構造の教材

構造力学の教科書042 構造物のねじれ

Keyword
重心 剛心 偏心
Lecture
第14回

地震の影響で作用する水平力に抵抗する柱や壁の配置によって、
構造物にねじれ変形が生じる。なぜ起こるのか考えてみる。

解説

1

地震力は構造物の重量に関係していて、集中して作用するものと仮定した場合、その作用する位置は重心になる。

2

柱や壁の剛性のバランスが良ければ構造物のねじれは生じない。

3

柱や壁の剛性のバランスが良くない場合で、屋根や床が柔らかいときには、屋根や床が平行四辺形になる。

4

柱や壁の剛性のバランスが良くない場合で、屋根や床が固いときには、構造物全体がねじれる。

5

配置されている柱や壁の剛性の中心を剛心と呼んでいる。

6

柱や壁の配置のバランスが良い構造物の剛心は、重心とほぼ一致することになり、構造物のねじれは生じない。

7

柱や壁の配置のバランスが良くない構造物では、剛心の位置が重心の位置からずれる。そのずれに伴って構造物のねじれが生じる。

8

剛心と重心の位置がずれていることを偏心していると言い表す。

追記

構造物のねじれを小さくするためには、剛心と重心ができるだけ一致している方が良い。
そのためには、重量が大きい側に剛性の大きな壁や柱を配置すれば良い。

また、ねじれにできるだけ抵抗できるように壁などを配置するれば、ねじれを小さくできる。
剛心の位置からできるだけ離れた箇所に壁などが配置すれば、ねじれに対する剛性が高まる。