読む公式 断面係数（１）

そもそも論として、「断面係数」って、何なんでしょうね？

答えは、「断面係数」とは、ツール、つまり道具です。

では、何に使う道具なんでしょうか？

答えは、どのくらいの力で壊れるのかを知ることのために使う道具です。

繰り返しますが、

「断面係数」は、どのくらいの力で壊れるのかを知るための、道具でしかありません。

道具は、道具でしかありません。道具は便利に使いこなせるのかどうかだけの問題です。

誤解を恐れずに言えば「断面係数」を知る必要などないと、個人的には思います。

重要なのは、どのくらいの力で壊れるのかを、どうやったら知ることができるのか？、ということです。

壊れるって、何でしょう？

建物の梁や柱が壊れたら、困りますよね？

だから、建築士が設計をする必要があります。

でも待ってください、壊れるって、何でしょう？

壊れるって、具体的には、どんな状態を指すんでしょうか？

引張って、ちぎる。

ぎゅうぎゅうに上から押して、つぶす。

のこぎりでギコギコ、切る。

棒の両端を持って曲げて、折る。

これ、全部、壊してますよね？

建物を設計するときには、それぞれの壊れ方に対して、それぞれの検討が必要になります。

どれか1つだけ検討してOKとは、いきません。全部、検討しなくちゃいけません。

壊れ方には、種類があるわけです。

「断面係数」は、「曲がって、折れる」壊し方をするときに、使う道具です。

冒頭でも言いましたが、「断面係数」は、ただの道具です。

重要なのは、どのくらいの力で壊れるのかを、どうやったら知ることができるのか？、ということです。

また、壊し方には種類があり、「断面係数」は、「曲がって、折れる」ときに使います。

なので、どのくらいの力で「曲げて」壊れるのかを、どうやったら知ることができるのか？について、考えていきましょう！

どのくらいの力で「曲げて」壊れるのか？

「曲がるって、どういうことなのか？」、真剣に考えてみたことがありますか？

「曲がる」は「曲がる」でしょうよ。真っ直ぐの棒が曲線状になることでしょう？

そうです、直線が曲線に変形するのが「曲がる」ってことですよね。

でも、もっと深く考えていかないと、構造設計ができないんです。

だから、もっと深く「曲がるって、どういうことなのか？」について、考えてみましょう！

ある長さの棒があったとします。

棒はまっすぐです。それを曲げてみます。

そうすると、棒は、直線から曲線に変形します。

これについて、深く、考えてみましょう。

棒は、線ではありません、立体です。

立体なので、上端と下端があります。

よく見てみると、上端は短くなって、下場は長くなっています。

さぁ、頭の体操です。

ある棒を、「曲げず」に、直線から曲線に変形させるには、どうしたらいいでしょうか？

「曲げず」にというのは、棒の両端を持って曲げたり、棒の上におもりを置いたりしないという意味です。

・・・・・。

答え：上端を押して、下端を引っ張る。

普通に、棒の両端を持って、直線から曲線に変形させたときに、上端が短くなって、下端が長くなった。

その現象だけに、着目する。

「曲げず」に、同じ曲線を再現したいのなら、「上端が短くなって、下端が長くなる」現象を別の方法で起こさせればいいわけです。

上端を短くするには、どうすればいいのか？

押せば、短くなる（圧縮）

下端を長くするには、どうすればいいのか？

引張れば、長くなる（引張）

「曲がるって、どういうことなのか？」

「曲がる」って、ある直線のものが、曲線状に変形することです。

曲線状に変形させるには、どうしたらいいのか？

普通に考えれば、両端を持って曲げたり、おもりを載せたりします。

でも、それ以外に曲線に変形させる方法があります。

上端を押して（圧縮）、下端を引張れば（引張）、同じように、曲げ変形させることができます。

「曲がる」現象は、圧縮と引張で考えることが、できるというわけです。

そうすると、「どのくらいの力で曲がって、壊れるのか？」は、

「どのくらいの力で引っ張れば（押せば）、壊れるのか？」に、

置き換えて考えることが可能になります。

「曲がる」よりも、「圧縮・引張」で考えた方が、ずっとシンプルになります。

「断面係数」は、「曲げ」を検討するための道具ですが、直接「曲げ」にアプローチするのではなく、一旦「圧縮と引張」に変換してから、アプローチする手段をとっている道具です。

次回の「読む公式　断面係数（２）」で、その辺のところを掘り下げて考えてみましょう！