両端を固定とした長さ l の柱の弾性座屈荷重を表す式として適当なものは、次のうちどれか。ただし、オイラーの座屈荷重は Pcr=π²EI/lk²(E:弾性係数、I:断面二次モーメント、lk:有効座屈長)で表されるものとする。
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解答正解 1
両端固定の有効座屈長は lk=0.5l であるから、Pcr=π²EI/(0.5l)²=4π²EI/l² となる。有効座屈長は、両端ピンで l、一端固定他端ピンで 0.7l、両端固定で 0.5l、一端固定他端自由で 2l であり、拘束が強いほど短く、座屈荷重は有効座屈長の2乗に反比例して大きくなる。
選択肢ごとの判定
1正しい。lk=0.5l を代入すると Pcr=π²EI/(0.5l)²=4π²EI/l² となる。
2一端固定・他端ピンの場合(lk=0.7l、Pcr≒2.04π²EI/l²)の値である。両端固定より拘束が弱い。
3両端ピンの場合(lk=l)の値である。両端固定はこれより大きな座屈荷重をもつ。
4一端固定・他端自由の場合(lk=2l)の値である。最も座屈しやすい支持条件であり、両端固定の 1/16 となる。