断面係数
- はりの断面により決められる応力度の度合い(小ささ)を表す指標。
- はりの断面の強さは断面2次モーメントに影響するが、断面の中で縁の応力度がいちばん大きくなる。応力度の大きさは断面2次モーメントと図心軸から断面の縁までの距離で決まる。同じ断面2次モーメントでも上縁または下縁の応力度がより小さい断面の方がより強度が大きい断面といえる。形が決まった時点で数値が固定されることから断面「係数」と表現している。
- Z=I/y
- Z:断面係数
- I:断面2次モーメント
- y:断面の図心軸から上縁または下縁までの距離。上縁側をyc、下縁側をytと記述することが多い。
- 上式より図心から縁までの距離yはなるべく小さく かつ 断面2次モーメントIは大きい断面が有利ということになる。縁の近くに断面積が詰まっている方が断面2次モーメントは大きいことから、四角形断面よりもH型鋼やI型断面が好まれて使用される。円形の場合は竹や草も空洞になっている断面があるが、この原理を応用している。昆虫や甲殻類の縁だけ堅いのも同様。小さな生物が限られた材料でより効率的に強度UPを計るためには断面係数を大きくするように進化したと推測する。
- 断面係数の説明については、絵解き応用力学(オーム社)の説明が一番わかりやすいと感じた
2005年12月07日(水) 23:06:10 Modified by h37
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