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ⓘ 構造力学 ..




                                               

応答スペクトル

応答スペクトル (おうとうスペクトル、英: response spectrum )は、固有周期を有する1自由度振動系に波形を入力し、縦軸に応答の最大値、横軸に固有周期(または固有周波数)をとってグラフ化したものである。 地震における地震動の特徴を表現するために用いられ、この場合には、地震動をバネとマスとからなる線形の1自由度系に作用させて強制振動を起こし、その応答の最大値を1自由度系の固有周期毎に求めてグラフ化したものになる。なお、1自由度系に設定する減衰の大きさに応じてスペクトル形状が変化するため、与えている減衰の大きさは通常明記されている。 対象とする構造物の固有周期が分かる場合には、近似的にではあるが計算をす ...

                                               

回転端

回転端 (かいてんたん)は、構造力学における支点の形態の一つ。 ピン 、 ヒンジ ともいう。物体を支える接合部の支点には、縦方向の力として鉛直荷重、横方向の力として水平荷重、回転する力としてモーメントの3種類の応力が発生するが、回転端は鉛直・水平方向の応力を伝え、モーメントは伝達しない。 他の支点形態として移動端(ローラー)・固定端(フィックス)がある。

                                               

カスチリアノの定理

カスチリアノの定理 (カスチリアノのていり、Castiglianos theorem)は、構造力学、材料力学などで扱われる定理で、第1定理と第2定理からなる。たわみ(変形量)を求めたり不静定構造を解いたりするときによく使われる。 カスティリアノの定理 とも表記する。この定理は仮想仕事の原理を用いて証明される。 1873年にカルロ・アルベルト・カスティリャーノによって確立された。 日本では、東京帝国大学教授であった広井勇により初めて詳しく紹介された。

                                               

仮想仕事の原理

仮想仕事の原理 (かそうしごとのげんり、英: principle of virtual work )とは、力学におけるエネルギー原理の一つで、「ひとつの物体が複数の力の影響下で釣り合っているとき、その物体が十分小さい仮想変位を受けるときはその力のする仕事は 0 であり、逆もまた真である。もし十分小さい仮想変位中に、この力のなす仕事が 0 であれば、それらの力の影響を受ける物体は釣り合っている」という原理である。大雑把に言えば、仮想的な変位に対して、外力のなす仕事と内力のなす仕事が等しくなることである。 詳細に言うと、(力学的境界でのつりあい条件を含む)静的なつりあい方程式を満たす内力(連続体では応力、離散系では部材力など)と ...

                                               

剛性

剛性 (ごうせい、英: stiffness )とは、曲げやねじりの力に対する、寸法変化(変形)のしづらさの度合いのこと。力に対して変形が小さい時は剛性が高い(大きい)、変形が大きい時は剛性が低い(小さい)という。工学的には単位変形を起こすのに必要な力(荷重/変形量)で表され、フックの法則におけるばね定数も剛性の一種である。剛性とは逆の変形のしやすさの度合い(変形量/荷重)は 柔性 (じゅうせい)と呼ばれる。

                                               

構造図

構造図 (こうぞうず、Structural drawing)は、建物やその他の構造物をどのように構築するかを示す1つの計画または一連計画の設計図。 構造図は通常、専門の構造技術者によって作成され、 建築図に組み込まれる。主に構造物の耐荷重性部材に関係し、使用される材料のサイズと種類、および接続に関する一般的な要求を概説している。また表面仕上げ、仕切り壁、または機械システムのような建築の細部を扱わないが構造図は建物の構造の設計を確認のために建物の権限を伝達する。 構造図は、建築物の契約書にも含まれる。これは建築業者が構造物の部品の詳細化、製造、および設置を行うのに役立たせる。

                                               

伸縮構造

伸縮構造 (しんしゅくこうぞう)とは、伸縮装置や伸縮機構ともいう。基本的には伸び縮みする構造体のことであるが、座屈という現象を起こしたり防いだりすることや、二次元における畳む展開するという機能を持つ構造体も併せて記述する。

                                               

静定構造

静定構造 (せいていこうぞう、英: statically determinate structure )とは力の釣り合いから応力分布(モーメント図、剪断図)が決まる構造のことである。安定を保ために、必要最低限の拘束数しか受けない構造物である。

                                               

耐震

建築における 耐震 (たいしん、英: earthquake resistant )とは、地震に対する建築構造物や土木構造物の破壊や損傷を防ぐ措置を言う。目的は同じだが類似の用語の制震や免震とは区別される。

