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構造力学の部材-2級建築施工管理技士試験の対策

構造力学の中では部材についても学んでいきます。

断面性能、応力度、ひずみなどについて学んでいきましょう。

断面性能について

断面一次モーメントや断面係数などを総称して、断面性能と言います。

断面性能には以下のようなものがありますので、覚えておきましょう。

応力度、ひずみについて

部材内部では外から加わる力による変形に対して、もとに戻ろうとする力(内カ・応力といいます)が生じます。

単位面積当たりについて定量的に表した応力を応力度といい、軸方向力や曲げモーメントによる応力度は、それぞれ次の式で求めることができます。

軸方向力による応力度の求め方

曲げモーメントによる応力度の求め方

部材に力がかかると、部材は伸びたり、縮んだりなどといった変形を起こします。

部材のもとの長さに対する変形量の割合をひずみ度といい、次の式で求めることができます。

また、ひずみが生じる要因となった力を取り除くと、部材がもとの形に戻る性質を弾性(だんせい)、力を取り除いてももとの形に戻らない(ひずみが残る)ことを塑性(そせい)といいます。

弾性体では応力度とひずみ度は比例関係にあり、この比例定数をヤング係数(弾性係数)Eといいます。ヤング係数は、次の式で求められます。

ひずみには以下のような言葉が使われますので、覚えておきましょう。

たわみ、座屈(ざくつ)について

たわみについて

梁に荷重が作用すると、梁は湾曲し、そのときの変位量をたわみといいます。梁のたわみは、荷重とスパンの3乗または4乗に比例し、ヤング係数と断面二次とメントに反比例します。

座屈について

座屈とは、細長い材や薄い材に、材軸と平行に力をかけた場合、そのカが限界を超えると、材が急に曲がることをいいます。

そのときの荷重を座屈荷重といいます。なお、座屈長さは、材端の移動に対する条件などにより異なります。

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