■目指せ!建築士【建築構造】静定ラーメンに生ずる力

部材に生ずる力の計算手順に関する事項。

【ZE-153】

●解説
▼部材に生ずる力の計算手順
(1)片持梁系ラーメン
・片持梁系ラーメンも、片持梁と同様に自由端側より力を求めると反力を求めなくても力を求める事ができる。

①:力を求める。
・軸方向力(軸応力)[N]
NA~B=-3〔kN〕(圧縮力)
NB~C=-2〔kN〕(圧縮力)
NC~D=3〔kN〕(引張力)

・せん断力(せん断応力)[Q]
QA~B=2〔kN〕
QB~C=-3〔kN〕
QC~D=-2〔kN〕

・曲げモーメント(曲げ応力)[M]
MA=0
MB=2〔kN〕×2〔m〕
=4〔kN・m〕
MC=2〔kN〕×2〔m〕-3〔kN〕×2〔m〕
=4〔kN・m〕-6kN・m〕
=-2〔kN・m〕
MD=-3〔kN〕×2〔m〕-2〔kN〕×3〔m〕
=-6〔kN・m〕-6kN・m〕
=-12〔kN・m〕

(2)単純梁系ラーメン
▼集中荷重が作用する場合
①:反力を求める。
・ΣX=0より
HA=0

・ΣMA=0よりVEを求める。
3〔kN〕×1〔m〕-VE×3〔m〕=0
3〔kN・m〕-3VE〔m〕=0
-3VE〔m〕=-3〔kN・m〕
VE=1〔kN〕

・ΣY=0よりVAを求める。
VA+VE-3〔kN〕=0
VA+1〔kN〕-3〔kN〕=0
VA-2〔kN〕=0
VA=2〔kN〕

②:力を求める。
・軸方向力(軸応力)[N]
NA~B=-2〔kN〕(圧縮力)
NB~D=0
ND~E=-1〔kN〕(圧縮力)

・せん断力(せん断応力)[Q]
QA~B=0
QB~C=2〔kN〕
QC~D=2〔kN〕-3〔kN〕
=-1〔kN〕

・曲げモーメント(曲げ応力)[M]
MA=0
MB=0
MC=2〔kN〕×1〔m〕
=2〔kN・m〕
MD=0
ME=0

(3)3ヒンジラーメン
①:反力を求める。
・これより反力を求める。
ΣX=0
ΣY=0
ΣM=0
MD=0

・ΣMA=0より
4〔kN〕×1〔m〕-4VF〔m〕=0
4〔kN・m〕-4VF〔m〕=0
-4VF〔m〕=-4〔kN・m〕
VF=1〔kN〕

・ΣY=0より
VA=3〔kN〕

・MD=0より
HF×4〔m〕-1〔kN〕×2〔m〕=0
4HF〔m〕-2〔kN・m〕=0
4HF〔m〕=2〔kN・m〕
HF=0.5〔kN〕

・ΣX=0より
HA=0.5〔kN〕

②:力を求める。
・軸方向力(軸応力)[N]
NA~B=-3〔kN〕(圧縮力)
NB~E=-0.5〔kN〕(圧縮力)
NE~F=-1〔kN〕(圧縮力)

・せん断力(せん断応力)[Q]
QA~B=-0.5〔kN〕
QB~C=3〔kN〕
QC~D=3〔kN〕-4〔kN〕
=-1〔kN〕

・曲げモーメント(曲げ応力)[M]
MA=0
MB=-0.5〔kN〕×4〔m〕
=-2〔kN・m〕
MC=3〔kN〕×1〔m〕-0.5〔kN〕×4〔m〕
=3〔kN・m〕-2〔kN・m〕
=1〔kN・m〕
MD=0.5〔kN〕×4〔m〕
=2〔kN・m〕
ME=0

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