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対話型シミュレーター

梁内せん断応力分布 τ(y) = VQ(y)/(Ib)シミュレーター

ウェブがせん断をどれだけ負担しているかを、断面図・応力分布・利用率マップで読み取ります。

パラメータ入力
せん断力 V
kN

対象断面に作用するせん断力です。

ウェブ厚 b
mm

せん断を負担するウェブ厚です。

有効高さ h
mm

ウェブなど有効にせん断を負担する高さです。

形状係数 k
-

断面形状による最大/平均応力の比です。

計算結果
—
最大せん断応力
—
平均せん断応力
—
ウェブ面積
—
許容120MPa比
断面模式図
せん断応力分布
利用率マップ
物理モデルと主要式

$$\tau(y)=\frac{VQ(y)}{I b(y)},\quad \tau_{web}\approx k\frac{V}{A_w}$$

矩形断面では最大せん断応力は平均せん断応力の約1.5倍、薄肉I形断面ではウェブが主にせん断を負担します。VQ/Ib式は断面内の位置ごとにQとbが変わる点が重要です。

読み取り方

断面図では、ウェブが細いほど同じせん断力が狭い面積に集中します。

分布図では、中央付近でせん断応力が大きくなる形を確認します。

利用率マップでは、せん断力とウェブ厚の組み合わせで危険側に入る境界を見ます。

会話で学ぶ梁内せん断応力分布 τ(y) = VQ(y)/(Ib)

🙋
梁内せん断応力分布 τ(y) = VQ(y)/(Ib)では、まずどこを見ればいいですか？せん断力 Vを動かすと図も数値も同時に変わるので、少し迷います。
🎓
最初は最大せん断応力を見ます。ただし数字だけで判断せず、断面模式図で前提の形や状態を確認し、せん断応力分布で分布や変化の出方を合わせて読みます。断面図では、ウェブが細いほど同じせん断力が狭い面積に集中します。
🙋
せん断力 Vを大きくすると最大せん断応力が変わりそうなのは分かります。では、ウェブ厚 bはどのくらい効いていると考えればいいですか？
🎓
ウェブ厚 bを少しずつ動かして平均せん断応力の動きを見ると、支配している項が見えてきます。矩形断面では最大せん断応力は平均せん断応力の約1.5倍、薄肉I形断面ではウェブが主にせん断を負担します。VQ/Ib式は断面内の位置ごとにQとbが変わる点が重要です。 1点の計算で終わらせず、実際にばらつきそうな範囲を往復させるのが大事です。
🙋
利用率マップは何を見るための図ですか？普通のグラフだけでも判断できそうに見えます。
🎓
利用率マップは、危険側に入る境界や、余裕が急に崩れる組み合わせを探すための図です。分布図では、中央付近でせん断応力が大きくなる形を確認します。 例えばI形鋼や箱形断面のウェブせん断確認では、単一点の値より「少し条件がずれたらどうなるか」が効きます。
🙋
では、最大せん断応力が基準内なら、この条件をそのまま採用してよいですか？
🎓
ここでは初期検討として扱います。薄肉部材の板厚変更による利用率比較や曲げ応力だけでは見落としやすい短スパン梁のせん断支配確認には役立ちますが、最終判断では規格値、実測値、詳細解析、メーカー条件で確認してください。利用率マップでは、せん断力とウェブ厚の組み合わせで危険側に入る境界を見ます。

実務での使い方

I形鋼や箱形断面のウェブせん断確認。

薄肉部材の板厚変更による利用率比較。

曲げ応力だけでは見落としやすい短スパン梁のせん断支配確認。

よくある質問

最大せん断応力と平均せん断応力を先に見ます。次に断面模式図で前提の状態を確認し、せん断応力分布で分布や変化の偏りを読みます。断面図では、ウェブが細いほど同じせん断力が狭い面積に集中します。
せん断力 Vを単独で動かしたあと、ウェブ厚 bも同じ幅で動かして最大せん断応力の変化量を比べます。利用率マップを見ると、どの組み合わせで余裕や性能が急に変わるかを把握できます。
I形鋼や箱形断面のウェブせん断確認に使います。単一点の数値ではなく、入力範囲を少し広げて最大せん断応力の余裕が保てるかを確認すると、詳細解析へ進む前の論点整理に役立ちます。
矩形断面では最大せん断応力は平均せん断応力の約1.5倍、薄肉I形断面ではウェブが主にせん断を負担します。VQ/Ib式は断面内の位置ごとにQとbが変わる点が重要です。最終判断では規格値、実測値、詳細解析、メーカー条件を確認してください。