建築設備士 第一次試験(学科) 建築一般知識 練習問題 第14問: スパンの中央に集中荷重を受ける単純ばりの中央のたわみ δ=PL³/(48EI)(P:荷重、L:スパン、E:ヤング係数、I:断面二次モーメント)に関する次の記述の
建築一般知識
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第14問
スパンの中央に集中荷重を受ける単純ばりの中央のたわみ δ=PL³/(48EI)(P:荷重、L:スパン、E:ヤング係数、I:断面二次モーメント)に関する次の記述のうち、最も不適当なものはどれか。ただし、はりは長方形断面とし、記述にある条件以外は変えないものとする。
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: 2. せいを2倍にすると、断面二次モーメントはせいの2乗に比例して4倍になるので、たわみは1/4になる。
「せいを2倍にすると…たわみは1/4になる」が不適当です。長方形断面の断面二次モーメントは I=bh³/12 で、せい h の3乗に比例します。
せいを2倍にすると I は 2³=8倍になり、たわみ δ=PL³/(48EI) は I に反比例するので、たわみは1/8になります。せいの2乗に比例するのは断面係数 Z=bh²/6 で、曲げ応力度(せいを2倍にすると1/4)と混同しやすいところです。
スパンを1.5倍にすると、たわみは L³ に比例するので 1.5³=3.375倍、約3.4倍になり、正しい記述です。幅を2倍にすると、I は幅 b に比例して2倍になり、たわみは1/2になるので、正しい記述です。
荷重を2倍にすると、たわみは P に比例して2倍になるので、正しい記述です。たわみには、スパンとせいが3乗で効き、幅・荷重・ヤング係数は1乗で効く、と整理しましょう。
出典: 単純ばりのたわみの式と長方形断面の断面二次モーメントの定義による。
関連キーワード: たわみ・断面二次モーメント・単純ばり・長方形断面
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