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8.1 構造部材の最小単位

この文書では主に,棒のように細長い部材でできた鋼構造系材料を 中心とした力学を取り扱っている。それは,その対象としている構造物を 遠方から眺めた形が 棒としてモデル化できるような寸法を有している8.1からである。 しかし,その部材を1本1本 詳細に眺めると,ほとんどの場合は非常に薄い平板あるいは曲率を 持った板の立体的な組み合わせでできている。 例えば阪神・淡路大震災のときの橋脚等に見られた局部座屈 等は,梁理論の範囲内で正確な予測をするのはほぼ不可能である。 この節では,そういった実際の鋼構造の最小単位とも言うべき平板が, どのようにモデル化されているかについて概説しよう。 詳細は他の教科書等に譲ることにして,ここでは基本的な考え方と 簡単な問題だけを取り扱う。 なお円筒橋脚はもちろん平板ではなく,曲率を持った薄板から 成っているため,この章の平板理論は成立しない。 そういった曲率を有する薄板はシェル と呼ばれ,構造力学の中では最も難しい理論8.2になる。

図 8.1: 薄い平板のモデル

ここでは図-8.1に示したような1枚の 薄肉平板を取り扱うが,もちろん,構造部材としての平板はこの図のような 単純な支持条件や外力条件にはなっていない。 例えばI形断面梁のフランジの張り出し部分だけに着目して, 橋軸方向に細長い平板として眺めたとすると,その1辺は 自由であるが残りの3辺はウェブと2枚の垂直補剛材に接合された支持状態に なっている。しかしこの章では,そのような平板の力学理論の基礎を 述べるに留めておきたいので,扱う系もこの図のような簡単なものに 限定する。


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Iwakuma Tetsuo
Mon, 18 Feb 2013 12:49:24 +0900 : Stardate [-28]8120.79