梁荷重計算機

梁荷重はどのように解析しますか？

梁の解析は、構造設計のために内力（曲げモーメントとせん断力）および支点反力を求めます。3つの基本支持条件 — 単純梁、片持ち梁、両端固定梁 — はそれぞれ異なるモーメントとせん断力の分布をもたらします。

スパンLに等分布荷重wが作用する単純梁：最大モーメント = wL²/8（中央）、最大せん断力 = wL/2（支点）、反力 = wL/2（各端）。等分布荷重の片持ち梁では固定端で最大モーメント = wL²/2です。

これらの古典的公式は線形弾性挙動と微小変形を仮定しています。実務設計ではACI 318、ユーロコード2、AISC 360などの建築基準に従い安全係数（荷重係数×抵抗係数）を適用します。

Formula: 単純梁（等分布）: M_max = wL²/8, V_max = wL/2 片持ち梁（等分布）: M_max = wL²/2, V_max = wL 両端固定（等分布）: M_max = wL²/12, V_max = wL/2

計算例

6mの単純梁に10 kN/mの等分布荷重。最大モーメント = 10 × 6² / 8 = 45 kN·m（中央）。最大せん断力 = 10 × 6 / 2 = 30 kN（各支点）。反力 = 各30 kN。

この計算機を使うタイミング

• 構造技術者が詳細FEA解析前の概略設計段階で梁の予備寸法を決定する場合
• 建築学生が支持条件と荷重条件によるモーメント・せん断力分布を比較して梁力学を学ぶ場合
• 建築検査官が現場条件（スパン、荷重）が構造設計の仮定と一致するか確認する場合
• 改修業者が建物変更による新荷重を既存梁が支持できるか確認する場合

よくある間違い

• 荷重を係数化しないこと — 建築基準法は安全余裕のために荷重係数（例：1.2D + 1.6L）を要求します
• 誤った支持条件の使用 — 壁上の梁は単純支持（ピン）であり固定端ではありません；真の固定条件にはモーメント接合が必要で実務では稀です
• 点荷重の公式を等分布荷重に適用すること（またはその逆） — 等分布荷重は放物線モーメント、点荷重は三角形モーメントを生じます
• 梁の自重を無視すること — 長スパンや重いRC梁では自重が全荷重の30〜50%に達し得ます

結果の読み方

• 最大曲げモーメントと最大せん断力は、入力した荷重から直接計算された無係数値です — 部材断面の設計前に基準の荷重組み合わせ（例：1.2D + 1.6L）を適用してください
• たわみ係数は無次元です：分布荷重はwL⁴/EI、集中荷重はPL³/EI（単位系を統一）を掛けて実際のたわみを求め、L/360などの使用性限界と比較してください
• 反力は支承と接合部のサイズを決めます — 片持ち梁では全荷重を固定端が負担するため、右反力は0と表示されます
• 集中荷重のたわみ係数はスパン中央載荷を仮定し、両端固定の集中荷重ケースは入力位置にかかわらずスパン中央荷重として計算されます — 単純梁の偏心荷重のモーメントは正確値、たわみは近似値として扱ってください
• 組み合わせ荷重では等分布荷重と集中荷重のモーメント最大値を加算します — 集中荷重がスパン中央なら正確、偏心ならやや安全側です
• 荷重点モーメントは荷重作用点でのモーメントです — 単純梁ではPab/Lで、その荷重ケースの支配モーメントです

関連規格・参考文献

• ACI 318 — 構造コンクリートの建築基準法要件
• AISC 360 — 構造用鋼建物の仕様
• Eurocode 2 (EN 1992) — コンクリート構造物の設計
• IBC（国際建築基準法） — 構造荷重要件（第16章）

よくある質問

モーメントとせん断力の違いは？

曲げモーメントは梁をたわませ、断面の必要深さと配筋量を決定します。せん断力は内部すべりを引き起こし、スターラップ/せん断補強筋の必要量を決定します。等分布荷重ではモーメントは通常中央で最大、せん断力は支点で最大です。

単純梁の代わりに固定梁をいつ使うべきですか？

固定梁は最大モーメントが小さく（wL²/12 vs wL²/8）たわみも少ないため、より小さい断面が可能です。ただし支点にモーメント接合が必要で施工費が高くなります。単純梁の方がシンプルで実務では一般的です。