建築設備士 第一次試験(学科) 建築一般知識 練習問題 第12問: スパン6mの単純ばりの左の支点から2mの位置に、12kNの鉛直下向きの集中荷重が作用している。このはりに生じる曲げモーメントの最大値として、正しいものはどれか。
建築一般知識
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第12問
スパン6mの単純ばりの左の支点から2mの位置に、12kNの鉛直下向きの集中荷重が作用している。このはりに生じる曲げモーメントの最大値として、正しいものはどれか。ただし、はりの自重は考えないものとする。
解答と解説を先に見る
先に見ると、この問題は今回は育ちません。
正解: 3. 16 kN·m
曲げモーメントの最大値は16 kN·mです。左の支点をA、右の支点をBとすると、Bまわりのモーメントのつり合いから、RA×6 m=12 kN×4 m(荷重点からBまでの距離)で、RA=8 kNです。
鉛直方向のつり合いから、RB=12−8=4 kNです。集中荷重が1つだけ作用する単純ばりでは、曲げモーメントは荷重点で最大になり、M=RA×2 m=8×2=16 kN·mです(Bの側から求めても RB×4 m=4×4=16 kN·mで一致します)。
「18 kN·m」は、荷重がスパンの中央にあるときの式 PL/4=12×6/4 を当てはめた値で、この荷重の位置には使えません。「12 kN·m」は、スパンの中央(Aから3 m)で最大になると考えた値で、中央の曲げモーメントは RB×3 m=4×3=12 kN·mと荷重点の値より小さくなります。
「8 kN·m」は、荷重点に近いAの反力を小さい方の4 kNと取り違え、4×2 として求めた値です。集中荷重が1つの単純ばりでは、曲げモーメントは荷重点で最大の M=Pab/L(12×2×4÷6=16 kN·m)になり、反力は荷重点に近い支点ほど大きくなります。
出典: 力のつり合いと曲げモーメントの定義による。
関連キーワード: 単純ばり・反力・曲げモーメント・集中荷重
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