曲げモーメント
曲げモーメントは、梁や板などの部材を曲げようとする力の効果です。荷重の大きさと支点からの距離で決まり、どの断面が強く曲げられるかを知るため、構造物の安全な設計に欠かせません。試験では、式の意味、単位、似た指標との違いをセットで確認します。
セクション別の図解
左右の支点で支えた梁の中央に荷重がかかり、梁が下向きに曲がって内部に曲げモーメントが生じています。
曲げモーメントは、部材を回転させたり曲げたりしようとする力の効果です。長い定規の中央を押すとしなるように、梁も荷重を受けると内部で引張り側と圧縮側に分かれて抵抗します。単位は kN・m のように力×距離で表し、値が大きい断面ほど鉄筋量や部材寸法を慎重に決める必要があります。
左に集中荷重の三角形BMD、右に等分布荷重の放物線BMDが並び、荷重形状による違いが示されています。
集中荷重では、力が1点に集まるため曲げモーメント図は直線的な三角形になります。一方、等分布荷重では梁全体に重みが広がるため、曲げモーメント図はなめらかな放物線になります。荷重のかかり方が変わると、部材内部の曲げの分布形状も変わります。
梁の任意断面を切り出し、外力の大きさと断面までの距離からモーメントを求める流れが矢印で描かれています。
曲げモーメントの大きさは、力 P とその力が断面からどれだけ離れているかという距離 L の積で考えます。ドアノブを蝶番から遠い位置で押すと小さな力でも回しやすいのと同じで、同じ荷重でも距離が長いほど回転させる効果が大きくなります。断面の片側にある外力を足し合わせ、つり合いからその断面の曲げを求めます。
曲げモーメントは、梁や板を曲げようとする力の効果です。荷重の大きさと作用位置までの距離により、どの断面が強く曲げられるかが決まります。
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