中立軸とは？1分でわかる意味、定義、コンクリートの中立軸、合成梁
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中立軸とは、部材に曲げモーメントが生じたとき、応力度が生じない断面の位置です。
断面内で、引張力と圧縮力が釣り合う位置なので、図心の位置が中立軸になります（応力状態によって、中立軸＝図心とならない場合もある）。
今回は、中立軸の意味、定義、コンクリートの中立軸、合成梁の中立軸について説明します。
※断面の図心は、断面一次モーメントにより求めます。下記を併せて参考にしてください。
中立軸とは？
中立軸とは、部材に曲げモーメントが生じたとき、断面内に応力度が生じない位置です。
下図をみてください。梁に曲げモーメントが生じると、下図の応力度となります。応力度が0になる点がありますね。この位置が、中立軸です。
中立軸は、圧縮力と引張力が釣り合う位置です。上端に作用する圧縮力、下端に生じる引張力が同じのとき、図心が中立軸の位置です。
図心は、断面一次モーメントを用いて求めます。断面一次モーメントは、下記の記事が参考になります。
四角形の場合、図心は「中心」ですが、少し変わった図形の場合、図心の位置は中心では無いです。図心の求め方は、下記が参考になります。
ただし、コンクリート部材のように、中立軸が移動する場合もあります（詳細は後述しました）。
また、軸力が生じると、引張力と圧縮力の釣り合う位置も変わるので、中立軸が移動します。
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中立軸の定義
中立軸の定義は、下記です。
部材に曲げモーメントが生じた時、断面内に引張力、圧縮力が生じない断面の位置
鉄筋コンクリートの中立軸と移動
鉄筋コンクリートは、圧縮力をコンクリート、引張力を鉄筋に負担させる材料です。荷重を加えた初期段階は、図心位置に中立軸があります。
しかし、コンクリートがひび割れると、引張側の応力度が減少します（引張力が徐々に負担できなくなる）。その代り、圧縮側の応力度が増えます。
コンクリートのひび割れが増えるにつれて、中立軸が図心から上端に移動します。詳細は、下記が参考になります。
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合成梁の中立軸
合成梁とは、鉄骨梁の上にスタッドを打ち、スラブと一体化した梁です。合成梁には、
完全合成梁
不完全合成梁
の２つがあります（詳細は省略します）。スラブ断面、スラブの剛性の影響を考慮し、中立軸を計算します。計算方法は、下記の書籍が参考になります。
まとめ
今回は、中立軸について説明しました。中立軸は、部材に曲げモーメントが作用するとき、断面に応力度が生じない位置です。
中立軸は、図心と一致することが多いです。まずは、断面の図心の求め方を理解しましょう。また、軸力の影響で中立軸が変わること、
コンクリートの中立軸は移動することも覚えてくださいね。下記の記事が参考になります。
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