トラス構造、弾性座屈強度の計算、鋼橋の設計、断面諸量

実際に私が勉強に使用したオリジナルまとめノートを公開しています。

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平成25年度試験~令和2年度試験の内容まで反映しております。

トラス構造

・トラス構造:複数の三角形による骨組み構造。結合部である「節点」はボルトやピンなどで結合されている。
・トラスの接点は自由度がないため動かないが、相互に運動できるように結合されているため、部材を曲げようとする力である「曲げモーメント」は隣り合う部材で発生しない。そのため、荷重を加えたときに、部材には引っ張りまたは圧縮の力だけ働く。
・ハウトラスは、上弦材、下弦材、鉛直材、斜材で構成されるトラスで、斜材は交互ではなくて八の字のように配置される。
・上弦材と下弦材が平行に配置されているものを平行弦トラス、そうでないものを曲弦トラスと呼ぶ。
・静定トラスの部材力を求める方法として、節点法や断面法などがある。
・静定トラスでは、力のつり合い条件式のみにより、支点反力、部材力を算定できる。

弾性座屈強度の計算

・オイラーの長柱理論:‣弾性座屈強度=長柱の両端の支持状態で定まる係数(n)×π²×部材の曲げ剛性÷(部材長)²
※係数(n)について、

  1. 両端固定の場合n=4
  2. 一端のみ自由端の場合n=1/4
  3. 一端が回転のみ自由の場合n=約2
  4. 両端回転自由の場合n=1

鋼橋の設計

・アーチ橋において、細長い吊材や支柱では、風によって有害な振動が発生しないように注意しなければならない。
・トラスの設計に当たっては、格点剛結の影響による二次応力をできるだけ小さくするように配慮する必要がある。
・箱形断面主桁を用いる場合には、設計上、ねじりモーメントを考慮する場合でも、一般にそりねじりによる応力を無視することができる。
・ラーメン隅角部では、組立時の作業性、特に溶接施工性が構造物の耐荷力や疲労強度に及ぼす影響も大きいので、これらについても設計時に十分配慮しなければならない。
・すみ肉溶接でまわし溶接を行った場合には、まわし溶接部は有効長には含めない。有効長は計画通りの理論のど厚を有し、十分質の高い溶接が行われている長さのこと。

断面諸量

・長方形の断面、軸は高さの1/2の位置、軸は幅となる辺に平行
・高さを2倍、幅を2倍にすると断面積は4倍になる。
・幅を2倍にすると軸周りの断面二次モーメントは2倍になる。
・高さを2倍にすると、軸に対する断面係数は4倍になる。
・高さを2倍、幅を2倍にすると軸周りの断面二次モーメントは16倍になる。
・断面二次半径は幅に影響されない。

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