構造力学のおさらい


 まず,なぜ応力計算が必要なのかについて説明しましょう。
構造物は棒や板状のものを組み合わせてつくられています。構造物を形づくるこれらの材料を部材といいます。

 適当な方法で支えられた1本の部材が,その長さ方向に対して直角または斜め方向から力を受けるとその部材は曲げられようとします。このような部材をはり(beam)といいます。

 普通,はりというときには直線ばり,すなわち直線である部材をさします。
 また、はりが支えられている点を支点と言い,その種類は3種類あります。

 はりに作用する力を荷重といい、多くの種類があるが、応用力学では集中荷重、分布荷重それに、モーメント荷重を主として用います。

 また,これらの荷重がはりに静止の状態で作用するとき,これを静止荷重といい,自動車のように移動する荷重を移動荷重いいます。これは構造計算のすすめ方でいう荷重計画の段階です。

 以上の荷重を元に,部材にかかる応力・変形計算を行います。

 計算は基本的に静定はりの計算で十分と思います。
 ”計算する”とは”はりを解く”ことです。
 支点に生じる反力と,部材に働く断面力を求める事を”はりを解く”と言います。

 断面力には,せん断力,曲げモーメント,軸方向力の3つがありますが,これらは一体何の為に利用するかというと

反力→支点構造の設計

断面力(せん断力、曲げモーメント、軸方向力)→はりの断面寸法の設計

に利用されます。

 これらの他に”ひずみ”,”応力度”,”断面一次モーメント”,”断面二次モーメント”等の用語がありますが,それらは追々説明することにします。