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自重できるたわみを水平にする力
- 両端支持梁の丸鋼・両端ピン定着の仕様で、自重（等分布荷重）で出来るたわみを水平にする場合、どれほどの力で引っ張ったらよろしいでしょうか？
- 条件として、長さは6000mm、単位質量は0.00385kg/mm、ヤング率は2.1×10^4kgf/mm2、断面2次モーメントは19174mm4となっています。
- 算出式を用いて計算すると、引っ張る力により最大たわみが161mmとなります。
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梁を製作する時に、たわみ量の分を曲げて作り、上反りの状態で取付ける。というのはダメなのかな？ コンベアのフレームはこの方法（キャンバーというのかな）で作るらしいよ。
答えでなくアドバイスにて申し分けないのですが、計算式はあります。 前提：水平と見なせる許容撓みを設定 式は、土木学会の構造力学公式集にあります。 等分布荷重ωに圧縮軸力Nでの式に対し引張軸力Nとして計算します。 δmax＝ω・[sec(kL/2) - 1 - { (k^2)(L^2)/8) }] / {N(k^2)} k= i･{N/(EI)}^0.5 ここに iは虚数で、i･i= -1 k=i･ｍ とすると sin(kθ) =sin(imθ)=i･sinh(mθ) cos(kθ) =cos(imθ)=cosh(mθ) で撓みが算出できると思います。 以前、私も同様な計算した時は、スパンが長いと 引張り力による撓み 減少量は僅かという結果でした。今回課題でも、引張り力の算出値は 過大で強度チェックが必要な気がします。
結論から言えば、たわみを０にすることは無理です。 自重が存在する以上、自重でのたわみは避けられません。 他の方も言われているように、たわみ量を加減（コントロール）するという考え方をした方がいいですね。 一例として、鉄道の電線はパンタグラフとの関係で、なるべく線路からの高さを揃えたいので、支持ワイヤ（メッセンジャ・ワイヤ）を張ってその下に電線を吊り下げるようにしてますよね。 つり橋の考え方と言われた方が居ましたが、こういうことですね。 計算のしかたで参考になるものは、私は舞台装置の設計という本を使っています。 幕とか吊り物でしようするワイヤに関して、色々な計算方法が載っています。
両側からのテンションで水平ねらうなら吊橋や電線の張力計算でいいと思います。 たわみゼロというのはありえないですから 最大は丸鋼の引っ張り許容応力いっぱいまでですね。 あとはどれだけたわみを許容して張力下げるかだけです。 電線は電験三種のテキストにありますね。 吊橋というかワイヤーの張力計算はワイヤーメーカーで出してる技術資料に載ってます（HPと同じ内容）が出所はどこでしょうか？
お礼
回答ありがとうございます。 ちなみに吊橋や電線の張力計算等は、どのような文献を調べたらよろしいのでしょうか？ 土木学会の吊構造、建築協会のロープ構造指針等は調べたのですが・・・
ベッセルポイントかまたエアリーポイントか 基線最小変位か端面無平行か （これなら支持２点へ置くだけ） サーカスの綱渡りの綱か つり橋のメインロープを想像すれば良いのか （両側からのテンションに耐えうる材質強度が必要） Iが提示されているからここからDを逆算して 両側からのテンションに耐えて中央変位が（理想上）零を 満足する材質を選定する ベクトルで考えると？？？ @@@@@
お礼
回答ありがとうございます。 梁は、テンション材です。端部のネジから張力をかけることが可能です。 どれほどかけたらたわみが無くなるのか良くわからなくて、質問しておりました。回答、参考にして解いてみます。
問題の意味がいまひとつ。梁の中央での撓みを０にするには同じく中央で どれ程の力が必要か？ということと仮定して進めてみます 基本的に不静定ばりの、撓みの重ね合わせの考え方でだせると思います 両端支持単純はりにおいて、梁の中央での撓みがδmaxと等しくなるような 集中力を求める＝どれほどの力で引っ張ったらよろしいでしょうか？ ・・・違うのかな～？もし完全に水平にしたいのなら等分布荷重と 同じ力で逆向きだけど・・・これなえら問題になり得ないよね
お礼
回答ありがとうございました。 梁は実はテンション材で、張力をかけることができます。 その時、水平にするには、また水平に近づけるには、どれほど張力が必要なのかよく分からなかったので、回答を参考にして解いてみます。
お礼
回答ありがとうございました。 私どもの製品は、ワイヤーではなくてロッドなのですが、基本的な考え方は同じですよね。舞台装置の設計、参考にしてみます。