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片持ち梁系ラーメンとは?1分でわかる意味、解き方、反力、曲げモーメント図

片持ち梁系ラーメンとは、片持ち状態のラーメン構造です。柱と梁は剛接合で、柱は片持ち(固定支点)です。今回は片持ち梁系ラーメンの意味、解き方、反力と曲げモーメント図の描き方について説明します。片持ち梁、ラーメン構造の意味、解き方は下記が参考になります。

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

ラーメン構造とは?1分でわかる意味、特徴、由来、メリットとデメリット

片持ち梁系ラーメンとは?

片持ち梁系ラーメンとは、片持ち状態のラーメン構造です。下図をみてください。これが片持ち梁系ラーメンです。

片持ち梁系ラーメン

ラーメン構造と違い、柱は1本です。支点が1つ少ない代わりに、柱は固定支点で支えています。また、柱と梁は剛接合で一体化されます。


片持ち梁とラーメン構造の両方の性質をもちます。片持ち梁、ラーメン構造の意味は下記が参考になります。

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片持ち梁系ラーメンの解き方、反力と曲げモーメント図

下図の片持ち梁系ラーメンを解きましょう。先端に集中荷重Pが作用しています。静定構造なので力のつり合い条件で反力が解けますね。

片持ち梁系ラーメンの解き方

鉛直方向のつり合い条件は


P−R=0

R=P


です。モーメントのつり合いは、


―P×L−M=0

M=−PL


です。上記より鉛直反力とモーメント反力が求められました。なお水平荷重が作用していないため、水平反力は0です。反力の計算方法は、下記が参考になります。

反力ってなに?反力の求め方と支点反力

梁の反力と、演習問題から学ぶ計算方法


モーメント図を描きましょう。先端に集中荷重が作用しています。柱と梁は剛接合ですから、下図のようにスパンLの片持ち梁と考えても良いです。スパンL地点の曲げモーメントは


M=PL


です。また荷重が作用する先端は曲げモーメントが0ですね。柱と梁は剛接合なので、梁の端部に生じる曲げモーメントと全く同じ値が柱に伝達されます。


以上より、曲げモーメント図は下図のように描けます。

片持ち梁系ラーメンの曲げモーメント図

剛接合の意味は、下記が参考になります。

剛接合とピン接合の意味と、納まりと構造性能の違い

まとめ

今回は片持ち梁系ラーメンについて説明しました。意味、求め方など理解頂けたと思います。片持ち梁系ラーメンは、片持ち梁とラーメン構造の2つの性質を持つ構造です。静定構造なので力のつり合い条件だけで解けます。梁の反力、曲げモーメント図の描き方など復習しましょう。下記が参考になります。

梁の反力と、演習問題から学ぶ計算方法

断面力図ってなに?断面力図の簡単な描き方と、意味

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