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両端固定柱の水平剛性

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図に示すような両端固定柱の変位δを求め、水平剛性kを導け。※ヒント：両端固定というところに注目！

両端固定柱

解答例

問題を考えやすいように片方の柱だけを取り出して考えてみると、次のようなモデルとなります。

両端固定柱２

両端固定柱に水平力が加わっている状態を、少し大げさに描いてみまる。

両端固定柱に水平力が加わっている状態

両端固定ということは柱の長さが半分の位置で変位を考えてみると、片持ち梁の変位と全く同じであることがわかります。

つまり、両端固定柱の変位は片持ち梁の変位を2倍したものであることが確認できますね。

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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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よって、

片持ち梁の変位：δ=PL³/3EI

柱長さが半分の位置：L=L/2

δ=PL³/24EI

もう片方の変位を考慮：δ=2×(PL³/24EI)=PL³/12EI

外力と変位の関係:P=kδ

よってk=12EI/L³

となり、以上のように水平剛性を求めることが出来ましたね。

まとめ

今回は、演習問題を解きながら両端固定柱の水平剛性を算定しました。下記も併せて参考にしてくださいね。

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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。

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