せん断力
せん断力は、梁などの部材の断面に生じる、部材をずらして断ち切ろうとする向きの内力です。荷重や反力によって生じ、断面の左右で互いに反対向きに働きます。曲げモーメントとともに、梁の設計で必ず確かめる内力の一つです。
セクション別の図解
梁のせん断力図から最大のせん断力を読み取り、その断面が断ち切られないように設計する流れが描かれています。
せん断力は、梁を設計するときに確かめる内力です。梁全体のせん断力を図 (せん断力図、SFD) に表すと、どの位置でせん断力が大きいかが分かります。梁は、この最大のせん断力で断ち切られないように、断面の大きさや補強を決めます。曲げモーメントへの対策とあわせて、せん断力への対策も行うことで、梁は荷重に対して安全になります。両方の内力を確かめることが、構造設計の基本です。
左に部材をずらすせん断力、右に部材を曲げる曲げモーメントを並べ、力の働き方のちがいが対比されています。
せん断力と曲げモーメントは、どちらも梁の断面に生じる内力ですが、働き方がちがいます。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、断面を「曲げよう (回そう)」とする働きです。実際の梁では、この2つが同じ断面に同時に生じています。設計では両方を求め、それぞれに耐えられるように梁の断面を決めるため、2つを分けて理解することが大切です。
梁をある位置で切り、その片側にかかる上下方向の力をすべて足し合わせると、その断面のせん断力になる考え方が示されています。
せん断力は、梁をある位置で切って考えると分かります。切った断面の片側にかかる、上下方向の力 (荷重と反力) をすべて足し合わせたものが、その断面のせん断力です。位置によって片側にある荷重や反力が変わるため、せん断力の大きさも位置ごとに変わります。これを梁全体について並べたものがせん断力図 (SFD) で、曲げモーメント図とセットで梁の状態を表します。
関連用語
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