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圧縮応力とは?1分でわかる意味、求め方、記号と符号、引張応力との違い

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圧縮応力は、圧縮する力に対する部材内部の力(内力)です。建築では圧縮応力と圧縮応力度の意味を使い分けます。他分野では、圧縮応力(=圧縮応力度)と説明されることもあります。今回は、圧縮応力の意味、求め方、記号と符号、引張応力との違いについて説明します。※引張応力については下記が参考になります。

引張応力とは?1分でわかる意味、公式と求め方、記号、引張応力度との違い


また、引張と圧縮の違いは下記が参考になります。

引張、圧縮とは?1分でわかる意味、違い、符号、強度の関係


応力、応力度の意味は下記が参考になります。

応力とは?1分でわかる意味と種類、記号、計算法

応力度の基礎知識、応力度の種類と1分でわかる応力との違い

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圧縮応力とは?

圧縮応力は、圧縮力(物をつぶす方向の力、引張力の反対)を加えた時、部材内部に生じる力(内力)です。圧縮応力と圧縮応力度、圧縮力の関係を下図に示しました。

圧縮応力と圧縮力

上図より、圧縮応力と圧縮応力度の違いは下記です。


ただし、他分野では圧縮応力(=圧縮応力度)とするので、以降あえて圧縮応力(=圧縮応力度)として説明しますね。

圧縮応力の求め方と計算

圧縮応力(=圧縮応力度)は下式で計算します。


σは圧縮応力、Pは圧縮力、Aは部材の断面積です。これは引張応力の算定式と同じですね。難しく考える必要は無いです。


例題として、下図のコンクリート部材に生じる圧縮応力を計算してください。なお、圧縮応力の単位はN/m㎡です。

圧縮応力の計算

圧縮力は20kN、円柱の直径は10cmです。円柱の面積は、


A=(100/2)2*3.14=7850m㎡

σ=P/A=20*1000/7850=2.5N/m㎡


です。ところでコンクリートの圧縮強度を、「設計基準強度」といいます。設計基準強度については下記が参考になります。

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


設計基準強度を元に、コンクリートの許容圧縮応力度はFc/3、Fc=24のとき、24/3=8.0です。前述した例題の圧縮応力は、許容圧縮応力度に対して十分余裕がありますね。


※許容圧縮応力度の意味は、下記が参考になります。

許容圧縮応力度とは?1分でわかる意味、求め方、鋼材の値

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圧縮応力の記号

圧縮応力の記号は、

です。引張応力と同じ記号なので間違えないよう注意してください。建築では、引張と圧縮を区別するため、

とします。下記も参考になります。

σとは?1分でわかる意味、読み方、建築での意味、数学での使い方、公式

σcとは?1分でわかる意味、求め方、σs、σtとの違い、σc/fc+σb/fbとの関係

圧縮応力の符号

圧縮応力の符号は、引張応力と区別して-(マイナス)表示します。例えば、圧縮応力が10.0kNの場合、

です。但し、圧縮応力のみ作用する部材では、引張応力と区別する必要が無いので、全て正符号(+符号)で示します。

圧縮応力と引張応力の違い

圧縮応力と引張応力の違いを下記に整理しました。



引張応力の詳細は下記が参考になります。

引張応力とは?1分でわかる意味、公式と求め方、記号、引張応力度との違い

まとめ

今回は圧縮応力について説明しました。意味が理解頂けたと思います。圧縮応力の求め方(計算)を覚えてくださいね。引張応力の求め方は同じですが、符号に注意してください。また、建築では応力と応力度の意味を使い分けます。今回はあえて、応力(=応力度)で説明しましたが、混同しないよう気を付けましょう。下記が参考になります。

応力とは?1分でわかる意味と種類、記号、計算法

応力度の基礎知識、応力度の種類と1分でわかる応力との違い

σcとは?1分でわかる意味、求め方、σs、σtとの違い、σc/fc+σb/fbとの関係

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