断面の入力
計算結果
「形鋼」(JIS規格サイズ)の描画外形はフィレット・テーパを省略した簡略形状です(計算は規格値)。 「任意寸法」は入力寸法どおりの形状で描画・算出します。
| 選 | No | ケース名 | 部材数 | A [cm²] | Ix [cm⁴] | Iy [cm⁴] | Zx上 [cm³] | Zx下 [cm³] | 並び替え / 削除 |
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(1) 基本図形 — 各図形の断面積 A、重心位置、重心軸まわりの断面二次モーメント Ix, Iy, 断面相乗モーメント Ixy を閉形式(解析解)で算出します。
(2) 傾斜・回転 — 回転角 θ をもつ図形は、慣性の回転変換式で重心軸まわりの値に変換します。
(2b) 任意寸法の形鋼 — 規格表を使わず、入力寸法から断面性能を算出します。 隅肉R・曲げR部を含む断面形状を基本図形(長方形・扇形・円環扇形)に分解し、下記(4)と同じ平行軸の定理で合成します。 フィレットは「正方形 − 1/4円」、脚先の面取りはその控除、曲げ加工部は「内半径 r・外半径 r+t の円環扇形」として厳密に扱います。 JIS規格サイズの寸法を入力した場合、規格表の断面性能値を 0.5% 以内(規格表の丸め幅相当)で再現することを確認しています。
(3) 形鋼(規格サイズ) — 断面積・断面二次モーメント・重心位置は JIS G 3192(熱間圧延形鋼)・ JIS G 3350(一般構造用軽量形鋼) 等の規格断面性能値をそのまま使用します(フィレット・テーパ込みの値)。 90°単位の回転では Ix・Iy を入れ替えます。 山形鋼の Ixy は規格の最大・最小断面二次モーメント Iu・Iv から |Ixy| = √( ((Iu−Iv)/2)² − ((Ix−Iy)/2)² ) として復元します。 Z形鋼類の Ixy は簡略外形からの参考値です。
(4) 合成断面 — 各部材 i の性能を、面積の加算(穴は減算)と平行軸の定理で合成します。
V₁, V₂, H₁, H₂ は重心軸から断面外縁(上・下・左・右)までの距離です。 断面係数は実体部材の外形から求めた縁端距離によります。 穴が断面の外縁に接している場合は縁端距離が実際と異なる可能性があるため警告を表示します。
(5) 主軸(参考) — 合成断面の Ixy から主軸傾角と最大・最小断面二次モーメント Iu, Iv を参考表示します。
(6) 単位・表示桁数 — 入力寸法は mm、出力の断面性能は JIS 規格表に合わせて cm 系(cm²・cm⁴・cm³・cm)で表示します。数値は有効4桁表示(内部計算は倍精度・途中丸めなし)。 10⁵ 以上・10⁻² 以下は指数表記になります。