小梁の設計例（B-designの使い方）
この記事の要点
小梁の設計ソフト「B-design」の使い方を設計例とともに説明します。実際の設計フローに沿った解説です。
【管理人おすすめ！】セットで3割もお得！約1,100語の用語集＋476点の図解集セット⇒ 建築構造がわかる基礎用語集＆図解集セット
当サイトの『二次部材の設計』で簡単に小梁の設計例を示しました。
小梁の設計が簡単にできるエクセルシートを使ってみましょう。
下図は私が作成したエクセルシート画面で、ここでは当ソフトについて使い方を説明します。
まず、対応しているモデルは『荷重条件：分布荷重、境界条件：両端ピン』の小梁のみをとり扱います。一般的な建物だと、こういった小梁が一番多いかと思います。
また、実際の建物で小梁としてよく用いられるH鋼を対象とし、
『部材断面を選択するだけで断面性能自動切り替え』
『Mo，C，Qo，fb，σ，δを自動計算』
『不等号，OKかNGかを自動判定』
等の簡易ですが便利な機能を持ち合わせています。
100円から読める！ネット不要！印刷しても読みやすいPDF記事はこちら⇒ いつでもどこでも読める！広告無し！建築学生が学ぶ構造力学のPDF版の学習記事
B-design.vol-1の使い方
以下、使い方となっています。
※『B-design.vol-1』は簡単に小梁の設計ができるエクセルｼｰﾄです
① まずwに作用する荷重（分布荷重のみに対応）を入力します。
② 次に求めようとする小梁のスパンを入力します。
③ 小梁の座屈長さLbを入力します。
④ プルダウンをクリックして部材断面を選択します。（断面性能は自動で切り替わります。）
また、右側にみえるH－○x○x○x○などの断面表は削除せずそのままにしてください。印刷するとき邪魔になりません。
以上、使い方をざっと説明しました。用いている式などは鋼構造設計基準などを参考にしています。ダウンロードは小梁の設計(B-design.vol-1)からお願いします。
混同しやすい用語
設計荷重
構造計算に用いる外力の値（固定荷重・積載荷重・地震荷重など）。
設計応力
設計荷重によって部材に生じる軸力・曲げ・せん断などの応力の値。
小梁設計のチェックフロー
B-designなどのツールを使う前に、小梁設計の基本的な流れを確認しましょう。
| ステップ | 確認内容 | 使用する式 |
|---|---|---|
| ①荷重設定 | 積載荷重・固定荷重の合計w | 建築基準法、構造計算による |
| ②最大モーメント算定 | 両端ピン・等分布荷重 | M = wL²/8 |
| ③断面選定 | σ = M/Z ≦ fb を満たすZ | Z ≧ M/fb |
| ④せん断検定 | τ = Q/Aw ≦ fs | Q = wL/2 |
| ⑤たわみ検定 | δ ≦ L/300（使用上の支障なし） | δ = 5wL⁴/(384EI) |
計算例：両端ピン小梁の断面算定
w=5kN/m、L=4m、fb=156N/mm² のとき必要断面係数Zは？
M = wL²/8 = 5×16/8 = 10kN·m = 10×10⁶N·mm
Z ≧ M/fb = 10×10⁶/156 = 64,103mm³ ≒ 64.1cm³ 以上
よくある誤解
- ×誤り：小梁はどんなスパンでも断面検討なしで標準断面を使える
○正解：スパン・荷重が変わるたびに断面係数Zとたわみを確認する必要があります - ×誤り：曲げ検定さえOKならたわみは自動的にOK
○正解：たわみは別途 δ ≦ L/300 の検定が必要です
一問一答
Q1：両端ピン小梁、w=8kN/m、L=3m のとき最大曲げモーメントは？
A1：M = 8×3²/8 = 9kN·m
Q2：たわみの許容値として一般的に用いられる上限は？
A2：スパンの1/300 （L/300）が使用上の支障のない変形の一般的な目安です
【管理人おすすめ！】セットで3割もお得！約1,100語の用語集＋476点の図解集セット⇒ 建築構造がわかる基礎用語集＆図解集セット
この記事の内容を○×クイズで確認する
この記事で学んだ内容は、無料の○×問題集でも確認できます。
意味を読んで終わりにせず、実際に理解できているかチェックしてみましょう。
▼スポンサーリンク▼
▼用語の意味知らなくて大丈夫？▼
▼同じカテゴリの記事一覧▼
▼カテゴリ一覧▼
- 構造計算ってなに？(まずは、構造設計は、どんな仕事なの？から)
- 各部の用語(まずは、梁とは何か？から)
- 計算ルート(まずは、構造計算ルートとは何か？から)
- 構造計算の方法(まずは、許容応力度計算が簡単にわかる、たった３つのポイントとは何か？から)
- 荷重を学ぶ(まずは、積載荷重ってなに？１分でわかる積載荷重の意味と、実際の構造計算とは？から)
- 仮定断面の算定(まずは、仮定荷重の算定から)
- 応力の計算、変位の計算(まずは、面内方向、面外方向とは何か？から)
- 断面算定(まずは、耐力や強度についてから)
- 工作物の計算(まずは、独立看板の設計（１）から)
- 確認申請の指摘対応例(まずは、確認申請の指摘対応例 柱脚のルートと細長比から)
▼他の勉強がしたい方はこちら▼
わかる1級建築士の計算問題解説書
わかる2級建築士の計算問題解説書！
【30%OFF】一級建築士対策も◎！構造がわかるお得な用語集
更新情報
- 当サイトでは、ほぼ毎日、記事更新・追加を行っております。
- 更新情報として、先月分の新着記事を一覧表示しております。下記をご確認ください。
- 新着記事一覧
プロフィール
- 略歴▼
- 名前 ハナダユキヒロ/MITUME lab代表.
- 2010年 弊サイトを開設
- 2010～2017年 国立大学大学院修了
- 2017年12月に当HPが書籍化。
- 「わかる構造力学」
- 2022年4月に「わかる構造力学」の改訂版出版。
- 「わかる構造力学(改訂版)」
- 10数年以上、建築の学問、研究、構造設計の実務に携わった経験を元に、未経験の方、建築関係の学生、社会人の方に役立つ知識を、分かりやすくお伝えします。
- 当サイトの目的▼
- 建築学生が学ぶ「構造力学」の目的
- とりあえず10記事▼
- 初めましての方に10記事用意しました
- おすすめ書籍紹介▼
- ハナダユキヒロが建築関連書籍の良書を選びました
建築の本、紹介します。▼
同じカテゴリの記事一覧
- HOME > 構造計算の基礎 > 小梁の設計例（B-designの使い方）
- 1級の過去問(計算)解説
- 限定メルマガ
- わかる建築構造の用語集・図解集
- 1頁10円！PDF版の学習記事
試験での問われ方｜管理人の一言
小梁の設計では、まず荷重を適切に設定することが重要です。B-designなどの設計ツールを活用することで計算が効率化されますが、入力値の意味を理解して使うことが大切です。