構造 コメンタール【 構造 重要ポイント 】まとめ

2018-03-16

構造コメンタール

一級建築士 学科試験 構造の重要ポイントを整理したものです。
複雑な構造問題に、知っておくべき基本事項を示しました。
ご活用ください。

　構造力学
　§1．構造力学
　　1.1 力とつりあい
　　1.2 静定構造物
　　1.3 断面の性質と応力度
　　1.4 部材の変形
　　1.5 不静定構造物
　　1.6 座屈
　　1.7 振動
　　1.8 骨組の塑性解析

　§２．各種構造
　　2,1 構造設計の基礎
　　2.2 構造計画など
　　2.3 鉄骨構造
　　2.4 鉄筋コンクリート構造
　　2.5 鉄骨鉄筋コンクリート構造
　　2.6 壁構造
　　2.7 木構造
　　2.8 基礎構造
　　2.9 その他の構造など

　§３．建築材料
　　各種、材料について


ゼロからはじめる建築の「構造」入門
構造力学スーパー解法術

　　　　

構コメ 力とつりあい

2018-03-15

構造コメンタール

１編　構造力学
1.1 力とつりあい
　重要ポイント
　１．力の３要素

　　　①作用点
　　　　矢印の先端または矢尻
　　　②方向（向き）
　　　　矢印の向き
　　　③大きさ
　　　　矢印の長さ
　　　作用点を起点とした方向を作用線という。
　　
　　　
　◆力の単位
　　[ N ] （ニュートン）
　　[ kN ] （キロニュートン ）

　２．モーメント
　　　物体を回転させようとする力（回転力）をいう。
　　　作用点からある距離に離れたところに
　　　働く力によって生じる

　　　モーメントM（回転力）
　　　＝ 力 × 距離
　　

　◆モーメントの単位
　　[ N・m ]
　　[ kN・m ]
　　時計廻りはプラス「＋」、
　　反時計廻りはマイナス「−」

　３．偶力のモーメント
　　　大きさが等しく平行で向きが逆の２つの力
　　　任意の点に対して等しいモーメントを与える

　　

　　偶力のモーメントM
　＝力（P）× 2力相互の垂直距離（ℓ）

　４．力の合成・分解
　　

　　P1とP2　２つ以上の力を
　　ひとつに置き換えることを合成という。

　　PをPxとPy二つの力に置き換えることを分解という。

　　
　　　示力図による合成

　５．力のつりあい条件
　　　構造物に力が作用して静止しているとき、
　　　力は釣合っている。
　　　その時、X方向の力の総和は 0 となる。
　　　　　ΣX = 0
　　　その時、Y方向の力の総和は 0 となる。
　　　　　ΣY = 0
　　　任意の点のモーメントの総和は 0 となる。
　　　　　ΣM = 0

　６．支点と反力・節点
　　

　　


　７．静定と不静定
　　・不安定構造物
　　・安定構造物は静定構造物及び不静定構造物

　８．荷　重
　　


　９．反力の算定
　　①各支点に反力を仮定する。
　　②三つの釣り合い式をたてる。
　　　(ΣM = 0 は支点上でとる）
　　③釣合い式を解く
　　④方向を修正する。
　　（マイナスの答は仮定した方向が逆である）

☆構造設計 の基本理解と暗記に役立つ本
ゼロからはじめる建築の「構造」入門

構コメ 静定構造物

2018-03-14

構造コメンタール

1.2 静定構造物
　重要ポイント
　１．材端に作用する力

　　

　　


　２．応力の表示

　　

　　


　３．３ヒンジ構造物の解法
　　　３ヒンジ構造：
　　　ピン支点のほかに、
　　　架構の中点にピン（ヒンジ）節を持つもの。
　　　反力が四つあるので、三つの釣り合い式の他に、
　　　ヒンジ部分で架構を切断して、
　　　どちらかの部分の釣り合い式をたてる。

　　
　　
　　　　



　４．トラス構造
　　【 切断法 】
　　　AB材の軸方向力NABを求めたいとき、
　　　切断した左側部分のつり合いを考えると、
　　　求める必要のないNCDとNADの作用線の
　　　交点であるD点まわりのモーメントのつり合い式
　　　ΣMD=0 より
　　　1.5 P × 2 ℓ - Pℓ - NABℓ = 0
　　　∴ NAB = 2P（引張）
　　
　　


