建築におけるねじりモーメントとは？発生の原因・構造に与える影響・曲げモーメントとの比較を解説！

建築構造の設計や解析において、「ねじりモーメント」は重要な要素の一つです。ねじりモーメントとは、部材が軸を中心にねじれるような力（トルク）が作用する際に発生するモーメントのことを指します。建物の形状や外部荷重、地震力などによって発生し、構造部材の耐力や安全性に影響を与えます。

L字型やT字型など、非対称な形状を持つ建物では、外力が作用した際にねじりモーメントが生じやすくなります。特に、地震時には建物全体がねじれる動きを示すことがあります。

建物にかかる荷重が重心からずれると、ねじりモーメントが発生します。これにより、構造部材には通常の曲げモーメントに加えてねじれの力が加わります。

支点の配置や部材の剛性に不均一があると、荷重が一部に集中することでねじりモーメントが増大します。

ねじりモーメントは部材の断面に剪断応力とねじれ応力を発生させます。これにより、部材の変形や破壊のリスクが増加します。

ねじりモーメントは、特に地震時に建物の挙動を不安定にします。ねじれによる応力集中が起こり、構造部材の早期破損や倒壊の原因となります。

ねじりモーメントを考慮しない設計では、安全性や耐久性が不足する可能性があります。そのため、解析や設計時にはねじり剛性やねじれ応力を考慮する必要があります。

ねじりモーメントを最小限に抑えるためには、建物の重心と剛心（剛性中心）を一致させることが重要です。

ねじり剛性を高めるために、以下の設計が有効です：

制振ダンパーや粘性ダンパーを設置することで、ねじりモーメントの発生を抑えることができます。

また、部材のねじり剛性を考慮した設計では、断面の極断面二次モーメントや材料のせん断弾性係数が用いられます。

A: 建物の形状を対称的にすることが効果的です。また、重心と剛心を一致させる設計を心掛け、ダンパーの設置や剛性の高い部材を使用することが有効です。

A: 無視した場合、建物にねじれ変形が生じ、局所的な応力集中が発生します。これにより、構造部材の損傷や建物の倒壊リスクが増加します。

建築におけるねじりモーメントは、構造部材や建物全体の安全性に大きな影響を及ぼします。適切な設計と補強を行うことで、ねじれによる損傷リスクを軽減することが可能です。設計時には、ねじり剛性や荷重の偏心を考慮し、最新の解析手法や補強技術を活用することが重要です。