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長方形の断面二次モーメントは?1分でわかる求め方と計算式、向きと方向、幅の関係

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長方形の断面二次モーメントIの計算式は「bh3/12」です(X軸回りの値)。bは幅、hは長方形の高さです。


ただし、Y軸周りの断面二次モーメントの計算式は「b3h/12」になります。X軸回りとY軸回りの違いでbとhの扱いが反転するので注意しましょう。


今回は長方形の断面二次モーメントの求め方と計算式、向きと方向、幅との関係について説明します。断面二次モーメントの詳細は下記が参考になります。

断面二次モーメントとは?1分でわかる意味、計算式、h形鋼、公式、たわみとの関係

断面二次モーメントの足し算とは?1分でわかる意味、引き算、図心を通らない断面の断面二次モーメントは?


長方形の断面係数は下記をご覧ください。

長方形の断面係数は?1分でわかる求め方、長方形の向き、断面二次モーメントとの関係

長方形の断面二次モーメントは?求め方と計算式、導出

長方形の断面二次モーメントIは下式で計算します(X軸回りの値)。bは長方形の幅、hは長方形の高さ(せい)です。


I=(bh^3)/12


長方形の断面二次モーメント


計算が面倒かもしれませんが求め方は簡単です。実際に計算しましょう。b=36cm、h=100cmの長方形の断面二次モーメントを求めてください。


I=(bh^3)/12=(36×100^3)/12=3×1000000=300×10^4  cm4


上記の通り断面二次モーメントの単位は「長さの四乗」になります。また、長方形の断面二次モーメントは公式の導出も簡単です。導出の流れを下記に示します。


断面二次モーメントの定義は、



です。部材図心のX軸周りの断面二次モーメントは、



のように導出できます。


長方形の断面二次モーメント2


断面二次モーメントの詳細は下記も参考になります。

断面二次モーメントとは?1分でわかる意味、計算式、h形鋼、公式、たわみとの関係

断面二次モーメントの単位は?1分でわかる意味、読み方、換算方法

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記事を書いた人

ハナダユキヒロ/建築学生が学ぶ「構造力学」

難解な構造力学、建築構造の用語を分かりやすく解説する専門家。高等専門学校在学中から建築学生が学ぶ「構造力学」を運営。その後、国立大学大学院⇒組織設計事務所⇒弊サイト運営に従事している。

著書:「わかる構造力学/工学社」、「わかる構造力学 改訂版/工学社」

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長方形の断面二次モーメントの向きと方向、幅の関係

長方形の断面二次モーメントは、「向き(方向)」によって幅と高さの扱い方が変わります。下図をみてください。X軸回りの断面二次モーメントは下式で計算します。


I=(bh^3)/12


長方形の断面二次モーメントの向き(方向)、幅


ところがY軸周りの断面二次モーメントは下式となります。


I=(b^3 h)/12


当然、X軸回りとY軸回りで断面二次モーメントの大きさが変わります。上図の場合、X軸周りの断面二次モーメントの方が大きい値になりますよね。


このときのX軸を「強軸(きょうじく)」、Y軸を「弱軸(じゃくじく)」といいます。

強軸ってなに?1分でわかる強軸と弱軸の違い、それぞれの特徴

まとめ

今回は長方形の断面二次モーメントについて説明しました。長方形の断面二次モーメントIは「bh3/12」で計算します。


ただし、X軸回り、Y軸回りで値が変わります。断面二次モーメントの意味、強軸、弱軸の意味も併せて勉強しましょうね。

断面二次モーメントとは?1分でわかる意味、計算式、h形鋼、公式、たわみとの関係

強軸ってなに?1分でわかる強軸と弱軸の違い、それぞれの特徴

正方形の断面二次モーメントは?1分でわかる公式、計算、断面係数の公式、長方形との違い

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