単純支持ばりのせん断力図(SFD)と曲げモーメント図(BMD)を描き、X断面のせん断力と曲げモーメントを求める問題です。与えられた情報から、反力 $R_A$ と $R_B$、点Cにおける曲げモーメント $M_C$、点Dにおける曲げモーメント $M_D$が計算されています。

応用数学力学構造力学せん断力図曲げモーメント図静定梁
2025/6/3

1. 問題の内容

単純支持ばりのせん断力図(SFD)と曲げモーメント図(BMD)を描き、X断面のせん断力と曲げモーメントを求める問題です。与えられた情報から、反力 RAR_ARBR_B、点Cにおける曲げモーメント MCM_C、点Dにおける曲げモーメント MDM_Dが計算されています。

2. 解き方の手順

(1) 反力 RAR_ARBR_B の計算結果を確認します。
与えられた計算から、
RB=W1l1+W2l2l=180×350+120×8001200=132.5 NR_B = \frac{W_1 l_1 + W_2 l_2}{l} = \frac{180 \times 350 + 120 \times 800}{1200} = 132.5 \ N
RA=W1+W2RB=180+120132.5=167.5 NR_A = W_1 + W_2 - R_B = 180 + 120 - 132.5 = 167.5 \ N
と求められているので、この値を使います。
(2) せん断力図(SFD)を描きます。
- 区間AC: せん断力 FAC=RA=167.5 NF_{AC} = R_A = 167.5 \ N
- 区間CD: せん断力 FCD=RAW1=167.5180=12.5 NF_{CD} = R_A - W_1 = 167.5 - 180 = -12.5 \ N
- 区間DB: せん断力 FDB=RB=132.5 NF_{DB} = -R_B = -132.5 \ N
(3) 曲げモーメント図(BMD)を描きます。
- 点A: 曲げモーメント MA=0M_A = 0
- 点C: 曲げモーメント MC=RAl1=167.5×350=58625 NmmM_C = R_A l_1 = 167.5 \times 350 = 58625 \ N \cdot mm
- 点D: 曲げモーメント MD=RB(ll2)=132.5×400=53000 NmmM_D = R_B (l - l_2) = 132.5 \times 400 = 53000 \ N \cdot mm
- 点B: 曲げモーメント MB=0M_B = 0
(4) X断面のせん断力 FXF_X と曲げモーメント MXM_X を求めます。
問題の図から、XはCとDの間にあります。
- せん断力 FX=RAW1=12.5 NF_X = R_A - W_1 = -12.5 \ N
- 曲げモーメント MX=RA×500=167.5×500=83750 NmmM_X = R_A \times 500 = 167.5 \times 500 = 83750 \ N \cdot mm
  または、点Cからの距離をxとすると、
  MX=MC+FCD×x=5862512.5xM_X = M_C + F_{CD} \times x = 58625 -12.5x となります。

3. 最終的な答え

- X断面のせん断力:FX=12.5 NF_X = -12.5 \ N (19)
- X断面の曲げモーメント: MX=83750 NmmM_X = 83750 \ N \cdot mm (27), (28), (29), (30), (31)
したがって、問題文の空欄を埋めると以下のようになります。
(19): -12.5
(20): 32.5
(21): 167.5
(22): 350
(23): 58625
(24): 32.5
(25): 400
(26): 53000
(27): 500
(28): 0
(29): {}
(30): {}
(31): 83750
最終解答:
X断面のせん断力 FX=12.5 NF_X = -12.5 \ N
X断面の曲げモーメント MX=83750 NmmM_X = 83750 \ N \cdot mm

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