                                               

弾性曲線方程式

構造力学および材料力学において 弾性曲線方程式 (だんせいきょくせんほうていしき、英語: elastic curve equation )は、はり部材が外力を受けた後の、全変位・変形後の形状を示す曲線(弾性曲線)を表す次の方程式のことである。 ここで、 v {\displaystyle v} はたわみ、 x {\displaystyle x} は断面の位置、 M {\displaystyle M} は曲げモーメント、 E I {\displaystyle EI} は曲げ剛性(材料定数)である。すなわち、この微分方程式は、「たわみの2階微分が曲げモーメントを曲げ剛性で割ったものを負にしたものに等しい」ことを意味する。 通常、はりを固定する支点は変位しないと考えるため、弾性曲線は たわみ曲線 (たわみきょくせ ...

                                               

断面一次モーメント

断面一次モーメント (だんめんいちじモーメント)とは、はり部材などの断面の性質を表すパラメータの一つである。断面 A がx-y平面上にあるとき、x軸およびy軸に関する断面一次モーメント S x, S y は以下の式で表される。 S x:= ∫ A y d A {\displaystyle S_{x}:=\int _{A}y\,dA} S y:= ∫ A x d A {\displaystyle S_{y}:=\int _{A}x\,dA} また、断面一次モーメントを断面積で割った x ¯:= S y A, y ¯:= S x A {\displaystyle {\bar {x}}:={\frac {S_{y}}{A}},\quad {\bar {y}}:={\frac {S_{x}}{A}}} で与えられる点 x ¯, y ¯ {\displaystyle {\bar {x}},{\bar {y}}} は 図心 と呼ばれる。図心は、その点を通る任意の軸に対する断面一次モー ...

                                               

断面二次モーメント

断面二次モーメント (だんめんにじモーメント、英語: moment of inertia of area )とは、曲げモーメントに対するはり部材の変形のしにくさを表した量であり、慣性モーメント同様に I で表される。物体の断面を変えると、断面二次モーメントの値も変化するので、構造物の耐久性を向上させる上で、設計上の指標として用いられる。 一例として、鉄骨構造で最も多用されるH型鋼は、H字の縦棒に相当するフランジ部分に断面を集中させることによって断面二次モーメントを向上させている。

                                               

断面力

構造物に荷重が作用すると、部材内部には、その荷重に抵抗するための力、 内力 (ないりょく、英語: internal force )が発生する。 断面力 (だんめんりょく、英語: sectional force )とは、ある断面に作用する内力のことである。 断面力は以下の4種類に分離される。 ねじりモーメント (英語: twisting moment ) 曲げモーメント (まげモーメント、英語: bending moment ) せん断力 (せんだんりょく、英語: shearing force ) 軸力 (じくりょく、英語: axial force )、軸方向力(じくほうこうりょく)、垂直力(すいちょくりょく、英語: normal force )

                                               

テンセグリティ

テンセグリティ (tensegrity)とは、バックミンスター・フラーにより提唱された概念で、Tension(張力)とIntegrity(統合)の造語。実際は ケネス・スネルソン が彫刻として取り組んでいた引張材と圧縮材からなるオブジェに対し、テンセグリティなる造語を発案し、これを自ら用いたのがバックミンスター・フラーであった。

                                               

ハニカム構造

ハニカム構造 (ハニカムこうぞう、英語:honeycomb structure)とは、正六角形または正六角柱を隙間なく並べた構造である。ハニカムとは英語で「ミツバチの櫛(=蜂の巣)」という意味であり、多くの蜂の巣がこのような形をしていることから名付けられた。 広義には、正六角柱に限らず立体図形を隙間なく並べたもの(3次元空間充填)をハニカムと呼ぶ。 板状の素材に孔を開ければ、強度をあまり損なわずに必要な材料を減らすことができる。孔の大きさや数をどんどん増やせば、最終的には棒材による構造が残る。同様に、塊状の素材に孔を開ければ、板材による構造が残る。これらがハニカムである。

                                               

ひずみエネルギー

ひずみエネルギー とは弾性体に外力が仕事をした場合、弾性体に蓄えられるエネルギー。単軸引張状態では、応力σ、ひずみεが生じている体積 V の物体に蓄えられるひずみエネルギー U は、 U = ∫ V ∫ 0 ϵ σ d ϵ d V = ∫ V 1 2 σ ϵ d V {\displaystyle U=\int _{V}\left\int _{0}^{\epsilon }\sigma d\epsilon \rightdV=\int _{V}\left{\frac {1}{2}}\sigma \epsilon \rightdV} となる。

