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圧縮強度の基礎知識、コンクリートの圧縮強度とは?

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圧縮強度とは、圧縮荷重に対する平米あたりの耐力です。今回は、圧縮強度の基礎知識について説明し、コンクリートや金属の圧縮強度、単位なども紹介します。


圧縮強度を調べる試験を、圧縮強度試験といいます。圧縮強度試験の意味は、下記が参考になります。

圧縮強度試験とは?1分でわかる意味、基準、目的、供試体、強度の計算

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圧縮強度とは?

圧縮強度は、圧縮荷重に対する1平米あたりの耐力です。よって、圧縮強度の単位は

などで表記します。建築では、前者の「N/m㎡」が一般的です。


下図をみてください。長方形の試験体に10kNの圧縮荷重を加えています。長方形の断面積Aは100m㎡です。

圧縮強度の試験

この試験体に作用する圧縮応力度は、

です。試験体の圧縮強度が100以上であれば、試験体は壊れません。逆に、圧縮応力度が圧縮強度を超えるなら、試験体は壊れるでしょう。


圧縮強度は、材料固有の値でコンクリートと鋼では値が違いますし、コンクリートの圧縮強度は配合により高めることが可能です。


建築材料は、長期許容応力度、短期許容応力度、材料強度、F値など材料の強度に対して、様々な定義があります。


では圧縮強度は何か、これは圧縮時の材料強度と考えて差し支えないでしょう。

鋼の圧縮強度

鋼は一般的に下記の圧縮強度です。

材質により、圧縮強度が変わります。

コンクリートの圧縮強度

コンクリートの圧縮強度は、建築ではFcといいます。Fcは設計基準強度です。※下記の記事が参考になります。

設計基準強度と品質基準強度の違いと、5分で分かるそれぞれの意味

Fcはコンクリートの配合(セメント量、単位水量など)により異なります。最近では100N/m㎡を超える超高強度コンクリートもあり、鋼に迫る勢いです。一般的に用いられるコンクリートの圧縮強度は下記です。

これ以上になると高強度コンクリートの部類です。高強度コンクリートについては下記の記事が参考になります。

コンクリートの種類は?よくわかる7種類のコンクリートの特徴

圧縮強度と引張強度の関係

材料としての圧縮強度は、引張強度と同じ値です。


しかし圧縮荷重時は、材料の圧縮強度よりも、座屈により強度が決定するので、その影響を考慮します。座屈については下記の記事が参考になります。

オイラー座屈とは?座屈荷重の計算式と導出方法

座屈とは?座屈荷重の基礎知識と、座屈の種類


特に鋼は部材が細いので座屈の影響を考えます。RCは部材が大きいので座屈で耐力は決まりません。Fcの値が重要になります。

まとめ

今回は圧縮強度について説明しました。圧縮強度の意味や、各材料の圧縮強度について理解を深めましょう。以上、今回の記事が参考になれば幸いです。


また、圧縮強度と似た用語に一軸圧縮強度があります。これは、地盤の圧縮強度を表す用語です。一軸圧縮強度は下記が参考になります。

一軸圧縮強度とは?1分でわかる意味、n値との関係、単位、粘着力

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