一級建築士のリンク集 建築構造2〜反力

■建築構造2■〜反力

■構造物のモデル化

骨組みを平面で考え、柱・はりなどの部材を部材断面の重心を通る線で表す

線材置換


節点
→部材と部材の接合点を節点といい、剛節点とピン節点の2種類がある。

支点
→構造物を支持する点を支点といい、固定支持、ピン支持、ローラー支持の3種類に分類される。反力はその支点に生じる力やモーメントをいう。


剛節点
→モーメントを伝達する

ピン節点
→モーメントを伝達しない

固定支持
→反力数3(水平・垂直・モーメント)

ピン支持
→反力数2(水平・垂直)

ローラー支持
→反力数1(垂直)



■安定・不安定と静定・不静定

不安定構造物
→外力を受けて、抵抗無く変形して、形状が崩れてしまうか、容易に移動してしまい、その後、もとの形に戻れないもの。

安定構造物
→外力を受けても、力がつり合い、静止するもの。静定構造物と不静定構造物に分けられる。

静定構造物
→力のつり合い条件(ΣX=0,ΣY=0,ΣM=0)だけで、反力や断面に生じる力を求められる。

不静定構造物
→力のつり合い条件だけでは、反力や断面に生じる力を求められない。変形も考慮して求める。



★ラーメン構造★

・ラーメン構造とは、柱や梁で建築物を支える構造で、材と材が接合する部分を変形にしくいように緊結した構造のこと。建物の構造の一種類。

・ラーメンとはドイツ語で枠のこと。地震力・風圧力など水平外力を柱と梁のみで受け止める構造で、間口方向、桁行方向ともに筋交いや耐力壁を必要としない構造。開口部や間仕切りの位置や大きさが、自由に設定できるというメリットがある。鉄筋コンクリート造、鉄骨造などに使われる、一般的な構造。中高層のビルやマンションの建築によく採用されている構造である。


3ヒンジラーメン
→反力数の合計が4で、静定構造物である。



■判別式

・安定、不安定、静定、不静定は、次の判別式によって判別できる。


m=(n+s+r)−2k


m=0(安定、静定)

m>0(安定、不静定、mは不静定次数)

m<0(不安定)


ここに

n=反力数(支点反力数の総和)

s=部材数

r=剛節接合部材数(各節点に集まる部材のうち、剛接合された部材の数から1引いた数)

k=節点数(自由端、支点、節点の合計)



モーメント荷重
→モーメント荷重が作用する場合は、どの位置でもその効果(回転力)は同じと考える。

等分布荷重
→部材上に一様に分布して作用するもので、単位長さ当たりの荷重wとして表す(単位は、kN/mなど)

・つり合いを考える場合は、分布荷重の合力の大きさを分布形の面積として求め、分布形の重心(図芯)位置にその合力が集中荷重として作用するとして扱う。


等変分布荷重
→等変分布荷重は、単位長さ当たりの荷重が直線的に変化して作用するもの

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