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引張強さとは?1分でわかる意味、計算法、単位、降伏点、読み方、記号

引張強さとは、鋼材の引張力に対する最大の強度です。似た用語で降伏強度がありますが、全く違う値なので注意してください。今回は、引張強さの意味、計算法、単位、降伏点との違い、読み方、記号について説明します。鋼は引張強度に達するまで、降伏します。下記の記事が参考になります。

弾性と塑性の性質について

引張強さとは?

引張強さとは、鋼材の引張力に対する最大の強度です。下図をみてください。鋼材に引張力を加えます。引張力を増やし続けると、ある時点で応力が落ちます。このときの応力を「降伏点(降伏強度)」といいます。

鋼材の引張強さ

さらに荷重を加えると、強度が上昇し最大応力を迎えます。これが引張強さ(引張強度)です。


上図は、横軸にひずみ、縦軸に応力を示しています。鋼材の断面積をA、引張力をP、応力をσとすると下記の式が成り立ちます。

σを引張応力といいます。下記の記事が参考になります。

応力とは?1分でわかる意味と種類、記号、計算法

また、応力とひずみの関係は下記です。

σは引張応力、Eはヤング係数、εはひずみです。これをフックの法則といいます。ヤング係数とひずみの関係については下記の記事が参考になります。

ヤング係数ってなに?1分でわかるたった1つのポイント

ひずみとは?1分でわかる意味、公式、単位、計算法、測定法、応力との ...

前述した、応力をひずみによる曲線を「応力―ひずみ曲線」といいます。

引張強さの計算法

引張強さの計算法は下式です。

鋼材が負担できる最大の引張力Pに対して、鋼材の断面積を除してやれば良いです。では下記の条件で、実際に引張強さを計算します。


引張試験を行った鋼材の最大耐力が1000kNでした。鋼材の直径を50mmとします。引張強さを計算してください。

 

引張強さの単位

引張強さの単位は

で表します。

引張強さの一覧

建築で使う鋼材の引張強さの一覧を示します。

簡単に言えば、「SS400」の「400」の値が、引張強さの下限値(保証される最低値)です。

引張強さと降伏点の違い

引張強さと降伏点(降伏強度)の違いを下記に整理しました。

降伏とは、強度が一時低下することです。塑性ともいいます。下記の記事で詳しく書いています。

弾性と塑性の性質について

許容応力度計算では、部材の降伏強度が大切です。引張強さで設計すると、万が一大きな荷重が作用したとき、危険性が増大するからです。

引張強さの読み方

引張強さは「ひっぱりづよさ」と読みます。引張強度は「ひっぱりきょうど」です。

引張強さの記号

引張強さの記号は

が一般的です。

まとめ

今回は引張強さについて説明しました。引張強さの意味、降伏点との違いが理解頂けたと思います。引張強さと併せて、鋼材の応力ひずみ曲線を理解してください。弾性、塑性(降伏)の現象も理解すると良いですね。

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