梁の計算、単純梁・連続梁・片持ち梁・固定梁










梁の計算ソフトの便利なリンク

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梁の計算、単純梁・連続梁・片持ち梁・固定梁の誰かに話したくなる情報

専用ソフトの開発が梁の複雑な強度計算・構造計算に貢献しています

はりの強度計算は、縦弾性係数(ヤング率)、集中荷重、分布荷重、はりの長さ、断面係数、断面2次モーメント、 最大たわみ量、最大応力の値を用いて計算します。
梁の構造計算は、次のようなケースについて、反力、せん断力、曲げモーメント、たわみなどを計算します。
片持ち梁の構造計算は、先端荷重、等分布荷重、先端分布荷重ごとに、反力、せん断力、曲げモーメント、たわみなどを計算します。
ピン固定梁の場合は、中心集中荷重、偏芯集中荷重、等分布荷重ごとに、構造計算を行います。
はね出し片側単純梁の場合は、片側集中荷重、全体分布荷重、等分布荷重ごとに、構造計算を行います。

梁・トラス・ラーメン計算などについては、 従来は、専用ソフトがほとんど存在しなかったために、人間が計算を行っていました。 しかし、人間による計算では間違いが発生しやすく、正確な作業を阻害してしまいます。 多くのメーカーが開発した専用ソフトを用いることで、作業が効率的に進むようになりました。

地震時でも構造物が揺れないようにする免震の大きなメリットとは

トラス構造物の部材力を求める方法は、節点法により求める方法と、断面法により求める方法があります。 節点法は、節点で部材断面を切断し、反力を求める方法で、力のつり合いの条件式、ΣH=0、ΣV=0 を用いて計算する方法です。 断面法は、節点で部材断面を切断し、その左側の鉛直力、モーメントのつり合いから求める方法です。

トラス構造物は、部材を三角形になるようにピン接合で連結したものです。トラス構造物の部材には、モーメントが発生せず、軸力のみが発生します。トラス構造物の部材力は、圧縮または引張の軸力を求めることです。
断面性能の計算は、断面積、断面係数、断面2次モーメント、極慣性モーメントの値を用いて計算します。断面積は、高さ・幅に比例し、長さに密度を掛けると重量になります。断面係数は、高さの2乗に比例し、曲げ応力を計算する時に使います。断面2次モーメントは、高さの3乗に比例し、撓みを計算する時に使います。極慣性モーメントは、実半径の4乗に比例し、捩れ量の計算、回転慣性力の計算に使います。

一般的な構造物は地震時に構造物全体が地盤とともに揺れるのに対し、構造物と地盤の間を切り離し、地震時でも構造物が揺れないようにすることを免震とよびます。地面との縁を切り離すことで、構造物の揺れは大ぎく軽減され、人命保護だけでなく、構造物の損傷、建物の転倒も防止するなど財産保護としても強力な方法になります。また、既存の構造物に免震層を設けることで耐震性能を飛躍的に向上させる免震レトロフィットもあります。

免震層は、構造物の基礎部分に設けると構造物全体に免震効果を与え、構造物との取り合いも最小限で済むことになります。基礎に設置できない場合は中間層に設けることもありますが、エレベーターや階段など建物との取り合いに特別な工夫が必要となります。

部材高さが一定のときコンクリートと鉄筋の付着応力度を求める式とは

部材高さが一定の場合の、コンクリートと鉄筋との付着応力度は、次式で与えられます。
dT = τo(u・dL) = τ(b・dL)
τo = τ・b/u = V/u・z = V/u・j・d = 1.15V/u・d
ここに、
b:はりの幅
d:有効高さ
z:内力間距離
u:鉄筋断面の周長
dT:引張鉄筋の不平衡力
dL:はりの微小要素
V:せん断力
τo:コンクリートと鉄筋との付着応力度
せん断力Vが作用すると、鉄筋には付着応力τoが生じる。一方、はりの純曲 げ区間ではせん断力は作用しないことになるが、ひび割れが発生すればせん断力 は発生する。すなわち、微小要細dLの鉄筋に垂直な2面をひび割れ面と考えれば、 このひび割れ面上方の曲げ応ガ分布とひび割れ面間中央断面の曲げ応力分布とは異なり、 この垂直応力差の不平衡分をせん断力で抵抗することになる。 したがって、付着応力が必然的に発生することになる。

参考文献:「鉄筋コンクリート工学」共立出版
「鉄筋コンクリート工学 共立出版」は、 構造計算の流れがわかりやすく説明されている参考書です。 具体的な例題も、たくさん掲載されています。


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