構造 計算 と は | 端的に説明して!
構造計算とは、端的にいえば、荷重と耐力の比較をして検討する事です。
耐力が荷重を上回ってる事を計算して証明する事です。
例えば『自分の重さを支えるだけの骨組み強度があるか』 を
計算して証明していく事です。
ですから式で書くと、こうなります。
荷重 < 耐力
この式になるようにひとつづつ証明していく事になります。
違う言い方をすると・・・
この式になるようにひとつづつ計画していく事になります。
構造計算の具体的な作業
構造計算の具体的な作業は、下記の通りです。
@ 建物の骨組みにかかる一切の荷重や外力を拾い出す。
A この荷重によって骨組みに発生する応力を計算する。
B 最後に各部の応力に対して、骨組みが対抗するように
必要な太さや本数を設定することです。
なので、式で書くと、やはり
荷重 < 耐力
となります。
荷重とは?
荷重は、上から下へ縦方向にかかる鉛直過重と、
地震の横揺れや風の影響で横方向にかかる
水平過重があります。
鉛直荷重について
鉛直荷重には、大きく分けて3つあります。
固定荷重
積載荷重
積雪荷重
固定荷重
構造物の自重の事で、
骨組みと仕上げ材量の重さを足したものです。
積載荷重
部屋の中の人や家具などの重量の事です。
部屋ごとに検討していきます。
積雪荷重
雪の重量の事です。
積雪1cmで20N/uで計算します。
N(ニュートン)とは、力の単位で、kgf(キログラム重)との関係は、
1kgf≒9.8Nとなります。
おおよそ、1kgf で10N(ニュートン)で考えておくと良いです。
ですから20N/uとは、1uあたり2.kgfの荷重と言う事になります。
水平荷重について
水平荷重は、地震力と風圧力があります。
地震力
地震による振動は、地面から基礎、そして建物内部へ振動していきます。
この時、建物内部に水平に作用する慣性力が地震力です。
各層ごと荷重は違います。
水平方向にずらそうとするする力(せん断力)なので、
『層せん断力』と言われています。
風圧力
建物あたる風荷重は高層ほど大きく下に行くほど小さくなります。
ですから建物の単位面積当たりに作用する力として
検討します。
構造計算とは、こうした外力に対して、耐えられるだけの構造物かを
検証していくことです。
外からの荷重を受けると、構造物はそれに対峙するように
物体の内部で抵抗します。
これを応力と言います。
この応力には、曲げ、せん断、軸力があります。
軸力とは圧縮とは引っ張りの事です。