断面力
断面力は、部材のある断面に生じる内力をまとめた呼び方です。主に、軸力 (引っぱり・圧縮)、せん断力 (ずらす力)、曲げモーメント (曲げる働き) の3つがあります。外から加わる荷重に部材が耐えるとき、断面の内部にこれらの力が生じます。
セクション別の図解
せん断力図や曲げモーメント図で各断面力の最大値を読み取り、それに耐える部材の断面を決める流れが描かれています。
断面力は、部材を安全に設計するために使われます。せん断力図や曲げモーメント図などで、部材の各位置に生じる断面力を調べ、それぞれの最大値を読み取ります。部材は、これらの最大の断面力に耐えられるように、断面の大きさや材料、鉄筋の入れ方を決めます。すべての断面力に対して余裕をもって耐えられることを確かめることで、荷重を受けても壊れない安全な構造物をつくれます。
部材を伸び縮みさせる軸力、ずらすせん断力、曲げる曲げモーメントの3つを並べ、それぞれの働き方が対比されています。
断面力には、働き方のちがう3種類があります。軸力は、部材を軸の方向に引きのばす (引っぱり) か、押し縮める (圧縮) 力です。せん断力は、断面をハサミのようにずらして断ち切ろうとする力です。曲げモーメントは、部材を曲げよう (回そう) とする働きです。1つの断面に、これらが同時に生じていることもあります。設計では、それぞれの断面力を別々に求め、すべてに耐えられる断面を決めます。
部材をある断面で切り、その片側にかかる外力とつり合うように断面に生じる内力 (断面力) を求める考え方が示されています。
断面力は、部材をある断面で切って考えると求められます。部材が静止しているとき、切った断面の片側にかかる外力 (荷重と反力) と、断面に生じる内力 (断面力) はちょうどつり合っています。そこで、片側の外力を集計すれば、その断面に生じる軸力・せん断力・曲げモーメントが分かります。位置を変えながらこれを行うと、部材のどこにどんな断面力が生じているかを、全体にわたって調べられます。
関連用語
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