おはようございます ピパーチです
昨夜 寝る前にウンウンと考えていた
「曲げ剛性」と「強度」の関係。。。
Ｍckeetoshさんからのヒントが
私の心を揺さぶります。。。
もう少し、あと少しで理解が出来そうだ！
今寝てしまうと せっかく手が届きそうなのに
今の思考が消えてしまうかもしれない。。。
と 寝る瀬戸際で朦朧としながら考え
ようやく繋がって 一安心して寝入り
朝 目覚めてネットで調べ それらの繋がりが
「鳥の目（ｂｙミライさん）」で理解出来ました(≧▽≦)！
（ 前置き長っ（;´▽｀A`` ）
後で見直しが出来る＆皆様にもこの感動をお伝えしたい
と思い 書いておこうと思います(´∀｀)
そもそもの話は この問題から
始まります。。。
コード２５１１１
柱の曲げ剛性を大きくするために，
引張強度の大きい主筋を用いた．
→答え☓
（解説）
部材の曲げ剛性（EI）の算定において，
断面二次モーメントはコンクリート断面
あるいは鉄筋の影響を考慮した
等価置換断面二次モーメントを，
ヤング係数はコンクリートの値を用いるのが一般的である．
鉄筋の引張強度を大きくしても
鉄筋のヤング係数は変わらないので，
部材の曲げ剛性には影響しない．
これについて
Mceetoshさんは言いました。。。
「 鉄筋コンクリート構造の場合
曲げ剛性を大きくするためには
コンクリートの断面を変えない限り
剛性は大きくならない、
基本的にはコンクリートの断面積が
はるかに大きいので鉄筋の断面積を
増やしても大差ないのです 」
？？？
「この問題は曲げ剛性と許容影耐力の違いが
分かっているのかを問う設問だと思います」
「曲げ剛性は 応力計算に必要 で
許容曲げ応力は 断面設計に必要 です」
。。。あっ！？ 求められる計算が違うんだ。。。
「構造設計には 応力の解析と
許容応力度以下になる断面の設計の２本立てで
構成されています」
もしかして！
「剛性」と「強度」の違い！？
強度 = 強さの程度
強度は同じ材料であっても
材料の種類によって幅広くコントロール出来る
剛性 = 外力がかかり変形しようとするとき
その外力に抵抗する程度。
特に ねじれ・ずれに対する弾性
※応力計算に必要
剛性は材料が決まってしまえば自動的に決まる
これを強くしたいなら 板は厚くし
構造体なら断面積を大きくしたりする
注意：高強度の材料に置き換えたから
材料を薄く出来るだろう、というのは
高強度にして上がるのは「強度」。
設計形状が同じ場合、材料の厚みを
薄くすると剛性は下がる
とこれを踏まえて。。。
いろいろ調べて コード２５１１１の問題は
「許容応力度計算」の一部のことを言っているんだ！
と理解しました(^O^)
許容応力度計算とは
許容応力度計算とは
断面の許容応力度が材料の許容応力度を
超えていないかを確認する計算。
で、許容応力度計算に使うのが各部材の「応力」。
○応力とは 単位面積あたりの内力
○応力度とは 外力に対抗して物体内部に生じる力
=内力の単位面積あたりの量
↑ 応力度を出すのは
力学計算問題で出てくる このような計算です
各部材でこのように応力度計算をして
応力度を出すのですね！
コード２５１１１でいうと
曲げ剛性（曲がりにくさ）は
断面２次モーメント（I=ｂｈ＾３/１２）×ヤング係数
で出すから
コンクリートの断面のせいを大きくして
断面２次モーメント（ I ）を大きくすると
曲げ剛性（曲がりにくさ）が大きくなる！
でも このように部材の応力度を出すのは
何のため？？
外力がかかると建物内に応力が発生しますが
外力と応力が必ずしも一致する訳ではない。
部材の形状によっては
部分的に応力が集中するので
外力と応力が比例する、と
おおまかに考えると危険なんですね。。。
だから
各部材に生じる「応力度」を求めて
それが「許容応力度」を上回らないように
設計しなければいけない。
そこで各部材の応力度が許容応力度を
上回ってしまうと応力度が集中した部分で
破壊が生じる危険があるからなんですね(^O^)
コード２５１１１では
外力に抵抗するために「曲げ剛性」を算定して
柱の応力を出そうとしているんですね！
これは 許容応力度計算の一部。
コード２５１１１
柱の曲げ剛性を大きくするために，
引張強度の大きい主筋を用いた．
→答え☓
この設問の答え☓を○にするには
「 柱の「（許容）曲げ耐力」を大きくするために
引張強度の大きい主筋を用いた 」
という設問にすれば
答えを○に出来ると言いました。。。
どういうことか。
許容曲げ耐力（部材が耐えうる最大の力）とは
断面設計に必要で
引張強度の大きい鉄筋（SD３４５とかSD２９５とか）
を使うと強度が増すから
曲げに対する耐力を大きくすることが出来る。。。
許容応力度とは
部材が破壊しない安全な強度のことなので
許容曲げ耐力が関わってきます
「構造設計は 応力の解析と
許容応力度以下になる断面の設計の２本立てで
構成されています」
というのは
「地震に耐える力」を計算するのと
「地震で破壊しない部材の強度」を計算するのは
違う、という話なんですね！