梁たわみ計算機

代表的な集中荷重を受ける梁の最大たわみ、曲げモーメント、曲げ応力を計算します。

梁の応答を計算
中央荷重の単純梁または先端荷重の片持ち梁について、整合した SI 単位で入力してください。

梁たわみ計算機について

梁のたわみとは、横荷重によって構造部材が曲がる際に生じる変位です。この計算機は、中央に集中荷重を受ける単純梁と、自由端に集中荷重を受ける片持ち梁という二つの基本的な理想条件に対応します。どちらも最大弾性たわみ、最大曲げモーメント、公称曲げ応力を表示します。学習、初期の寸法選定、詳細解析に進む前の手計算の確認に役立ちます。 中央集中荷重を受ける単純梁の最大たわみは、荷重と長さの三乗の積を、四十八とヤング率と断面二次モーメントの積で割った値です。最大曲げモーメントは荷重と長さの積を四で割ります。先端集中荷重を受ける片持ち梁の最大たわみは、荷重と長さの三乗の積を、三とヤング率と断面二次モーメントの積で割った値で、最大曲げモーメントは荷重と長さの積です。公称曲げ応力は最大曲げモーメントを断面係数で割って求めます。 入力は N、m、Pa、m⁴、m³ の整合した SI 単位系を使います。表示するたわみは mm、モーメントは N·m のまま、応力は MPa に換算します。ヤング率は材料の剛性を表します。断面二次モーメントは曲げ軸に対する断面の剛性を表し、断面係数は曲げモーメントと最外縁の応力を結び付けます。概算よりも、メーカーの断面性能表や確認済みの断面性能計算を用いてください。 これらの閉形式の式は、真っすぐで等断面の梁、小さなたわみ、線形弾性材料、理想的な支持、指定位置に作用する静的集中荷重を仮定します。自重、分布荷重、横ねじれ座屈、せん断変形、接合部の柔性、穴、切欠き、合成挙動、振動、疲労、荷重組合せは含みません。実設計では強度低減係数、使用性限界、安定性の確認、適用される建築基準も必要です。この計算機は教育と予備解析のみに使用してください。破損により物損や人身傷害が生じうる梁は、資格を持つ構造の専門家に確認を依頼してください。

梁たわみの計算例

整合した SI 単位の断面性能と理想的な集中荷重を使用しています。

梁と荷重応答条件
単純梁:P 1000 N、L 4 m、E 200 GPa、I 8e-6 m4たわみ 0.833 mm、モーメント 1000 N mスパン中央に集中荷重。
片持ち梁:P 500 N、L 2 m、E 70 GPa、I 2e-6 m4たわみ 9.524 mm、モーメント 1000 N m自由端に集中荷重。
単純梁:P 2000 N、L 3 m、E 200 GPa、I 6e-6 m4たわみ 0.938 mm、モーメント 1500 N m理想的な中央荷重の条件。

梁たわみの計算方法

  1. 理想化した梁に合う支持条件と集中荷重の配置を選びます。
  2. 荷重を N、スパンを m で入力します。
  3. ヤング率、断面二次モーメント、断面係数を表示された SI 単位で入力します。
  4. 「たわみを計算」を選び、適用される強度および使用性の限界と結果を比較します。

梁たわみ計算機のよくある質問

どの荷重位置に対応していますか?

単純梁では中央、片持ち梁では自由端に一つの集中荷重を置きます。他の位置や分布荷重には別の式が必要です。

断面二次モーメントとは何ですか?

曲げ軸に対して断面の材料がどのように分布するかを表す量です。材料、荷重、スパンが同じなら、通常は値が大きいほど弾性たわみが小さくなります。

断面係数とは何ですか?

断面二次モーメントを中立軸から最外縁までの距離で割った値です。曲げモーメントを断面係数で割ると、最外縁の公称曲げ応力が求まります。

梁の長さが大きく影響するのはなぜですか?

これらの集中荷重条件では、弾性たわみはスパンの三乗に比例します。他の条件が同じなら、長さが二倍になるとたわみは八倍になります。

この結果で構造梁を承認できますか?

いいえ。この簡略結果はすべての荷重、限界状態、接合部、法規要件を網羅しません。安全に関わる構造設計は有資格の技術者による確認が必要です。