曲げモーメントを解説！計算方法と公式一覧｜構造力学の基礎を学ぼう
やあ、ゼロ所長だよ！
今日は「曲げモーメント」について、わかりやすく解説していこう！
構造力学の基礎だから、しっかり理解していこうね！
曲げモーメントとは？
曲げモーメントとは、部材を曲げようとする内部の力（応力）のことだね。
簡単に言うと、「物体を回転させようとする力」が部材の内部に発生するイメージだよ。つまり、曲げモーメントは応力の１つだ！
たとえば、本を両手で曲げてみよう！
上側が縮んで、下側が伸びるよね？
このとき、本の中には「曲げモーメント」が発生しているんだ！
つまり、曲げモーメントが作用すると、部材の断面が湾曲するんだね。
これ重要ポイントだから覚えておいてね！
勘違いしやすい例：曲げモーメントと外力モーメントは違う
もう一回いうけど、曲げモーメントは応力の１つだよ！だから、部材内部で発生する力なんだ。
勘違いしやすい点として、外力や反力として作用するモーメントは、曲げモーメントとは言わないから注意してね！
曲げモーメントは引張力と圧縮力の組合せ応力
実は、曲げモーメントって引張力と圧縮力の組合せ応力なんだ！
これはどういうことだろう？物体が「伸びる」とき物体には引張る力、物体が「縮む」とき物体を圧縮する力が生じているね。
曲げモーメントが作用すると、一方は伸びてもう一方は縮むよね！
だから曲げモーメントは「引張力と圧縮力が組み合わさった応力」と言えるんだ！
ちなみに、部材断面を注意深くみると「伸びも縮むもしない断面」がある！
この面を「中立面」、中立面と断面が交わる軸を「中立軸」というよ！
曲げモーメントの記号と単位
記号：M
単位：kNm（キロニュートンメートル）やNm（ニュートンメートル）→ 建築業界では「kNm」がよく使われるよ！
実際、ゼロ所長が構造設計するときも単位はkNmを使うかな！
曲げモーメントの計算式
曲げモーメントの計算式は
支持条件
荷重条件
で変わるんだ！後で公式をのせておくから必ず目を通してね！
でも基本的な考え方は同じで
M = 力（N） × 距離（m）
を計算するよ。PLとかwL^2/2とか色々な計算式があるけど、荷重と距離を掛け算することに変わりはない！
もちろん、上式のように単純な掛け算で曲げモーメントが求められることは少ないから注意してね
曲げモーメントの正負の考え方
曲げモーメントには回転方向によって「正の値と負の値」を定義するよ！
✅ 正の曲げモーメント（下側凸）
→ 梁の上側が圧縮、下側が引張になるよ。
✅ 負の曲げモーメント（上側凸）
→ 梁の上側が引張、下側が圧縮になるね。
構造設計では、この「正負」を意識しながら計算することが重要だよ！
曲げモーメント図の書き方
曲げモーメント図を書くときのポイントを押さえよう！
部材が壊れそうな位置（＝曲げモーメントが最大となる位置）をイメージする。
集中荷重がかかる場合は、曲げモーメントの分布は直線。
等分布荷重の場合は、曲げモーメントの分布は曲線になる。
集中荷重が作用する単純梁の曲げモーメント図
等分布荷重が作用する単純梁の曲げモーメント図
モーメント荷重が作用する単純梁の曲げモーメント図
曲げモーメントの公式一覧
曲げモーメントの公式を示しておくね！
片持ち梁の曲げモーメント
単純梁の曲げモーメント
これらの公式をしっかり押さえて、設計計算に活かそう！
まとめ
曲げモーメントは、部材を曲げようとする力（応力）！
曲げモーメントが作用すると、部材の断面が湾曲する
正負の符号を理解しよう！（下側凸は正、上側凸は負）
曲げモーメントの公式をマスターすれば、設計計算がラクになる！
「なるほど！ちょっとわかってきた！」という人は、実際に公式を使って問題を解いてみよう！
理解が深まるはずだね！
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参考
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