【好評】LINEで質問構造力学が苦手おすすめ書籍おすすめPDF教材無料メルマガ図解集用語集

HOME > 構造力学の基礎 > 境界条件による座屈長さの違いについて

境界条件による座屈長さの違いについて

【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！）

座屈長さの取り方は結構重要です。そもそもなぜ、座屈長さを知る必要があるのでしょうか？それは、細長比を求めるためです。

細長比とは、部材の座屈長さに対する断面二次半径の比率です。式で表すとこうなります。

λ＝Lx/i

※上記より算定した細長比と、断面二次半径の詳しい内容は、下記が参考になります。

細長比と座屈長さ、断面二次半径の関係

このλがなぜ重要かというと、部材の許容圧縮応力度は細長比によって決まるからです。要するに、細長比が小さければ（座屈長さが短ければ）、圧縮耐力が大きくなります。

逆に、細長比が大きければ（座屈長さがながければ）、圧縮耐力は小さくなるのです。

※許容圧縮応力度は下記が参考になります。

許容圧縮応力度とは？1分でわかる意味、求め方、鋼材の値、コンクリートの値

簡単な例を言えば、細長い部材と短く太い部材を圧縮することをイメージしてください。

同じ力づつ加えていくとすると、どちらが先に壊れそうですか？そう、細長い部材の方ですよね。

これを数式で表した指標が細長比であり、細長比の算出に必要なのが座屈長さなのです。

座屈長さの取り方

さて、座屈長さとはざっくり言うと支点間距離です。つまり、座屈が発生する部材の長さです。例えば、

このように、両端がピン支持だった場合、このピン支点間距離が座屈長さですよね。もし、さらに真ん中に部材が拘束されているなら？

もちろん、部材の真ん中を拘束されていので座屈長さは半分になります。このように、座屈長さは部材や支点によって拘束されている点同士の距離をいいます。

簡単にいうなら、変形する部材の長さですね。何らかの形で部材が拘束されているなら、座屈長さは短くなることを覚えておきましょう。

支点間距離とは？1分でわかる意味、支点、alcとの関係

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

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」

LINEで質問したい方はこちら　⇒　【好評】管理人にLINEで質問してみよう

境界条件と座屈長さの関係

では、片持ち柱や両端固定のようにピン支点でない場合の、座屈長さはどうなるのでしょうか？片持ち柱の座屈長さは両端ピン支持で良いのか？答えはNOです。

境界条件により座屈長さは異なり、下記のように決められています。

・両端ピン　座屈長さLk＝1.0L

・一端ピン、一端固定　座屈長さLk＝0.7L

・両端固定　座屈長さLk＝0.5L

・片持ち　座屈長さLk＝2.0L

両端ピンの場合、座屈長さは支点間距離で問題ありません。

一方、一端ピンで一端固定の場合は座屈長さが支点間距離×0.7になります。要するに、両端ピンの時と比べて座屈長さが短くなるのです。

両端固定になれば、座屈長さは支点間距離の半分です。座屈しにくいことを意味します。

設計上、注意したいのは片持ち柱です。片持ち柱の座屈長さは部材長さの２倍です。建築基準法では柱の細長比を200以下に抑える法律があります。

片持ち柱は部材長さの２倍が座屈長さになるので、相当断面を大きくしないと基準を満足することができません。

まとめ

今回は、座屈長さの取り方や境界条件による違いを説明しました。座屈長さは支点間距離であることを覚えてください。

また、境界条件によって座屈長さは異なること、片持ち柱は部材長さの２倍が座屈長さになるので設計上注意しましょう。

実は、座屈長さは元々オイラーの座屈荷重から算定されています。丸暗記するのではなく、できれば理論を理解しておきたいですね。下記も参考になります。

座屈とは？座屈荷重の基礎知識と、座屈の種類

オイラー座屈とは？座屈荷重の計算式と導出方法

▼スポンサーリンク▼

▼【好評！】管理人おすすめ▼

あなたも管理人に直接質問してみませんか？→【好評】LINEで質問！

▼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▼

▼他の勉強がしたい方はこちら▼

noteで学ぶ建築士試験の構造

ゼロから建築士試験の構造を勉強しよう～！

ゼロから学ぶ建築士試験の構造

【好評】LINEで質問！

管理人に質問してみる？

わかる1級建築士の計算問題解説書

【初回資料が今だけ無料！】1日約13円で情報をアップデート！

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

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。▼

▼【好評！】管理人おすすめ▼

あなたも管理人に直接質問してみませんか？→【好評】LINEで質問！

同じカテゴリの記事一覧

Topへ >>