1。変形:
* 弾性変形: 構造は荷重下で一時的に変形し、力が除去されると元の形状に戻ります。輪ゴムを伸ばすことを考えてください。これは弾性変形として知られています。
* プラスチック変形: 力が弾性限界を超えた場合、構造は永続的な変形を受けます。つまり、元の形状に戻らないことを意味します。ペーパークリップを曲げることを考えてください。
* 障害: 力が増加し続けると、構造は最終的に完全に破壊または崩壊する可能性があります。
2。ストレスとひずみ:
* ストレス: 単位面積に分布する力は、ストレスと呼ばれます。これは、材料内の内部力の尺度です。
* ひずみ: ストレスによる構造の変形は、ひずみと呼ばれます。これは、構造がどの程度変化したかの尺度です。
3。安定性:
*力は構造の安定性に影響を与える可能性があります。たとえば、強い風力により、建物が揺れたり、倒れたりすることさえあります。
*構造は、遭遇すると予想される力に耐え、安定性を確保し、崩壊を防ぐように設計する必要があります。
4。構造的挙動:
* 力の種類: さまざまな種類の力が構造に異なる影響を及ぼします。
* 引張力: 構造を引っ張り、それを伸ばします。
* 圧縮力: 構造を押して短縮します。
* せん断力: 構造の表面と平行に動作し、スライドさせます。
* ねじり力: 構造をひねったり回転させたりします。
* 力の分布: 構造全体に力がどのように分散されるかは、その動作に影響します。
* 材料特性: 構造を構築するために使用される材料の強度と剛性は、力に対する反応に直接影響します。
5。設計上の考慮事項:
*エンジニアは、構造を設計する際の力の影響を考慮します。
*安全マージン、負荷制限、極端なイベントの可能性などの要因はすべて考慮されます。
力の例と構造への影響:
* 重力: 建物の重量は、下向きの力を発揮し、構造がサポートする必要があります。
* 風: 強風は建物に横方向の力を発揮し、揺れさせることができます。
* 地震: 地震中に揺れる地面は、構造物を損傷したり破壊したりする複雑な力を生み出します。
* トラフィックロード: 橋と道路は、車両によって生成された力に耐えるように設計されています。
要約すると、構造に対する力の影響を理解することは、安全性、安定性、寿命を確保するために重要です。エンジニアと建築家は、この知識に依存して、遭遇すると予想される力に耐えることができる構造を作成します。