ブログ written by Totan ページ 10 written by Totan BETTERKISO

断面力の求め方を教えてください。もう構造力学わからん。 断面力の求め方は以下の３ステップ 力を図に書く 支点反力を求める 断面力を求めたい点で分けてみる この記事では、構造力学の断面力について、図を使いながら解説します。 断面力の求め方や応力との違いを解説 断面力について以下のポイントを押さえましょう。 断面力とは 断面力の正負の向きの取り方 断面力と応力の違い 断面力とは 断面力は外力に抵抗するために部材内部に生じる力です。 簡単にいうと、部材自体が壊れたり、変形しないために抵抗する力です。 断面力の種類は３つ 断面力には次の３つがあります。 軸力（Nで表す） せん断力（Qで表す） 曲げモーメント（Mで表す） この曲げモーメントは力のつり合いで出てくるモーメントと別物です。 断面力の求め方 断面力の求め方は以下の通り 支点反力を全て求める 断面力を求めたい点で仮想的に部材を分割する 分割した部材でつり合いを考える 支点反力の求め方は『支点反力の求め方をわかりやすく解説します【縦と横に分解しましょう】』で解説しています。 具体的な計算はもう少し下でやっていきます。 断面力の正負の向き 断面力の正負の向きについてまとめます。 軸力：部材が伸びる方向を正（＋） せん断力：部材が時計回りになる方向を正（＋） 曲げモーメント：部材の下側が伸びる向きを正（＋） はりを真ん中で分割した場合、図で表すとこんな感じ。 断面力と応力の違い 断面力と応力は部材内部に働く力という意味で同じです。 ある部材に応力がかかっている。その断面についてみてみるのが断面力というイメージを持つとわかりやすいかと。 断面力の例題と計算方法を解説 断面力の計算方法を解説します。計算の手順をもう一度まとめます。 力を図に書き込む 支点反力を求める 断面力を求める点で分割する 力のつり合いから断面力を計算する １つずつ解説しつつ、進めてみましょう。 断面力を求める例題：はりの断面力の計算方法 以下の例題を解いてみましょう。この時のC点の断面力を求めてみましょう。 断面力の求め方①：力を図に書く このはりには以下の力がかかっているはずです。 支点Aの反力 支点Bの反力 書くとこんな感じ。 断面力の求め方②：支点反力を求める 支点AとBの反力を求めましょう。 支点反力の求め方は『支点反力の求め方をわかりやすく解説します【縦と横に分解しましょう】』で解説しています。 簡単に解説すると、以下の方程式が成り立ちます。 \( 支点Aの反力＋支点Bの反力＝12kN \) \( 12kN \times 4m - 支点Bの反力 \times 6 = 0 \) こうやって求めると、以下の通りになります。 支点Aの反力：4kN 支点Bの反力：8kN 断面力の求め方③：断面力を求める点で分割する 分割するというのは、こんなイメージ この時に先ほどのつり合いを考えてみるのが断面力 力が少ない方が簡単に断面力が求められる 分割した左側と右側を見ると、左側の方が力の数が少ないです。力の数が少ない方が計算が楽なので、左側をみてみましょう。 断面力の求め方④：力のつり合いから断面力を計算する 軸力、せん断力、曲げモーメントを１つずつ解いてきます。 軸力 図を見てわかりますが、軸力は働いていないので0になります。 せん断力 せん断力Qcと支点Aの反力があるので、以下の式で求められます。 \( Qc = 4kN \) 曲げモーメント 曲げモーメントは以下の式で求めます。 \( Mc = 4kN \times 2m \) \( Mc = 8kNm \) これで、断面力が求められました。 まとめると以下の通り 軸力：Nc = 0 せん断力Qc = 4kN 曲げモーメント：Mc = 8kNm 【参考】部材の反対側で断面力を計算しても同じ結果になる 簡単に書きますが、以下の通り 軸力：Nc = 0 せん断力：Qc = 12kN - 8kN（=4kN） 曲げモーメント：\( Mc + 2m \times 12kN = 4m \times 8 kN（=8kNm）\) 力の数が少ない方が簡単ですよね。 でも、反対側からも計算することで断面力の検算ができます。 まとめ：断面力の正負の向きと計算方法 断面力の求め方は以下の通り 力を図に書き込む 支点反力を求める 断面力を求める点で分割する 力のつり合いから断面力を計算する 断面力も難しく考える必要はありません。シンプルに力のつり合いを考えるだけ。 断面力の正負の向き 断面力の正負の向きは以下の通り 軸力：部材が伸びる方向を正（＋） せん断力：部材が時計回りになる方向を正（＋） 曲げモーメント：部材の下側が伸びる向きを正（＋） これも図で覚えましょう。 構造力学が苦手な人におすすめの問題集 構造力学は問題を解いて慣れるのが１番早いです。 なぜなら、実際の問題を解くことで理解が深まるからです。 この問題集がおすすめです。 他にも使いやすい参考書は『構造力学が苦手な人が読むべきオススメ参考書5選』でまとめています。