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片持ち梁の曲げモーメントを求める例題、3分でわかる解き方の流れ

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片持ち梁の曲げモーメントは「集中荷重×外力の作用点から支点までの距離」で算定できます。等分布荷重や三角形分布荷重などが作用する場合は、「集中荷重に変換」すれば同様の方法で算定可能です。よって、先端に集中荷重の作用する片持ち梁の曲げモーメントMは「M=PL」です。Pは集中荷重、Lは距離です。


今回は、片持ち梁の曲げモーメントを求める例題を解説し、基本的な問題の解き方の流れを示します。片持ち梁の応力、曲げモーメント図など下記もご覧ください。

片持ち梁の応力は?1分でわかる種類、公式、計算方法

片持ち梁の曲げモーメント図は?1分でわかる書き方、公式、計算、三角分布荷重との関係

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記事を書いた人

ハナダユキヒロ/建築学生が学ぶ「構造力学」

難解な構造力学、建築構造の用語を分かりやすく解説する専門家。高等専門学校在学中から建築学生が学ぶ「構造力学」を運営。その後、国立大学大学院⇒組織設計事務所⇒弊サイト運営に従事している。

著書:「わかる構造力学/工学社」、「わかる構造力学 改訂版/工学社」

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片持ち梁の曲げモーメントを求める例題

例題として、下図に示す片持ち梁の最大曲げモーメントを求めてください。


片持ち梁の曲げモーメントを求める例題1


集中荷重が2カ所に作用しています。「公式が無い!」とあわてないでください。片持ち梁に作用する曲げモーメントは「外力×距離」でした。


2か所の荷重が作用する場合でも考え方は同じです。ただし、2つの集中荷重それぞれの曲げモーメントを求める必要があります。その後、曲げモーメントを合計すれば良いのです。


下記に計算式を示します。


片持ち梁の曲げモーメントを求める例題2


上記のように、最大曲げモーメント=5PL/2です。


2問目です。下図の片持ち梁の最大曲げモーメントを求めましょう。


片持ち梁の曲げモーメントを求める例題3


部分的に等分布荷重が作用しています。まずは分布荷重を「集中荷重に変換」しましょう。「分布荷重×分布荷重の作用する範囲」を計算すれば良いです。

等分布荷重とは?集中荷重との違いや使い方について


w×B=wBが集中荷重です。なお、等分布荷重を集中荷重に変換するとき「集中荷重の作用点は、分布荷重の作用幅の中心」になります。


よって片持ち梁の曲げモーメントは下記の通りです。


片持ち梁の曲げモーメントを求める例題4


片持ち梁の詳細など下記も参考になります。

片持ち梁とは?1分でわかる構造、様々な荷重による応力と例題

片持ち梁の曲げモーメントの解き方の流れ

片持ち梁の曲げモーメントの解き方の流れを下記に整理しました。


① 荷重の作用する点から支点までの距離を求める

② 分布荷重(等分布荷重、部分荷重、三角形分布荷重)は、集中荷重に変換する(集中荷重はそのまま)

③ ①の値×②の値を計算して曲げモーメントを算定する


片持ち梁の曲げモーメントの求め方は下記も参考になります。

片持ち梁の応力は?1分でわかる種類、公式、計算方法

曲げ応力とは?1分でわかる意味、公式と演習問題、単位、曲げ応力度との違い

まとめ

今回は、片持ち梁の曲げモーメントに関する例題について解説しました。基本は、集中荷重×距離を計算するだけなので簡単です。ただし、分布荷重を集中荷重に変換する方法なども理解しましょう。下記も参考になります。

片持ち梁とは?1分でわかる構造、様々な荷重による応力と例題

片持ち梁の曲げモーメント図は?1分でわかる書き方、公式、計算、三角分布荷重との関係

等分布荷重とは?集中荷重との違いや使い方について

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