はり部材とは？わかりやすく解説

構造力学においてはり部材（はりぶざい、英語: beam）とは、棒状の直線部材のうち、引張や圧縮などの軸力以外の力（せん断力や曲げモーメント）も作用する部材のこと^[1]であり、特に、主として曲げる力に抵抗する部材のことを指す^[2]^{[注 1]}。簡易な例では、小川などにかける板状の橋^[3]などが該当する。

ここで、部材(英語: member)とは構造物を構成する要素のこと^[4]であり、特に、棒状の（ある一方向の長さが他の二方向の長さに対して十分に長い）直線部材を単に部材と呼ぶ^[5]。

はりの抽象化

はりは、実際には冒頭の写真（図1）のように、ある大きさの断面を持ち、荷重もある幅をもつが、実際には図2のように、抽象化して扱う。

具体的には以下のような抽象化が施される^[6]。

部材自体はその断面の図心を通る線である部材軸または軸線で表す。
部材の自重は部材軸に作用するものとする（部材軸には自重がないと考える）。
部材の長さに対して、荷重の幅が十分に狭ければ、その荷重は、ある1点に作用する集中荷重として扱う。

また、はりの変形を考える際には、

変形後も、部材軸に直角な断面は直角なままである（ベルヌーイ・オイラーの仮定もしくは平面直角保持の仮定）。
変形後も、断面の形状は変化しない。
変形は微小である（微小変位理論）。

というような仮定（抽象化）も施される^[7]。

はりの種類

以下に代表的なはり^[8]と、その抽象化された略図を示す。

表1: 代表的なはり
はりの名称	模式図	抽象化された略図
単純ばり
片端張り出しばり
両端張り出しばり
2径間ゲルバーばり
3径間ゲルバーばり
片持ちばり
凡例：「模式図」において、灰色の部分がはりの本体、白く表示されているものが支点（各形式については支点を参照）、黒い部分は地盤や壁面などの固定部分を表す。