簡易構造計算（梁のたわみ・応力計算）
梁の長さ・荷重・断面をスライダーで動かして、たわみ量・曲げ応力・安全率をリアルタイムにミトオシ。
こんな方におすすめです
- 「設計中の梁が荷重に耐えられるか、ざっくり確認したい」— 機械設計・建築設計の初期検討段階で、梁のたわみや応力を簡易計算。スライダーを動かすだけで、パラメータ変更の影響が即座にグラフで確認できます。
- 「断面サイズを変えたらどのくらい効果があるか知りたい」— 断面二次モーメントや断面係数を変えながら、たわみ量や最大応力がどう変化するかをリアルタイム比較。最適な断面選定の判断材料に使えます。
- 「材料を変更（鋼→アルミなど）した場合の影響を試算したい」— ヤング率をスライダーで変更するだけで、材料変更によるたわみ量の違いを即座に把握。降伏応力の変更で安全率の変化も確認できます。
このツールでできること: 梁の長さ・ヤング率・降伏応力・集中荷重・荷重位置・断面二次モーメント・断面係数の7項目をスライダーで調整。単純支持梁を想定した最大たわみ・最大曲げ応力・安全率・最大曲げモーメントをリアルタイム表示し、たわみ曲線グラフで梁全体の変形形状を可視化します。
💡 開発者からのワンポイント: 断面二次モーメントIを変えるとたわみ量が大きく変化します（Iを2倍にしたわみは1/2）。まずは荷重を中央（50%）に固定し、Iと断面係数Zを変えながら安全率とたわみのバランスを探ってみてください。
📐 梁の仕様・材料
単純支持梁のスパン長さ（支点間距離）
鋼: 200GPa / アルミ: 70GPa / 鋳鉄: 100GPa / 銅: 120GPa
SS400: 235MPa / SS490: 275MPa / アルミA6061: 240MPa / SUS304: 275MPa
⚙️ 荷重・断面特性
梁に作用する集中荷重（1kN ≈ 102kgf）
左端から荷重点までの距離を梁の長さに対する割合で指定
曲げに対する断面の剛性を示す値（H-200×200: 約4,720cm⁴ / H-300×300: 約20,400cm⁴）
曲げに対する断面の強さを示す値（H-200×200: 約471cm³ / H-300×300: 約1,360cm³）
最大たわみ δmax
0.00mm 梁全体の最大たわみ量最大曲げ応力 σmax
0.0MPa 断面に生じる最大引張/圧縮応力安全率
∞ 降伏応力 ÷ 最大曲げ応力（目安: 1.5以上）最大曲げモーメント Mmax
0.0kN·m 梁に生じる最大曲げモーメントたわみ制限
L/∞ 最大たわみとスパンの比率たわみ制限判定
－ L/300基準（一般構造用目安）計算モデル：単純支持梁（両端ピン支持）、集中荷重。断面のせん断変形は無視。安全率は降伏応力を基準とした静的評価。
| 位置 | たわみ量 |
|---|
※ 本シミュレーションの結果は概算であり、実際の構造安全性を保証するものではありません。実際の設計・施工にあたっては、専門家による構造計算を必ず行ってください。入力値や計算条件によって結果は異なります。
📖 専門用語解説
- 単純支持梁
- 両端をピン（回転自由）で支持された梁のこと。鉛直荷重に対しては支点で支えるが、曲げモーメントは伝達しない。最も基本的な支持条件で、建築・機械構造の多くの部材に適用される。両端固定梁と比較すると、同じ荷重条件でたわみが大きくなる（出典: 国土交通省 建築基準法 構造関係）。
- ヤング率（縦弾性係数）
- 材料の剛性（変形しにくさ）を示す物性値。単位はGPa（ギガパスカル）。値が大きいほど同じ力に対する変形が小さい。鋼材で約200GPa、アルミニウム合金で約70GPa、銅で約120GPa。ヤング率は材料固有の値であり、熱処理や合金成分による変化は小さい（出典: 経済産業省 ものづくり白書）。
- 断面二次モーメント I
- 部材の断面形状が曲げ変形に対してどの程度抵抗できるかを示す値。単位はcm⁴。同じ断面積でも、断面を高くすると断面二次モーメントが大きくなり、たわみにくくなる。H形鋼はこの特性を活かした代表的な形状。Iが2倍になるとたわみは1/2になる（出典: 国土交通省 建築基準法 構造計算）。
- 断面係数 Z
- 部材の断面形状が曲げ応力に対してどの程度抵抗できるかを示す値。単位はcm³。Zが大きいほど、同じ曲げモーメントに対する応力が小さくなる。Z = I / e（eは中立軸から最遠端までの距離）で算出され、曲げ強度の指標として用いられる（出典: 経済産業省 ものづくり白書）。
- 安全率
- 材料の降伏応力（または許容応力）と実際に生じる応力の比で、構造の余裕度を示す値。一般機械設計では安全率1.5〜3.0、建築構造では長期許容応力度に対する安全率1.5以上が標準。安全率が1を下回ると降伏が発生し、永久変形や破壊のリスクが生じる（出典: 国土交通省 建築基準法 構造安全性）。