【管理人おすすめ!】セットで3割もお得!大好評の用語集と図解集のセット⇒ 建築構造がわかる基礎用語集&図解集セット(※既に26人にお申込みいただきました!)
両端固定梁のたわみは集中荷重が中央に作用する場合で「δ=PL^3/192EI」、等分布荷重の作用する場合で「δ=wL^4/384EI」です。単純梁(両端ピン支持)の場合と比べて、たわみは1/4~1/5程度も小さくなります。たわみを小さくしたい場合、両端固定梁にするとよいでしょう。今回は、両端固定梁のたわみと求め方、公式、例題の計算について説明します。両端固定梁の意味、たわみの公式など下記も参考になります。
両端固定梁とは?1分でわかる意味、曲げモーメント、たわみ、解き方
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
両端固定梁のたわみを下記に示します(代表的な荷重条件による値)。
中央集中荷重 ⇒ δ=PL^3/192EI
等分布荷重 ⇒ δ=wL^4/384EI
両端ピン支点の場合と比べると、たわみは1/4~1/5程度も小さくなっていますね。※単純梁のたわみは下記をご覧ください。
両端支持のたわみ計算は?1分でわかる計算、公式、両端固定梁のたわみ
たわみが大きいと床などの使用上に支障をきたします(歩行できない)。よって、たわみが大きい梁は、
・支点を固定に近づける
・梁の断面を大きくする
などの対策が必要になります。その他の荷重条件における両端固定梁のたわみを下図に示します。下記2つの公式を覚えておくと便利です。
たわみの公式、たわみの制限など下記もご覧ください。
使用上の支障とは?1分でわかる意味、たわみ、制限、告示、スラブとの関係
例題として、下図に示す両端固定梁(H形鋼)のたわみを計算してください。※計算自体はエクセルや電卓を使ってOKです。なお、たわみの単位はmmとします。
公式は前述した通りです。単位を揃えないと全く異なる答えになるので注意しましょう。
材質は書いてありませんが、H形鋼(鋼材)なのでヤング係数E=2.05×10^5N/m㎡です。断面二次モーメントI=1810cm^4=1810×10^4 mm^4、等分布荷重w=6kN/m=6N/mmとなります。
あとは公式に代入するだけです。両端固定梁のたわみは、
です。ちなみに等分布荷重の作用する単純梁では、上記のたわみを5倍した値になります。鉄骨造の梁のたわみはL/300以下にするので、上記の例の場合、「単純梁ではたわみが大きすぎる(5*5.5mm=27.5mm>20mm)」ということです。
今回は、両端固定梁のたわみについて説明しました。両端固定梁のたわみは、集中荷重が中央作用時で「δ=PL^3/192EI」、等分布荷重作用時で「δ=wL^4/384EI」です。まずは両端固定梁の特徴、たわみの意味を理解しましょう。下記が参考になります。
両端固定梁とは?1分でわかる意味、曲げモーメント、たわみ、解き方
たわみとは?1分でわかる意味、求め方、公式、単位、記号、計算法
【管理人おすすめ!】セットで3割もお得!大好評の用語集と図解集のセット⇒ 建築構造がわかる基礎用語集&図解集セット(※既に26人にお申込みいただきました!)
有料メルマガを無料で見てみませんか?⇒ 忙しい社会人、学生のためのビルディング・アップデート