                                               

不静定構造

不静定構造 とは力のつりあいだけで解析できない(反力や断面力を計算出来ない)構造を指す。 逆に、力のつりあいだけで解析できるものを静定構造という。 不静定構造 の解析には、変形の適合条件を考慮する必要があり、 複雑な計算が必要となるが、部材や反力を1つ場合によっては2つ以上減らしても不安定にならず、静定構造物に比べて力学的に安全性が高い。

                                               

膜構造

膜構造 は、その材料によって分類した場合の建築構造の一つ。専ら引張材である膜材料とその他の圧縮部材を組み合わせて構成するという手法であり、主な形式として 吊構造 ・ 骨組膜構造 ・ 空気膜構造 がある。博覧会のパビリオン・倉庫・ショッピングモール・競技場・駅舎(ホーム上屋含む)などに使われ、特に大空間を持つ建築物でその利点を発揮する。

                                               

マクスウェル・ベティの相反作用の定理

マクスウェル・ベティの相互作用の定理 (マクスウェル・ベティのそうごさようのていり、英語: Maxwell-Betti reciprocal work theorem )とは、構造力学における弾性体の定理である。1872年、エンリコ・ベッチによって発見された。弾性体上に2種類の荷重群 { P i | i = 1, 2, … }, { P k ′ | k = 1, 2, … } {\displaystyle \{P_{i}|i=1.2,\dots \},\{P_{k}|k=1.2,\dots \}} をかけることを考える。一つ目の荷重群 { P i } {\displaystyle \{P_{i}\}} のみをかけたときにもう一方の荷重群 { P k ′ } {\displaystyle \{P_{k}\}} の作用点の作用方向変位成分を { u k } {\displaystyle \{u_{k}\}} とする。また、荷重群 { P k ′ } {\displaysty ...

                                               

曲げ剛性

曲げ剛性 (英語: Flexural rigidity )とは、はり部材の曲げ変形のしにくさを示す指標で、部材の断面形状と大きさで決まる断面二次モーメント I と、その材料のヤング率 E との積 EI で表される。 曲げこわさ ともいう。

                                               

曲げ弾性係数

曲げ弾性係数 (まげだんせいけいすう)は簡易試験法から求めた弾性係数である。角柱(板)の両端を支え、中央に荷重を加える試験は、同じ荷重に対して得られる変位が、引張り試験より大きいことなどから、簡便な試験法である。はり部材の変形の解析からヤング率と変形量の関係は求まっているので、逆にヤング率を推定できる。厳密には、角柱の厚さなどで値が異なってくるが、合成樹脂などでは、引張り試験から求めるヤング率も、試験条件・定義を明確にするのが難しいところがあり、合成樹脂の性能表には、曲げ弾性係数が使われることが多い。

                                               

モールの応力円

モールの応力円 (モールのおうりょくえん、Mohrs stress circle)とは、物体内の応力状態を図示するときに現れる円である。名称は クリスティアン・オットー・モール にちなむ。

                                               

モールの定理

モールの定理 (モールのていり、英語: Mohrs theorem )は構造力学における定理の一つ。はり部材のたわみを図を用いて簡易に導出するのに利用される。 モールの定理自体は、 共役ばり (きょうやくばり、英語: conjugate beam )と呼ばれる仮想的に設定するはりに、 弾性荷重 (だんせいかじゅう、英語: elastic load )と呼ばれる元のはりに作用している曲げモーメントから生成される仮想的な荷重を加えると、その曲げモーメントとせん断力がそれぞれ元のはりのたわみとたわみ角に一致するという定理のことを指す。 このモールの定理を用いると、微分方程式を直接解いたりエネルギー保存則を利用することなくはりのたわみを求めることが出 ...

                                               

モノコック

モノコック (フランス語: monocoque )、 モノコック構造 (モノコックこうぞう)とは、自動車・鉄道車両・ミサイル・一部の航空機などの車体・機体構造の一種で、車体・機体の外板に応力を受け持たせる構造のことをいう。 応力外皮構造 (おうりょくがいひこうぞう)、または 張殻構造 (はりがらこうぞう)ともいう。

                                               

吉田徳次郎

吉田 徳次郎 (よしだ とくじろう、1888年(明治21年)10月15日 - 1960年(昭和35年)9月1日)は、大正から昭和時代の土木工学者。