建築用語『曲げ』とは

建築用語『曲げ』とは

曲げとは

曲げとは、部材を曲げたときに発生する変化のことです。曲げようとしたときに発生する応力のことで、曲げモーメントとも呼びます。構造的に考えた場合、部材に荷重をかけたときに破壊されてしまわないような状態の場合、抵抗する力によってつり合いが取れると考えることができます。荷重自体が大きくなっていくと、この均衡が破れ、崩壊することに。このときに中立面を境目として引張りと圧縮の応力が発生し、剪断力も生じることになるのです。圧縮されたときには反発力も発生していくことになるのですが、これは硬い材料ほど圧縮に耐えられるため顕著に力が現れていくことになります。金属パーツなどを曲げるときにも発生するのですが、形状によっては金型の緩衝が起こり、できない場合も出てきます。

曲げモーメント

曲げモーメントとは、部材を曲げたときに発生する応力のことで、曲げようとしたときに発生する応力のことで、曲げモーメントとも呼ぶ。荷重自体が大きくなっていくと、この均衡が破れ、崩壊することに。このときに中立面を境目として引張りと圧縮の応力が発生し、剪断力も生じることになる。圧縮されたときには反発力も発生していくことになるが、これは硬い材料ほど圧縮に耐えられるため顕著に力が現れていく。金属パーツなどを曲げるときにも発生するが、形状によっては金型の緩衝が起こり、できないような場合も出てくる。

中立面

中立面とは、部材を曲げたときに、引張りと圧縮の応力の境界となる面のことです。中立面は、曲げモーメントによって生じる応力の分布の中心であり、中立面より上側は引張りの応力、中立面より下側は圧縮の応力が発生します。

中立面の位置は、部材の形状と材料によって異なります。一般的に、部材が細長いほど中立面は部材の中心に近い位置に、部材が太いほど中立面は部材の外側に近い位置にあります。また、部材の材料が硬いほど中立面は部材の中心に近い位置に、部材の材料が柔らかいほど中立面は部材の外側に近い位置にあります。

中立面は、曲げモーメントを計算する際に重要です。曲げモーメントとは、部材を曲げようとする力のことです。曲げモーメントは、中立面から部材の端までの距離に、部材に作用する力と部材の断面積を掛けた値で計算されます。

曲げモーメントは、部材に大きな応力を発生させるため、部材の強度を設計する際には、曲げモーメントを考慮することが重要です。曲げモーメントが大きすぎる場合、部材が破壊される可能性があります。

引張りと圧縮

引張りと圧縮

曲げられた部材には、中立面を境目として引張りと圧縮の応力が発生します。引張りは中立面から遠ざかるほど大きくなり、圧縮は中立面から近づくほど大きくなります。これは、部材が曲げられたときに、中立面から遠ざかる部分は引っ張られ、中立面から近づく部分は押されるためです。また、曲げられた部材には、剪断力も発生します。剪断力は、部材の断面を横切る方向に作用する力です。これは、部材が曲げられたときに、断面がねじられるためです。圧縮されたときには、反発力も発生します。これは、硬い材料ほど圧縮に耐えられるため、顕著に力が現れていきます。金属パーツなどを曲げるときにも発生しますが、形状によっては金型の緩衝が起こり、できないような場合も出てきます。

剪断力

剪断力とは、部材に荷重がかかったときに破壊されてしまわないような状態の場合、抵抗する力によってつり合いが取れると考えることができる。 荷重自体が大きくなっていくと、この均衡が破れ、崩壊することに。このときに中立面を境目として引張りと圧縮の応力が発生し、剪断力も生じることになる。

剪断力は、部材の断面積に対して平行に作用する力のこと。剪断力は、部材をせん断しようとする力であり、せん断応力を生じる。圧縮されたときには反発力も発生していくことになるが、これは硬い材料ほど圧縮に耐えられるため顕著に力が現れていく。 金属パーツなどを曲げるときにも発生するが、形状によっては金型の緩衝が起こり、できないような場合も出てくる。