構造計算で使う断面二次モーメントの基本
構造計算 断面二次モーメントとは、断面の曲がりにくさを示す
定数です。
断面の曲がりにくさ
断面の曲がりにくさは、いくつかの要素で決まります。
例えばゴムよりアルミの方が曲がりにくいです。
アルミより鉄のほうが曲がりにくいですよね。
このように材料によって曲がりにくさが決まります。
材料の違いによる曲がりにくさはヤング係数で表されます。
ヤング係数が大きいほど変形しにくい事になります。
上の表を見ると鉄はアルミニウムの3倍変形しにくく、
コンクリートは鉄の10分の1で変形してしまいます。
この表では鉄が一番変形しにくいという事になります。
ヤング係数だけじゃない変形しにくさ!
同じ鉄でも、ただの鉄の棒とH型鋼では、
H型鋼のほうが曲がりにくかったり、
同じH型鋼でも断面積が多きほうが曲がりにくくなる訳です。
つまり断面の曲がりにくさ(曲げ剛性)は、
ヤング係数(E)と断面2次モーメント(I)の積で求められます。
曲げ剛性=ヤング係数(E)×断面2次モーメント(I)
という事になります。
断面2次モーメント
断面2次モーメントは小さな断面積に距離の2乗を掛けたものを
寄せ集めたものです。
小さな断面積をdaで表します。
そして、この場合の距離とはI軸y軸からの距離です。
式で書くとこうなります。
∫は「インテグラル」と読みます。
ラテン語の総和を表すSummaの頭文字Sを上下に
引き延ばした記号です。
式は小さな断面積daに距離の2乗を掛け
∫(インテグラル)で寄せ集めたものという意味です。
この式が、あるI軸、y軸からの計算式となります。
断面2次モーメントの単位はcm4です。
読み方は4乗センチメートルです。
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