ビームせん断とは

梁のせん断とは、梁に加えられるせん断力によって生じる梁の内部応力です。 せん断力、またはせん断応力は、材料に平行に加えられる力によって引き起こされ、その材料の変形を引き起こす可能性があります。 梁のせん断は、水平方向または垂直方向の応力、および曲げによって発生します。 各タイプの応力は、ビームに異なる影響を与えます。

水平ビームせん断応力では、力によりビームが左右にスライドする場合があります。 梁が固定され、動きができない場合、内部せん断応力は動きに対応する方法を見つけようとします。これにより、内部の水平層に沿って梁が曲がったり折れたりすることがあります。 ビームにわずかな動きを可能にする非付着層がある場合、破損したり曲がったりする可能性は低くなります。

垂直梁せん断応力では、梁の平行な表面に力が加えられます。 これらの力には、梁の平行な側面または上端と下端が含まれます。 表面の1つが他の表面よりも大きな応力を受けると、材料は座屈またはねじれます。 このアクションは、全体的な構造の弱体化を引き起こします。

梁にかかる応力が梁の強度よりも大きい場合、梁のせん断破壊が発生します。 地震による損傷でよく見られるように、破損により、梁の周囲の構造物が崩壊したり割れたりすることがよくあります。 ただし、ビームせん断破壊の最も一般的なタイプは曲げです。 これは、梁の上面が圧縮され、底面が拡大して垂直軸に沿って割れたときに発生します。 これにより、ビームのたるみや曲がりが生じます。

多くの場合、構造的な破損を避けるために、建物または構造物は改装されます。 改修では、初期構造をサポートする役割を果たす二次フレームワークを作成すると同時に、その初期構造にかかる負荷を軽減します。 ほとんどの場合、これは外部ブレースの形を取ります。

ビームのせん断を決定するには、ビームの小さな断面を調べ、その断面の測定値と観察結果に基づいて一連の数学計算を実行する必要があります。 今日使用されている計算は、18世紀の数学者であるレナードオイラーの功績によるものです。 しかし、ビームせん断研究の真の起源は、16世紀の科学者ガリレオガリレイの研究にまでさかのぼることができます。