図1 壁に固定された梁に荷重Pを載荷 |
Excel VBA 2007/2003/2002対応 計算力学ハンドブック(第1巻) Excelで解く構造力学 材料力学史 著者:ステファン・P.チモシェンコ |
図1のように、壁に固定された梁に荷重Pを載荷すると、梁断面に曲げモーメントが発生する。 曲げモーメントは、断面位置(x)により値が異なり、当然、xが0の位置(根元) で曲げモーメントは最大となる。 x ≦ a の場合の曲げモーメント(M) M = P(a-x) x > a の場合の曲げモーメント(M) M=0 となる。 |

今回のケースでは、梁の上面側に引張力が発生し、下面側に圧縮力が発生する。 (図2 参照) (この力)×(中心からの長さ)を集計すれば、曲げモーメントは算出できる。 しかしながら、この引張力、圧縮力を実測することは困難である。 構造物の形状と荷重条件より、曲げモーメントは計算で求まる。 求まった曲げモーメントより、断面内に発生する引張力、圧縮力を算出することとなる。 |
今回のケースで、曲げモーメント図(グラフ)を作りましょう。 梁の長さ(L) 2m 荷重点までの距離(a) 1.5m 荷重値 20kgf = 196N(ニュートン) ![]() 図3 曲げモーメントの計算と曲げモーメント図(グラフ) |

曲げモーメントの計算式は力のつり合いの法則を根拠とする。 図4の青い部分の梁は静止しているため、力のつり合いの法則が成立する。 青い部分の梁左端には、白い部分の梁から せん断力(Q)、曲げモーメント(M)の断面力を受ける。 青い部分の梁の鉛直方向のつり合い式は 荷重(P) = せん断力(Q) となる。 青い部分の梁のモーメントのつり合い式は 曲げモーメント(M) = P(a-x) となり、モーメントの計算式が説明できる。 |
