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HOME > 構造力学の基礎 > 正曲げとは？1分でわかる意味、負曲げとの違い、ラーメン構造との関係

正曲げ・負曲げとは？意味、違い、ラーメン構造での向きを図解

この記事の要点

正曲げとは、梁の下側が引張（下側凸に変形）になる曲げモーメントのことで、単純梁に下向き荷重がかかる場合が典型例だ。

負曲げはその逆で、梁の上側が引張になる状態を指す。

片持ち梁や連続梁の中間支点付近では負曲げが生じる。

ラーメン構造では柱にも曲げが生じる。

柱の正負は外側引張か内側引張かで決まるため、M図を描く前に「どちら側が引張か」をイメージする習慣をつけると図の正誤判定が速くなる。

負曲げは梁の上側が引張・下側が圧縮となる状態であり、両端固定梁の固定端付近やラーメン構造の梁端部で生じることを理解しておくことが重要。

この記事では、正曲げとは何か、負曲げとどう違うのか、ラーメン構造とどう関係するのかを整理します。

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正曲げとは、部材を下側凸に変形させる曲げモーメントです。

似た用語で、「負曲げ」があります。

正曲げと負曲げの違いを理解しないと、梁やラーメン構造の断面力図が描けません。

今回は、正曲げと負曲げの意味、違い、ラーメン構造との関係について説明します。

※曲げモーメントの意味、断面力図の描き方は下記が参考になります。

曲げモーメントとは？わかりやすい意味・正負の考え方と計算方法（図解）

曲げモーメント図とは？書き方・正負・引張側をわかりやすく解説

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正曲げとは？

正曲げは、部材を下側凸に変形させる曲げモーメントです。逆に、上側凸にさせる曲げモーメントを負曲げといいます。

下図を見てください。単純梁に下側向きの荷重が作用します。このとき、梁は下側凸に変形しますね。

両端はピン支点なので曲げは生じません。中央の曲げモーメントは、「正曲げ」です。

下図は両端固定梁です。下側向きの荷重が作用すると、下側に正曲げが生じます。さらに端部では、上側に負曲げが起きます。

正曲げと負曲げは、曲げモーメントの回転する向きよりも、「部材がどのように変形するか？」を覚えたほうがイメージしやすいです。

ただ、計算するときは正曲げと負曲げの回転する向きが必要です。下図に示しました。

曲げモーメントは下記が参考になります。

曲げモーメントとは？わかりやすい意味・正負の考え方と計算方法（図解）

曲げモーメントの公式は？1分でわかる公式、導出、両端固定、単純梁、片持ち梁

正曲げと負曲げとの違い

正曲げと負曲げの違いを下記に整理しました。

・正曲げ　⇒部材を下側凸に変形させる曲げモーメント

・負曲げ　⇒部材を上側凸に変形させる曲げモーメント

正曲げ・負曲げは、相対的な評価なので、定義が逆になっても計算は可能です。ただし、現在の構造設計の実務、構造力学では上記の定義が一般的です。

※ラーメン構造の柱は、下側・上側という定義では無いです。後述しました。

断面力図の描き方、ラーメン構造との関係

断面力図は、部材に作用する応力が一目でわかる図です。構造設計でも、部材の断面力図はよく描きます。

梁の断面力図の描き方は下記が参考になります。

断面力図ってなに？断面力図の簡単な描き方と、意味

曲げモーメント図とは？書き方・正負・引張側をわかりやすく解説

断面力図と描く時のポイントは、梁の変形をイメージすることです。ただし、機械的に処理するためには、正・負の位置を暗記しましょう。下図に梁の正曲げと負曲げの定義を示しました。

ラーメン構造は、下図のように正曲げと負曲げを区別します。

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

混同しやすい用語

正曲げ

梁の下側（引張側）が引張応力、上側（圧縮側）が圧縮応力となる曲げの状態。

曲げモーメント図では通常「正」の値として表される。

負曲げ（梁の上側が引張）と逆の関係にあり、単純梁のスパン中央部では正曲げ、ラーメン構造の柱頭・梁端では負曲げが生じやすい。

負曲げ

梁の上側が引張・下側が圧縮となる曲げの状態。

両端固定梁の固定端やラーメン構造の梁端部に生じる典型的なパターン。

正曲げとは引張側の位置（上か下か）が逆であり、RC梁では主筋配置位置（引張側に配筋）の判断に直結する重要な概念。

正曲げと負曲げを整理した表を示します。

項目	内容	備考
正曲げ	部材を下側凸に変形させる曲げモーメント	単純梁スパン中央部で生じる
負曲げ	部材を上側凸に変形させる曲げモーメント	両端固定梁の固定端部で生じる
RC梁の配筋	引張側（正曲げ⇒下端、負曲げ⇒上端）に主筋を配置	曲げの正負で配筋位置が変わる