2015/10/1 実験概要 鋼材により製作した単純ばりに対する載荷試験 を行い，たわみや断面内の応力分布について検 討する 構造材料実験Ⅰ ～単純梁の弾性挙動実験～ 単純ばり 回転支点 （ピン支点） 荷重 移動支点 （ローラー支点） 2015年10月1日 社会基盤機能学講座 准教授 判治 剛 実験目的 はりのたわみ 鋼材により製作した単純ばりに対する載荷試験 を行い ・弾性領域におけるはりのたわみ ・弾性領域におけるはり断面内に生じる応力 ・重ね合わせの原理 ・影響線 x 例えば d4v EIz 4 = q(x) dx y EIz：曲げ剛性 について理解する． たわみ v 1 2015/10/1 曲げ剛性 はり断面に生じる応力 E：弾性係数（ヤング係数） 応力 弾性域における応力－ひずみ 関係の勾配 曲げモーメント図 x → 曲げ応力 y σ=E･ε Iz：断面2次モーメント ひずみ 軟鋼の応力－ひずみ関係 b 図心軸（z軸）に関する 断面2次モーメント z h bh3 Iz = 12 y 曲げ応力分布 重ね合わせの原理 荷重② 曲げモーメント図 x y M 着目断面 → 曲げ応力 荷重① x y たわみ，応力など？ x y M 着目断面 σx = y I z 2 2015/10/1 重ね合わせの原理 重ね合わせの原理 荷重② 荷重① 荷重② x 荷重① 荷重①，②に よるたわみや 応力 荷重① 荷重①による x y y 荷重① たわみや応力 荷重② 荷重② 荷重②による たわみや応力 影響線 実験目的 荷重の移動に伴って，着目点の着目量が変化する 様子を表した線図 P=1 着目断面 曲げモーメント図 鋼材により製作した単純ばりに対する載荷試験 を行い ・弾性領域におけるはりのたわみ ・弾性領域におけるはり断面内に生じる応力 ・重ね合わせの原理 ・影響線 について理解する． 3 2015/10/1 実験の概要 実験の概要 h t L/2 変位計 L/2 b （mm） 変位計 項目： ④体重（荷重）の測定 ⑤支間中央に載る（載荷①） たわみ試験：たわみ ひずみ（→応力を算出） 項目： ①試験体寸法の計測 ②ひずみゲージの貼付 ③変位計の設置 実験の概要 実験の概要 変位計 項目： ④体重（荷重）の測定 ⑤支間中央に載る（載荷①） たわみ試験：たわみ ひずみ（→応力を算出） ⑥異なる場所に載る（載荷②） 変位計 項目： ④体重（荷重）の測定 ⑤支間中央に載る（載荷①） たわみ試験：たわみ ひずみ（→応力を算出） ⑥異なる場所に載る（載荷②） ⑦載荷①と②を同時に行う（載荷①＋載荷②） 4 2015/10/1 実験の概要 支点反力 項目： ⑧位置を変えて数カ所に載る 移動載荷試験：影響線（支点反力の変化） 実験の概要 支点反力 項目： ⑧位置を変えて数カ所に載る 移動載荷試験：影響線（支点反力の変化） 実験の概要 支点反力 項目： ⑧位置を変えて数カ所に載る 移動載荷試験：影響線（支点反力の変化） 実験の概要 支点反力 項目： ⑧位置を変えて数カ所に載る 移動載荷試験：影響線（支点反力の変化） 5 2015/10/1 実験の概要 まとめと考察1 1) 載荷①と載荷②に対して，支間中央のたわ みを計算し，計測値と比較，考察する． 支点反力 項目： ⑧位置を変えて数カ所に載る 移動載荷試験：影響線（支点反力の変化） 2) 載荷①と載荷②に対して，支間中央断面にお ける曲げ応力を計算し，応力分布を図化する． 求めた応力を計測値と比較し，考察する． 3) 支間中央におけるたわみと応力について，載 荷③の計測値と，載荷①と載荷②の計測値 の和を比較し，考察する． まとめと考察2 4) コンクリートにより製作した単純梁で同じ実験 をすることを考える．鋼製梁の載荷①で求め たたわみと，コンクリート梁のたわみが同じと なるようにしたい．そのときの断面形状を，そ の理由とともに示す． 5) 支点反力の影響線を計算により求め，図化す る．それと，載荷位置を変化させたときの計測 値から求めた支点反力の影響線を比較し，考 察する． 6
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