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片持ち梁の反力は?1分でわかる求め方、公式、計算

この記事の要点

片持ち梁の固定端には鉛直反力とモーメント反力が生じます。

水平荷重がない場合、水平反力はゼロです。

モーメント反力は荷重によるモーメントと同じ大きさになります。

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片持ち梁の反力には、鉛直反力とモーメント反力が生じます。

片持ち梁の支点は、固定支点です。

ピン支点と異なり、反力としてモーメントが生じます。

片持ち梁のモーメント反力の大きさは、荷重として作用するモーメントの大きさと同じです。

今回は、片持ち梁の反力の求め方、公式、計算について説明します。

片持ち梁の意味、計算は下記も参考になります。

片持ち梁とは?固定端・自由端・曲げモーメント・たわみをわかりやすく解説

片持ち梁の応力計算|曲げ応力・せん断応力の公式と単純梁との比較

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片持ち梁の反力は?

片持ち梁の反力は、下図のように鉛直反力とモーメント反力が生じます(水平荷重が作用すれば、水平反力も生じる)。※反力の意味は下記をご覧ください。


片持ち梁の反力1

反力ってなに?反力の求め方と支点反力


片持ち梁の支点は固定支点です。固定支点は、鉛直・水平だけでなく回転方向も拘束しています。よってモーメント反力が生じる点が、ピン支点との大きな違いです。※固定支点の意味は下記が参考になります。

支点とは?意味・種類の違い【図解】|ローラー・ピン・固定端


さらに片持ち梁のモーメント反力は、荷重によるモーメントの値と同じです。

片持ち梁の反力の求め方と公式、計算

片持ち梁の反力の求め方は簡単です。下記を計算すれば良いです。


・鉛直反力 ⇒ 作用する荷重の総和

・モーメント反力 ⇒ 荷重によるモーメントと同じ

集中荷重が作用する片持ち梁の反力

前述した求め方に従い、下図に示す片持ち梁の反力を求めます。


先端集中荷重 片持ち梁


鉛直反力R=P

モーメント反力=P×L=PL


集中荷重の作用する片持ち梁の計算は、下記も参考になります。

集中荷重の片持ち梁:反力・曲げモーメント・せん断力・たわみの計算

等分布荷重が作用する片持ち梁の反力

下図の片持ち梁の反力を求めましょう。


等分布荷重 片持ち梁


鉛直反力R=w×L=wL

モーメント反力=wL×L/2= wL2 /2


下記も参考になります。

等分布荷重の計算公式|反力・曲げモーメントの求め方と例題

三角形分布荷重が作用する片持ち梁の反力

下図の片持ち梁の反力を求めてください。


三角形分布荷重 片持ち梁


鉛直反力R=w×L/2=wL/2

モーメント反力=wL×1/2×L/3= wL2/6


下記も参考になります。

三角形分布荷重とは?1分でわかる意味、作用点、集中荷重との関係、片持ち梁

混同しやすい用語

鉛直反力(VA)

鉛直方向の外力と釣り合うために生じる反力です。

片持ち梁では荷重の合力に等しくなります。

モーメント反力(MA)

固定端でモーメントのつり合いを保つために生じる反力モーメントです。

荷重によるモーメントと同じ大きさ・逆向きになります。

片持ち梁の反力を整理した表を示します。

荷重種類鉛直反力モーメント反力
先端集中荷重PR=PM=PL
等分布荷重wR=wLM=wL2/2
三角形分布荷重wR=wL/2M=wL2/6

まとめ

今回は片持ち梁の反力について説明しました。

反力の求め方が理解頂けたと思います。

水平荷重が作用しない場合、片持ち梁には鉛直反力とモーメント反力が生じます。

モーメント反力は、荷重によるモーメントと同じ大きさです。

片持ち梁の特徴、計算は下記も参考になります。

片持ち梁とは?固定端・自由端・曲げモーメント・たわみをわかりやすく解説

片持ち梁の応力計算|曲げ応力・せん断応力の公式と単純梁との比較

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理解度チェック

Q.

片持ち梁の固定端に生じる反力の種類を答えてください。

答えを見る

鉛直反力とモーメント反力が生じます(水平荷重があれば水平反力も)。片持ち梁の支点は固定支点で回転方向も拘束するため、ピン支点と違いモーメント反力が生じる点が大きな違いです。

Q.

片持ち梁の反力の求め方を答えてください。

答えを見る

鉛直反力=作用する荷重の総和、モーメント反力=荷重によるモーメントと同じ大きさ(逆向き)です。例えば先端集中荷重Pでは R=P、モーメント反力=P×L=PL となります。

Q.

等分布荷重・三角形分布荷重が作用する片持ち梁の反力を答えてください。

答えを見る

等分布荷重wでは 鉛直反力R=wL・モーメント反力=wL2/2、三角形分布荷重wでは 鉛直反力R=wL/2・モーメント反力=wL2/6 です。分布荷重を合力(集中荷重)に変換して計算します。

ハナダユキヒロ

この記事を書いた人

ハナダユキヒロミツメラボ

設計事務所に7年勤務。2010年より「建築学生が学ぶ構造力学」を運営(16年以上)。著書「わかる構造力学」「わかる構造力学(改訂版)」(工学社)。

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