単純支持梁のせん断力図(SFD)と曲げモーメント図(BMD)を描き、X断面のせん断力 $F_x$ と曲げモーメント $M_x$ を求める問題です。

応用数学構造力学せん断力曲げモーメント単純支持梁力学
2025/6/3

1. 問題の内容

単純支持梁のせん断力図(SFD)と曲げモーメント図(BMD)を描き、X断面のせん断力 FxF_x と曲げモーメント MxM_x を求める問題です。

2. 解き方の手順

問題文と図から、以下の値が与えられています。
* 梁の全長 l=1200 mml = 1200 \text{ mm}
* 荷重 W1=180 NW_1 = 180 \text{ N}(点Cに作用)
* 荷重 W2=120 NW_2 = 120 \text{ N}(点Dに作用)
* 点Aから点Cまでの距離 l1=350 mml_1 = 350 \text{ mm}
* 点Aから点Dまでの距離 l2=350+450=800 mml_2 = 350 + 450 = 800 \text{ mm}
* 点AからX断面までの距離 x=500 mmx = 500 \text{ mm}
まず、反力 RAR_ARBR_B を求めます。反力 RBR_B は以下の式で与えられます。
RB=W1l1+W2l2l=180×350+120×8001200=63000+960001200=1590001200=132.5 NR_B = \frac{W_1 l_1 + W_2 l_2}{l} = \frac{180 \times 350 + 120 \times 800}{1200} = \frac{63000 + 96000}{1200} = \frac{159000}{1200} = 132.5 \text{ N}
次に、反力 RAR_A を求めます。
RA=W1+W2RB=180+120132.5=300132.5=167.5 NR_A = W_1 + W_2 - R_B = 180 + 120 - 132.5 = 300 - 132.5 = 167.5 \text{ N}
次に、X断面のせん断力 FxF_x を求めます。X断面は点Cと点Dの間に位置するため、FxF_xは、
Fx=RAW1=167.5180=12.5 NF_x = R_A - W_1 = 167.5 - 180 = -12.5 \text{ N}
次に、X断面の曲げモーメント MxM_x を求めます。MxM_xは、
Mx=RA×x=167.5×500=83750 NmmM_x = R_A \times x = 167.5 \times 500 = 83750 \text{ N}\cdot\text{mm}

3. 最終的な答え

* X断面のせん断力: Fx=12.5 NF_x = -12.5 \text{ N}
* X断面の曲げモーメント: Mx=83750 NmmM_x = 83750 \text{ N}\cdot\text{mm}

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