この例で学べること
単純梁を普段の言葉で説明し、CALC の結果カードから曲げモーメント、せん断力、たわみを読み取って RFEM 6 と比較します。IPE 300 の例で、最初の断面選定を根拠を追えるたわみ検討につなげます。
課題：最初に選んだ断面を評価する
6 m の鋼梁に合計 12 kN/m の等分布荷重が作用します。S235 の IPE 300 から始め、まず弾性挙動とたわみを検討します。
- 構造系
- 単純梁
- スパン
- 6 m
- 材料と断面
- S235 · IPE 300
- 等分布荷重
- 12 kN/m（自重を含む）
- 解析
- 線形弾性 · 強軸曲げ
- 例の目標値
- たわみ ≤ L/300 = 20 mm
例を試すには CALC にログインしてください。RFEM で続けるには、RFEM 6、Dlubal Connector、チャットで利用できる RFEM アクセスも必要です。
FAQ-000001 · RFEM 6 を接続する →例を動画で見る
約 80 秒 · ナレーション（AI 音声）と字幕付き。動画では CALC の結果カードと RFEM 6.15 の結果を紹介します。 動画と字幕は英語です。
動画の文字起こし
In this example we check a steel beam: a simply supported beam with a six meter span, an IPE 300 section in S235, and a uniform load of twelve kilonewtons per meter, self-weight already included.
CALC shows the results as cards. The maximum bending moment occurs at midspan and is 54 kilonewton meters. Each support carries a shear force of 36 kilonewtons.
Using the beam formula, the deflection is 11.54 millimeters. The example target of L over 300 is 20 millimeters, so it is met with a ratio of 0.58.
As a check, we created the same system in RFEM 6 as a new model and ran a linear static analysis.
RFEM also gives 54 kilonewton meters and 36 kilonewtons. The deflection is slightly larger at 11.88 millimeters because RFEM includes shear deformation of the web.
Before this counts as a design, load combinations, the section check, and stability, in particular lateral-torsional buckling, still need to be verified.
構造系と荷重を明確に定義する
開始用の課題を開き、送信前に入力を確認します。12 kN/m には自重がすでに含まれているため、重ねて加えないでください。この例では L/300 を合意したたわみの目標値とします。
USC-000001 として、S235、断面 IPE 300、スパン 6 m の単純梁を検討してください。下向きの合計等分布荷重は自重を含めて 12 kN/m です。自重を重ねて加えないでください。E = 210000 N/mm² と I = 8356 cm⁴ を用いて線形弾性の強軸曲げを計算し、せん断変形は無視してください。支点反力、最大曲げモーメント、たわみを計算過程とともに示してください。たわみを、合意した例の目標値 L/300 = 20 mm と比較してください。これは解析的な構造系とたわみの検討であり、ユーロコードによる完全な検定ではありません。実施していない検討を示してください。その後 RFEM で解析する場合は、まずアクセスを確認し、新しいデモモデルだけを作成してください。既存のモデルは変更しないでください。RFEM 解析を実施したと述べるのは、実際に実行した後だけにしてください。この課題で始める ↗
テキストは入力されるだけです。計算は送信したときに始まります。
結果を読み取り照合する
CALC は結果をカードで表示します。曲げモーメント、せん断力、たわみと、そのスパン方向の分布です。計算は強軸曲げの梁理論に基づき、E = 210,000 N/mm²、I = 8,356 cm⁴ を用います。せん断変形は考慮していません。
- Mmax = q · L² / 8= 12 · 6² / 8 = 54.00 kNm
- A = B = Vmax = q · L / 2= 12 · 6 / 2 = 36.00 kN
- wmax = 5 · q · L⁴ / (384 · E · I)= 11.54 mm ≤ L/300 = 20.00 mm
カードは CALC チャットと同じコンポーネントを使用しています。比 0.58 は例のたわみ目標値に対するものであり、耐力の検定ではありません。
RFEM で結果を確認する
このページのために、RFEM 6.15 で USC-000001-Stahltraeger という名前の新しいモデルを作成し、線形静的解析を実行しました。S235 の IPE 300 部材一本、単純支持、下向き 12 kN/m、自重の自動考慮なしです。モデルと解析は CALC チャットからではなく、RFEM Python API で作成しました。
| 結果 | CALC（梁の公式） | RFEM 6.15 |
|---|---|---|
| My,max | 54.00 kNm | 54.00 kNm |
| Vz = A = B | ±36.00 kN | ±36.00 kN |
| uz,max | 11.54 mm | 11.88 mm |
モーメントとせん断力は完全に一致します。RFEM のたわみが 0.34 mm 大きいのは、ウェブのせん断変形を考慮しているためです。せん断断面積 Az = 19.70 cm² と G = 80,769 N/mm² を用いると、q · L² / (8 · G · Az) でちょうどこの 0.34 mm になります。どちらの値も例の目標値 20 mm を十分に下回っています。
CALC チャットで RFEM にモデルを作成する
RFEM 6 と Dlubal Connector があれば、CALC は新しいデモモデルを作成して解析できます。接続状態が緑色というだけでは、モデルが作成されたことの確認にはなりません。チャットで RFEM ツールが実際に実行されたこと、RFEM でモデルとその結果を確認できることをチェックしてください。チャットでの解析的な回答は RFEM 解析ではありません。
設計を完了する前に残っていること
- 荷重レベルと支配的な荷重組合せを定める。
- 断面耐力、せん断、必要に応じて相互作用を検定する。
- 側方拘束、横座屈、接合部を確認する。
- 規格、国別付属書、プロジェクト固有のたわみ要件を確定する。
IPE 300 は評価済みの初期断面であり、最適化された断面や完全に検証された断面ではありません。これらの例の値は、説明した理想化された構造系にのみ適用されます。
自分の課題で試しましょう
例を使い、パラメータを一つ変えて、その影響を確かめましょう。
CALC で例を開く →