいます。
正しいモデル化を行うことは構造設計者の必須な能力ともいえます。 皆さんもその感覚を身につけましょうね。

モデル化前の図 モデル化後の図
モデル化前後の図

以上のように、近似をするという考え方は、工学では非常に重要となってきます。実設計でモデル化したものを考えたとしても、実際に建てたときの力のかかり具合は微妙(ほんのわずかで、影響はないですが)に違うわけです。このようなことから、土木や建築は経験工学とも呼ばれます。

つまり、建物はどんなに頑張って完璧な理想化は出来ないから、データ等を蓄積して現実に近づけていこうという考え方です。まず、このことを念頭においてくださいね。なので、当然支持条件もモデル化してるわけです。現実とはちょっと違います。だけど、安全率やいろんな工夫で現実に近づけています。以上のような、構造力学のモデル化の考え方や、その背景は習っているようで詳しくはやらないところです。

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