曲げに対する検定の仕方を教えてください

質問

添付図のような構造物の
曲げに対する検定の仕方を
ぜひ教えてください。
どうかよろしくお願いいたします。

回答No.1

ddtddtddt · ベストアンサー

（前の質問とも関連してるのかな？と思いますが・・・）
　具体的な計算はしませんが、一般的な状況です。

　まず曲げについてですが、添付図の左上の図のように、断面全体が一様に直線的な変形をするという「仮定」が、曲げです。ところがL型鋼はFBにピン接続なので、このような変形に抵抗しようがありません（L型鋼が曲げを受けないので）。よってほぼ同等な状態として、右上側の図のようなものは考えられます。

　黒矢印のPが外力です。断面高をLとすれば、両側に大きさPLの曲げを受けるのと同等になります。赤矢印のT1～T4は部材力ですが、格点A～Ｅへの作用力として表しています。

　最初に格点Ｃ（とＥ）に注目します。上弦材のFB板が曲げ部材でないとし、格点Ｃで力の釣り合いを取るとピン結合なので、T1＝0です。そうすると、格点Ａの力の釣り合いでT2とT3が決まりますが、鉛直方向の力の釣り合いでT2＝0になります。よって上弦材のFB板は、格点Ｅで力を受けず、それは曲げ部材でないとした最初の仮定と矛盾しません。

　要するに、上下弦材のFB板が独立に圧縮と引張を受けるという結果です。この結果はたぶん正解です。

　でも考えている荷重状態は、右下のようなものではないのかな？と想像します。外力Qは相当にでかいのでは？、と。このケースでは、例えば中央断面に最大曲げモーメントが働くのは確実で、上弦材は曲げ部材として機能し、それが伝える端せん断力Ｓが現れるので、今度はT1もT2も0ではありません。また支点反力Ｈ，Ｖも現れます。

　右下の図は、明らかに1次の外部不静定です。内部不静定次数を数えるには、まず支点反力は全部わかったと仮定します。その上で右上の計算手順を思い出すと、上弦材の端せん断力Ｓさえわかれば全部の部材力を出せるので、1次不静定と言うと思います。もし左右非対称なら、上弦材の端せん断力はS1，S2と2つ出てくるので2次です。

　Qが相当にでかいと思ったのは、厚32 mmの鋼材ってとんでもなくごついからです。自分はけっこうな数の橋を設計した事がありますが、厚30 mm以上の鋼板が必要になったのは、1回しかありません。そうすると左下の図のように、4点単純支持されたFB-500×32×1500で、とんでもなく重たいものを支えてるのとそんなに変わらないと思えるので、右側の図のような簡略化解法では、ちょっと不安になります。ちゃんと構造解析したいと思ってしまいます(^^;)。

　そういう訳で、L-65×65×8の座屈も大丈夫なんだろうか？と不安です(^^;)。

お礼

ddtddtddt さん、ありがとうございます。