●使用ソフトはExcel&123-Stressシリーズによる。ダウンロードは当HPトップ左側メニューよりどうぞ。(�潟xクターダウンロードサイトが出ます。エクセル版、123版共。1次モーメント断面の重心を通る軸の断面1次モーメントは0になる性質を利用して、断面の重心を求めるときに利用する。実際の構造計算では、重心の位置は予め明らかな場合が多いので、普通は計算することは、あまりありません。計算方法は興味が出たときに構造力学の教科書等で覚えれば良いでしょう。参考:断面の微少部分に軸からの距離を掛けて全断面について足し合わせて計算する。●断面2次モーメント断面の微少部分に軸からの距離の2乗を掛けて全断面についてたし合わせるのでその名称があります。剛比や梁のたわみを求めるときに利用する。2次モーメントを部材のせいの1/2で割ったもの。部材に生じる曲げ応力度を計算するときに使用します。上図の断面係数を求める公式は次の様になります。部材に生じる曲げ応力度を求める公式は次の様になります。座屈の計算を行うときに利用。Aで割ったものの全体を平方根すると断面2次半径になります。=bH3/12とすれば良いですね。鉄骨造では、いちいち計算することはなく、JISの断面性能表や鋼材メーカーからでている断面性能表を引いて求めます(次図)ので、これを入手しましょう。●両端固定梁及び単純梁モーメント●基本的な両端固定梁モーメント基本的な両端固定梁の等分布荷重と集中荷重のモーメントを求める公式は次のようになります。...それぞれ単位に注意しましょう。P:集中荷重(kN)●基本的な単純梁モーメント基本的な単純梁の等分布荷重と集中荷重のモーメントを求める公式は次のようになります。●さあ求めよう!基本的なモーメント!(使用ソフト:CMoQoδの計算L版[CMoQo_L.wk4,xls])さあそれでは、Excel-Stressシリーズソフトを使って(ダウンロードはトップページの左側メニューより)基本的なモーメントを求めてみましょう。解説はエクセル版で行いますが、ロータス版もそれとほぼ同じです。w=8.4(kN/m)の等分布荷重が作用するときの,■両端固定梁の両端モーメント(C),■単純梁の中央モーメント(Mo)を求めます。CMoQo_L.xls(ロータス版は-.wk4)をエクセルで開きます。開く際にマクロを有効にするボタンを押します。(自己解凍ファイルになっていますのでダブルクリックして解凍します。荷重コードを選びます。[コード計算式]タブをクリックして荷重コードを見ます。[A]シートに戻って、等分布荷重のコード6を入力します。荷重タイプが自動的に表示されます。倍率1(答えを何倍かするときの値を入力)スパンも5と入力します。次にw=8.4(kN/�u)とするために単位荷重8.4、奥行き:左1と入力します(奥行き:右は自動入力)。これでwの左右が8.4となったはずです。これで計算が完了しました。初心者向けに計算式も表示されます。左右の両端固定M(C)、単純梁の中央M(Mo)の答えがW列に表示されます。Mは通常Mo-Cとして求めます。Ko(ケーゼロ)として定めます。この値は構造計算をする人が、各部材の剛度の中から任意に決めます。標準剛度に設定した剛度もそれ自身で割るので値は1.0となります。●さあ求めよう!剛比!(使用ソフト:剛比の計算[剛比.xls、wk4]...他にH型鋼の断面性能表が必要です。)解凍したソフトをエクセルで読み込みます。下図のとおり文字で入力後(位置はスペースで調整)、Iは断面性能表を見て、7210と3960を入力します...H型鋼は通常、強い軸で使うので大きい方の値にします。区切行はA列に2を入力し、不要な行はA列に0を入力します。不要な備考欄は[DEL]キーで消去します。次に、標準剛度Koを設定します。ここでは、Koとしてb2の剛度7.92をKo欄に入力すると、次のように各剛比が計算されます。●さあ求めよう!連続梁の応力!さてそれでは、上の”さあ求めよう!剛比!”の連続梁の応力計算をしてみましょう。計算方法は固定モーメント法です。(使用ソフト:連続梁の計算[連続梁.xls、wk4])●ダウンロードした連続梁の計算(連続梁.xls)をエクセルで開きます。ファイルを開く際にはマクロを有効にするボタンを押します。1、を入力し、STメニューボタンを押して作表を実行すると、フレームの計算表が作成されます。●剛比の入力:”さあ求めよう!剛比!”で求めた値を次のとおり入力します。●固定端モーメントの入力:”さあ求めよう!基本的なモーメント!”で求めた等分布荷重時のC(w、スパンが同じなので)をFEM欄に次のとおり入力します。!符号は下向き荷重の時、左側「-」、右側「+」とします。上向き荷重の時は左側「+」、右側「-」とします。Σ欄が求める両端のモーメントになります。計算できますね!中央モーメントの求め方:Mo-左右の端部Mの平均とします(絶対値で計算します...部材の引張り側に書くので)左・右スパン:=26.3-(0+20.6)/2=16.0中スパン:=26.3-(20.6+20.6)/2=5.7!正確にはピンの有効剛比等を使いますが、初心者向けに簡便法としています。最初は多少難しく感じるかも知れませんが、最初は習うより慣れて感覚をつかんでください。●さあ、H型鋼梁の断面計算をしよう!では、”さあ求めよう!基本的なモーメント!”でモーメントを求めた単純梁の断面計算を行います。●使用材料...SS400、鋼材...H-200×100×5.5×8●長期許容応力度:SS400の場合次のとおり。(kN/�p2)■曲げ応力度のチェック●許容曲げ応力度は、通常梁ごとに計算によって求めますが、初心者向けに許容曲げ応力度を計算なしに、最大値fb=ftとできる方法を紹介します。lb以下となるように取り付けます。lb=225�p以下となるように小梁を配置します。よってfb=ft=15.6(kN/�p2)。bの使い方を覚えておくと便利ですね!また、小梁で曲げ応力による梁の圧縮フランジを拘束する必要がありますが、応力状態によって圧縮フランジのみ拘束するのは面倒ですので、上下フランジを固定するように小梁を接合します。K!曲げ応力度のチェックは、単位を合わせるのがこつですね!■剪断応力度のチェック●H型鋼は剪断力をウェブの断面積Awで割ったものが剪断応力度τ(タウ)になります。剪断力は”さあ求めよう!基本的なモーメント!”で求めたエクセルファイルQo欄の値がそうです。●さあ、木造梁の断面計算をしよう!では、”さあ求めよう!基本的なモーメント!”でモーメントを求めた単純梁の断面計算を行います。:0.066(kN/�p2)■曲げ応力度のチェック●通常木造の梁の計算は連続梁であっても、各支点間を単純梁と見なして計算します。この方法によると計算も容易で安全側の仮定となります。言うことより、モーメントはCMoQoδの計算L版のMoの値を用います。K!曲げ応力度のチェックは、H型鋼の計算同様、単位を合わせるのがこつですね!■剪断応力度のチェック●木造の梁は剪断力を梁の断面積Aで割った物の1.5倍が最大剪断応力度τ(タウ)になり、断面の中央に生じます。剪断力は”さあ求めよう!基本的なモーメント!”で求めたエクセルファイルQo欄の値がそうです。K!■圧縮応力度又は、引張り応力度のチェック梁は軸力がないので、H型鋼の計算同様、不要ですね!。