小梁と大梁のたわみ量の差【建築士試験】
こんにちは！ゼロ所長です。
今日は小梁と大梁のたわみ量の差について考えるね。
こんな問題が出題されることがある。
小梁付き床スラブ については、小梁の過大なたわみ及び大梁に沿った床スラブの過大なひび割れを防止するため、小梁に十分な曲げ剛性を確保した。
正解は・・・〇となるのだけど、なぜだかわかる？
知識ゼロの人が読んだら意味不明の文章だね。
一緒に考えてみよう。
小梁付き床スラブ
小梁付き床スラブは、小梁が配置された床スラブのことだね。
たとえば下図は大梁で囲まれたスラブに２本の小梁を配置している。
スラブだけだとたわみや応力度が大きい場合、小梁を入れて床スラブに生じるたわみや応力度を小さくするんだ。
ちなみに、上図のような小梁付き床スラブを「目型スラブ」、小梁が１本入る場合は「日型スラブ」ということもあるね。
小梁付き床スラブの断面を描くとこんな感じだ！
小梁付き床スラブの曲げ剛性
小梁付き床スラブの小梁と大梁の関係に注目してほしい
小梁は大梁に接続しているね。
小梁は床荷重を支えるだけの部材である一方、大梁は床荷重と地震力も負担する。だから普通は小梁よりも大梁の断面の方が大きい。
大梁と小梁の接続状況はこんな感じだ。
さて、小梁は床スラブと同様に応力度とたわみを検討して断面を決定する。
このとき注意したいのは、小梁高さを小さくして設計してしまうことなんだ。
小梁高さを小さくし過ぎると小梁のたわみが過大になってしまう。それだけでも問題なのだけど・・・
小梁のたわみ量 ＞ 大梁のたわみ量
となってしまうと、この、たわみ量の差だけ大梁は小梁に引っ張られて、大梁と小梁の接合面のスラブにひび割れが生じることが分かっているんだ！
余談だけど、こういう部材間に生じる変形量の差は見落としがちで問題になることが多そうだね。
だから、小梁の断面は小さくし過ぎないように「かたさ」を確保する必要がある。
ちなみに曲げ剛性とは「曲げる力（曲げモーメント）に対する固さ」のことだよ。曲げ剛性を大きくすれば、当然、曲げる力に対しての変形量が小さくなるってことだ。
まとめ
よし。これまでの情報を元に整理しようか。
小梁付き床スラブは、小梁が配置された床スラブのこと
小梁せいを小さくし過ぎると小梁に過大なたわみが生じる
たわみ量の差だけ大梁は小梁に引っ張られて、大梁と小梁の接合面のスラブにひび割れが生じる
こんなかんじで問題を解けるよ。
参考
最後に参考にした記事を掲載しておくね～。それでは～。