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骨組の静定 ・不静定
まとめ
・構造物全体に対して判定式 2k<=>n+s+r
(k: 節点数,n: 支持力数,s: 部材数,
r: 剛接接合材数)
>: 不安定,=: 静定, <: 不静定
・m=n+s+r-2k:不静定次数(m次の不静定)
静定(ぎりぎり安定)からの「余裕度」
・n, s, rが1つ増えると不静定度が1つ増える
kが1つ増えると不静定度が2つ減る
・判定式で安定となっても安定とは限らないので
目視で確認
(判定式で不安定となったら不安定)
1
トラスとは
・全ての接点が[ピン接合]された骨組
←そう考えて計算する
・トラスの[部材応力]を求めること→トラスを解く
・トラスを解く場合の仮定
1)[節点]は完全な[ピン]である
2)[荷重(外力)]は全て[節点]に作用する
3)[節点]を結ぶ直線は[材軸]と一致する
2
→トラスの部材には,
[曲げモーメント]と[せん断力]は生じず,
[軸方向力(軸力)]のみが生じる
・符号: 引張+,圧縮-
3
静定トラスの解法
・静定トラスを解く
=静定トラスが外力を受けたとき,
生じる部材応力([軸力])を求める
・静定: [力の釣り合い]から求まる
・[節点法]→[節点]に集まる力の釣り合いから
部材応力を求める)
数式解法と図解法
・[切断法]→[切断]した部分の力の釣り合いから
部材応力求める)
4
節点法(数式解法)
・力の釣り合いから連立方程式を立てて求めていく
ΣX=0
ΣY=0
・条件式は2つ
→未知量が3つ以上の節点では解けない
→未知量が2つの節点から順次解いていく
5
問題6 節点法(数式解法)で静定トラスを解く(1)
次の静定トラスを節点法(数式解法)で解け
(各部材の応力を求めよ)
6
問題7 節点法(数式解法)で静定トラスを解く(2)
※演習(解答は別紙
に)
次の静定トラスを節点法(数式解法)で解け
(各部材の応力を求めよ)
4kN
D
4kN
4kN
C
2kN
A
2kN
B
E
King post truss
7
問題8 節点法(数式解法)で静定トラスを解く(3)
※演習(解答は別紙
に)
次の静定トラスを節点法(数式解法)で解け
(各部材の応力を求めよ)
Fink truss
8
問題9 節点法(数式解法)で静定トラスを解く(4)
※宿題(解答は別紙
に)
次の静定トラスを節点法(数式解法)で解け
(各部材の応力を求めよ)
2kN
2kN
9
節点法(図解法)
・節点法(数式解法):
1節点に集まる[部材応力],[外力]の[釣り合い]
→[示力図]が閉じる
・この性質を利用して解いていく
・示力図を重ね合わせた図→[クレモナ図]
10
問題10 節点法(図解法)で静定トラスを解く(1)
次の静定トラスを節点法(図解法)で解け
(各部材の応力を求めよ)
11
問題11 節点法(図解法)で静定トラスを解く(2)
※演習(解答は別紙
に)
次の静定トラスを節点法(図解法)で解け
(各部材の応力を求めよ)
4kN
D
4kN
4kN
C
2kN
A
2kN
B
E
King post truss
12
問題12 節点法(図解法)で静定トラスを解く(3)
※宿題(解答は別紙
に)
次の静定トラスを節点法(図解法)で解け
(各部材の応力を求めよ)
Fink truss
13
問題13 節点法(図解法)で静定トラスを解く(4)
※宿題(解答は別紙
に)
次の静定トラスを節点法(図解法)で解け
(各部材の応力を求めよ)
2kN
2kN
14
節点法(数式解法,図解法)まとめ
・基本は「力の釣り合い」
←トラスの節点はピンなのでモーメントは生じない
→2方向の力の釣り合い
・条件式は2つ
→未知力が2つの節点から順次解いて,あるいは,
示力図を描いていく
・図解法は正確に作図
・どちらか,ではなく,どちらでも解けるように
→計算ミスを防げる
15
切断法
・節点法: 支点から解いていくと時間がかかる
・切断法: ある特定の部材の応力が知りたい場合に
有効
・節点法では未知部材力が3つ以上できる節点が
あると解けない.例えば
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切断法
・応力を求めようとする部材を含む仮想切り口で
切断し,切断した部分に働く[外力],[反力],
[応力]に対して[釣り合い条件式]を立てて
[応力]を求める.
・できるだけ簡単に求まるように
・どこで切断するか
・ΣX=0,ΣY=0,ΣM=0のどれを使うか,
・ΣM=0を使うとしたらどの点回りにするか
判断する
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問題14 切断法で静定トラスを解く(1)
次の静定トラスの部材応力(軸方向力) U2, D2, L2
を切断法で求めよ
A
U1
B
U2
V2
F
L1
C
D
E
D2
L2
G
J
H
I
18
問題15 切断法で静定トラスを解く(2)
※演習(解答は別紙
に) U , V , L
次の静定トラスの部材応力(軸方向力)
1
2
1
を切断法で求めよ
A
U1
B
U2
V2
F
L1
C
D
E
D2
L2
G
J
H
I
19
問題16 切断法で静定トラスを解く(3)
※演習(解答は別紙
に) N を求めよ
次の静定トラスの部材応力(軸方向力)
1
20
問題17 切断法で静定トラスを解く(4)
次の静定トラスの部材BD, BC,
力) を切断法で求めよ
※宿題(解答は別紙
に)
ACの応力(軸方向
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問題18 切断法で静定トラスを解く(5)
※宿題(解答は別紙
に)
次の静定トラスの部材Aの応力(軸方向力)
を切断
法で求めよ
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切断法 まとめ
・基本は「力の釣り合い」
・どこで切断するか
・ΣX=0,ΣY=0,ΣM=0のどれを使うか,
・ΣM=0を使うとしたらどの点回りにするか
・節点法と切断法のどちらか,ではなく,
どちらでも解けるように
→計算ミスを防げる
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静定トラスの応力のまとめ
・基本は「力の釣り合い」
・節点法(数式解法と図解法),切断法
・条件によって使い分ける
⇔いずれの方法でも解けるように
・演習書の問題: [2.17~2.21](p.36~44)
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