住宅で物理？

質問

先ほど先生と話をしていて気になったのですが、自分の学力では理解できないのでアドバイスいただけるとうれしいです。よろしくおねがいします。　

　上からみてＬ字型の一戸建ての家があったとします。１階はＬ字型なのですが２階は下の直線部分だけが２階になっています。しかし、これは住宅として物理的によくないようです。なぜなのでしょうか？今は剛体の力学を勉強しているので、一応それにちなんで考えられる問題なのでしょうか？

回答No.4

5235

物理的に良くないというのは、地震時に過大な力が加わると言う事だと思います(Ｌ字型自体構造的に良くないので、通常はエキスパンションジョイントで２つに分けます）。１、２階共にＬ字型であれば、１階の重心位置は平屋の場合とあまり変わりありません。しかし、２階がＬ字型の下だけだと、１階の重心位置は下側に寄ります。そうすると１階の偏心距離(重心と剛心の距離)が大きくなり、ねじれによる力が大きくなります。また、ＡＩ分布(全重量に対するある階の重量の比によってきまる係数)も１、２階同じ形のときより、２階だけ重量が小さいときの方が大きくなります。このような事だと思いますが、基本的にＬ字型自体構造的に良くないです。

回答No.3

noname#65504

建築構造力学では、それは剛心と重心で説明します。
剛心とは堅さ（剛性）の中心のことを意味しています。つまり通常は剛性のある物体として考えていますので、剛体だけで説明はしません。

これは材料力学や構造力学の知識がないと正しく理解するのは難しいです。

剛体でも説明出来る簡便な考え方として、１階と２階を２つの剛体と考えましょう。
１階の重心と２階の重心の平面的な位置は違います。
重心まわりに垂直軸まわりに回転振動をした場合、１階と２階の変形を考えれば、ずれが生じるのがわかると思います。このずれは柱壁の位置が１階と２階で異なってしまう、つまり接合部が切れてしまうと言うことになります。

回答No.2

precog

先生に聞きましょうよ。本人でないと所詮推測になりますよ。

L字型の接合部の上には二階がないということでしょうか?

であれば、二階部分が横方向に揺すられたときに、L字の何も乗ってない側が踏ん張ることで、二階のある部分との接合部に力が集中してしまうからじゃないですかね。

柱だけのモデルに頭の中で置き換えて、地震で揺すられたところを想像してみてください。

回答No.1

10ken16

地面に接する面を固定して、横から圧力をかければ、
１階しか無い部分の上面（屋根側）の、
内側部分（Ｌの内角側）に応力が集中します。

応力集中が発生しやすい構造だから、
あまり良くないということではないでしょうか？