構造工学:負のモーメント/サポート/ミッドスパンでの正のモーメントとは何ですか?


ベストアンサー

まず、正のモーメントと負のモーメントと呼ばれるものはありません。便宜上、私たちは自分で物事を選択します。

一般的に、私たちはたるみモーメントを正、ホギングモーメントを負と見なします。荷重が分散された連続梁(下図)の曲げモーメントプロファイルを見ると、梁の中立線より上にある影付きの部分は、これらの場所で負のモーメントを持っています。つまり、これらの場所で曲げが発生します。は本質的にホギングであり、中立線より下では、曲げは本質的にたるみです。ホギングとたるみのちょうど中間の位置(ポイント)は、反屈曲点と呼ばれ、たるみやホギングのモーメントはありません。これらの位置では、断面に張力/圧縮は発生しません。

図に示すタイプのように、梁が単純に支持されている場合、外側の支持では曲げモーメントはゼロであり、断面を意味します。全体に圧縮や張力が不足することはありません。しかし、いずれかのセクションで曲げがたるんだり、ホギングしたりしている場合、断面はそれぞれ中立軸の上部の圧縮/下部の張力または上部の張力/下部の圧縮を経験します。

外側のサポートは本質的に固定されており、荷重プロファイルの性質に応じて曲げモーメントが存在します。

回答

負および正のモーメントは、曲げモーメントが曲げ部材に凹状の下方形状を引き起こしているのか、それとも凹状の上方形状を引き起こしているのかを説明するための単なる慣例です。重力荷重(つまり、下向きに作用する荷重)の場合、サポート上で凹型のダウンが発生し、ミッドスパンで凹型のアップが発生します。

曲げすると、部材に張力と圧縮が同時に発生します。凹状の上向き曲げでは、上面が短くなり圧縮され、下面が長くなり張力がかかります。純粋な曲げの下では、それらは等しく反対であるため、断面に正味の張力または圧縮はありません。ただし、今説明したように、ミッドスパン(凹状の曲げ)で部材の断面を見ると、断面の上部は圧縮されており、断面の下部は張力がかかっています。曲げ応力は、部材断面の(垂直)端で最大であり、これらの端の間で線形に変化すると見なされます。曲げ応力がゼロ(引張または圧縮のいずれでもない)になる点は、断面の中立軸です。

風(場合によっては)など、上向きに作用する荷重の場合、曲げ動作は上記とは逆になります。つまり、ミッドスパンで下に凹状になり、サポートで上に凹状になります。

メンバーが不連続であるサポートでは、曲げがゼロになる場合があります。

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