くわしく
細長い柱を上から押していくと、ある力で急に横へ曲がり、それ以上の力に耐えられなくなります。これが座屈(ざくつ)です。
曲がった形の「ひと山」の長さを座屈長さ lk といいます。柱の両端をどう止めるかで、同じ長さ L の柱でも座屈長さが変わります。
| 止め方(下/上) | 座屈長さ lk | 座屈する力(両端ピン=1) |
|---|---|---|
| 固定/自由 | 2.0L | 1/4 |
| ピン/ピン | 1.0L | 1 |
| 固定/ピン | 0.7L | 約2 |
| 固定/固定 | 0.5L | 4 |
固定=回れない/ピン=回れるが、ずれない/自由=何も止めていない。上の表は柱の上が横に動かない場合です。
座屈する力の式
Pe = π² E I / lk²E:ヤング係数 I:断面二次モーメント(弱い向き) lk:座屈長さ
座屈する力は座屈長さの2乗に反比例します。両端固定(0.5L)と、固定・自由(2.0L)を比べると、(2.0÷0.5)²=16倍の差です。
柱の上が横に動ける(水平移動が自由な)ときは、両端固定でも lk=1.0L、下固定・上ピンなら lk=2.0L に延びます。
試験では
「長さ」と「止め方」の両方が違う柱を比べる問題がよく出ます。座屈長さ=係数×長さ を先に出してから比べましょう。
○×で確かめる問題は自作
A は長さ L の両端ピンの柱、B は長さ L/2 の下固定・上自由の柱。B は A より短いので、座屈する力が大きい。
B の座屈長さは 2.0×L/2=L、A も L。座屈長さが同じなので、座屈する力も同じです。
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書いた人山田の建築ラボ(設計事務所の建築士が、図面・現場・試験の資料で確かめて書いています)
確かめた資料
- S. P. Timoshenko & J. M. Gere『Theory of Elastic Stability』第2章(座屈長さの理論値)
- 値はこのチャンネルの解析(有限要素法 40要素)で1%以内を確認
更新2026-11-05

