溝

質問

まっ平らな板より溝などがあるほうが強度が強いのはなぜですか？

回答No.1

noname#208392 · ベストアンサー

断面二次モーメントあるいは断面係数が大きいからですよ。

なーんてね。

つまりこういうことです。
なぜ板や棒を曲げるときに力がいるかわかりますよね。その物体を変形させるのに力が必要なのです。
棒を曲げることを考えてみてください。下に凸に反るように曲げてみます。その棒の下の方は引っ張られています。上側は圧縮されています。引っ張ったり圧縮したりしているわけです。力が必要でしょう？
この状態のイメージが沸かなければ、http://www.1kyuu.com/gakka_ref/r_kouzou/keshigomu/M1.gif を見てください。左の真ん中の図が、今私が説明している状況です。このイラストでは圧縮／引張りを縮む／のびると表現しています。

ところで、下は引っ張られて、上が圧縮されているということは、真ん中あたりで引っ張られてもいなく、圧縮されてもいないところがあるはずですね。
この部分だけ取り出したら曲げるのに力が全くいらないとは思いませんか？薄い板を曲げるというのはこういう事なのです。

薄いといっても厚さは0ではありませんから、やはり引っ張ったり圧縮したりしているので多少の力は必要です。
引っ張りや圧縮のかかる部分に材料がたくさんあるほうが、より大きな力が必要になります。あるいは、力のかからない中立軸から遠くに材料があるほうがより大きな力が必要になります（変形の量が多いから）。

溝があると(デッキプレートのことですね？)、材料の厚み自身は同じでも、形に厚みがあるので、中立軸から遠いところに材料があるでしょう？
だから、曲げるのに強い力が必要、つまり強度が強いのです。

きちんとした話が知りたければ、「材料力学」あるいは「構造力学」の教科書を読んでみてください。

お礼

よくわかりました。ありがとうございました。