　　簡単な軸方向力の見分け方
　　①下向き荷重のときは単純ばりと同じように
　　　上側の材は圧縮、下側の材は引張り
　　
　　

　　


　　②軸方向力 0 の部材
　　

　　③ある節点に集まる力はつり合っている
　　　（ ΣX = 0 、ΣY = 0 ）
　　　上弦材が圧縮、鉛直材が 0 であることが、
　　　①、②よりわかる。
　　　従って、斜材の軸方向力 N には外力につり合うむ向きの
　　　成分がないと P とつり合わないので、
　　　斜材の軸方向力 N は圧縮力となる。
　　
　　


　５．合成ラーメン
　　　A、B、D をヒンジとする3 ヒンジ構造
　　　として反力が求められる。
　　　EF材の軸方向力の求め方
　　　C点で切断してC点をピン支点と考える。
　　　C点の反力（軸方向力、せん断力）が不明でも、
　　　C点でモーメントのつり合い式をたてると、
　　　それらが計算に入ってこないので、
　　　NEFを求めることができる。
　　（ ΣMc(下) = 0 ）

　　　

　　　


☆構造設計 の基本理解と暗記に役立つ本
ゼロからはじめる建築の「構造」入門

構コメ 断面の性質と応力度

2018-03-13

構造コメンタール

1.3 断面の性質と応力度
　重要ポイント
　１．断面性能
　　①図心を求める時に断面一次モーメーント（S）を使う
　　②たわみや座屈などの変形を求める時に
　　　断面二次モーメント（ I ）を使う
　　③曲げ応力度を求めるとき断面係数（Z）を使う
　　　C = T = 1/2 × D/2 × σ × b
　　　　= bD/4 × σ
　　　CとTによるモーメントは、偶力の関係から
　　　M = C × j = bD/4 × σ × 2/3 × D
　　　　 = b × D²/6 × σ
　　　∴ σ = M/Z
　　　Z = b × D²/6：断面係数
　　　I = b × D³/12、Z = I/D/2
　　　

　　　　　　
　　④細長比を求めるとき断面二次半径（ i ）を使う
　　⑤図心を通る軸のうち、
　　　I が最大となる軸が強軸
　　　I が最小となる軸が弱軸

　２．応力度の分布
　　

　３．組合せ応力度
　　

　４．ひずみ度
　　　軸方向のひずみ度
　　　ひずみ度と応力度の関係の比例定数がヤング係数

　　

　　　応力度　σ = N/A
　　　ひずみ度　ε = Δℓ/ℓ
　　　応力度とひずみ度の関係式
　　　σ = E・ε
　　　E：ヤング係数
　　　この式に上式に代入して
　　　N/A = E・Δℓ/ℓ
　　　∴　Δℓ = N・ℓ/ AE

☆構造設計 の基本理解と暗記に役立つ本
ゼロからはじめる建築の「構造」入門

構コメ 部材の変形

2018-03-12

構造コメンタール

1.4 部材の変形
　重要ポイント
　１．たわみとたわみ角

　　

　・たわみ（先端）　　δ = Pℓ³/3EI
　　
　・たわみ角（先端）　θ = Pℓ²/3EI

　・たわみ（中央）　　δ = 5ωℓ⁴/384EI
　　
　・たわみ角（端端）　θ = ωℓ³/24EI

　【 頻出 】
　　片持ちばりの先端、単純ばりの中央・端部のたわみやたわみ角

　　

　２．マクスウェルーベッティの相反定理
　「構造物のある点Aに荷重Pが作用する場合、
　　他の点Bに生じる変位AδBは、
　　逆に、B点に荷重Pが作用する場合に、
　　A点に生じる変位BδAに等しい。」
　　（ PA = PB = P の場合）
　　・荷重とたわみの関係式
　　・曲げモーメントとたわみ角の関係式
　　がある

　　

　　
　３．モールの定理
　　たわみ角の式は、モールの定理でも求まる。
　　材の各点の曲げモーメントMを EIで除した
　　M/EI
　　を仮想荷重（但し、M図の上下を逆さまにする）
　　として与えた時の
　「仮想せん断力がたわみ角」
　「仮想のまげモーメントがたわみ」となる。
　　
　　

☆構造設計 の基本理解と暗記に役立つ本
ゼロからはじめる建築の「構造」入門