構造物

ここでは、建築において縁の下の力持ちであり、また建築の根本であり、 また建築が建築である由縁となる構造について物理のちょっとした発展から勉強していきます。

応力とは(要するに作用・反作用ってことです）
建築に限らず、構造物に荷重や外から力(外力)がかかると、構造物の端部では釣り合おうとする力(反力)が働く (つまりトランポリンの真ん中で跳んでいる人の体重と力はその四方の枠で反力が生じるってことかな） 一方(その端部の)部材の内部には構造物に作用する力(外力)とつりあう一対の力が生じる。
その力を、外力に応答する力ということで応力(内力)と覚えましょう。
応力には３つ種類があって
１…　圧縮・引張(軸方向力)
２…　せん断力
３…　曲げモーメント
となっています。
まず１の圧縮・引張とは
柱なんかの軸方向に作用するもので部材が圧縮されるときに作用するのが圧縮力で、 引っ張られるときに作用するのが引張力です。
２のせん断力とは
軸とは違って部材に垂直方向にその材を切断しようとする力です(ハサミで切断するイメージです）。
３の曲げモーメントとは
物理学でも出てくるこのモーメントとは、物体を任意の点を中心として回転させる能力のことで、 曲げモーメントとは部材を曲げようとする力です。(弓矢の弓のしなるイメージです）

支点・節点とは要するに人間でいう膝とか肘とかの間接や、足です。
これも建築に限らず構造という観点から見てみましょう。
まず、支点(構造物を支持している点)には３つ種類があって
１…　移動端　(ローラー)
２…　回転端　(ピン・ヒンジ)
３…　固定端
　 となっています。
１の移動端とは
支持台に平行移動○、回転○、垂直移動×　反力はいつも支持台に対して垂直方向のみ。
２の回転端とは
支持台に平行移動×、回転○、垂直移動×　反力は作用した力と同じ方向(垂直と水平に分解される)。
３の固定端とは
支持台に平行移動×、回転×、垂直移動×　反力は垂直と水平と支持モーメント(回転を止める)。
つぎに、節点(部材の相互の接合する点)には２つ種類があって
１…　ピン節点　(ヒンジ)
２…　剛節点　
となっています。
１のピン節点とは
力の伝達　軸方向力○、せん断力○、曲げモーメント×
部材相互の回転は可能であるが、移動が不可能。
２の剛節点とは
力の伝達　軸方向力○、せん断力○、曲げモーメント○
部材相互の力を全て伝えることが可能です。