延性とは？靭性・脆性との違いと延性破壊・DS値（構造特性係数）への影響

この記事の要点

延性（えんせい）とは、材料が破断する前に大きなひずみを生じる特性です。鋼材は高延性材料の代表で、破断前に顕著な変形（くびれ）が起きます。

靭性（じんせい）・脆性（ぜいせい）との違い、建築基準法における延性設計（DS値・構造特性係数）への影響を解説します。

材料が破断するまでの変形量が大きい点が特徴です。

この記事では、延性とは何か、靭性とどう違うのか、脆性とどう関係するのかを整理します。

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延性（えんせい）とは、粘り強い性質のことです。材料が破断するまでの変形量が大きい点が特徴です。同じ意味の用語として、靭性があります。今回は延性の意味、読み方、材料、脆性との関係、靭性との違いについて説明します。

脆性、靭性の意味は、下記が参考になります。

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延性とは？

延性は、材料の粘り強い性質のことです。専門的に言うと、塑性後も変形する材料です。塑性、塑性と変形の関係は、下記が参考になります。

弾性と塑性の性質について

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下図をみてください。材料Aは引っ張るとすぐに破断しました。材料Bは、引っ張ると良く伸びてから破断しました。

延性と伸び

材料Bの方が、延性のある材料です。延性材料は、破断するまでの変形量が大きい特徴があります。これを「靭性」ともいいます。靭性の意味は、下記が参考になります。

靱性（じんせい）とは？意味・靭性のある材料と建物の耐震性・脆性との違い

延性の読み方

延性は「えんせい」と読みます。延性に関係する用語の読み方は、下記です。

延性材料　⇒　えんせいざいりょう

靭性　⇒　じんせい

脆性　⇒　ぜいせい

延性材料の種類

延性材料の種類として、下記があります。

鋼

アルミ

上記以外の金属系材料

一方、ガラスやコンクリートなど、塑性化領域の無い材料や「せん断破壊を起こしやすい材料」を、「脆性材料」といいます。せん断破壊、脆性破壊の意味は、下記が参考になります。

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延性と脆性の関係

延性と脆性の意味を、下記に整理しました。

延性　⇒　粘り強い性質。塑性化し十分に伸びた後、破断する性質。塑性化領域のある性質など。

脆性　⇒　脆く壊れる性質。塑性化せず、急に破断するような性質。

延性を持つ代表的な材料が、鋼材です。脆性を持つ材料がコンクリートです。ただし、コンクリートは鉄筋を入れることで（鉄筋コンクリート）、粘り強い性質を持ちます。

延性と靭性の違い

延性と靭性は同じ意味です。ただ「延性」は材料そのものの性質として使うことが多いです。靭性は、材料だけでなく「建物の構造性能」としても使います。例えば、ラーメン構造は「靭性」のある構造形式です。ラーメン構造の意味は、下記が参考になります。

ラーメン構造とは？1分でわかる意味、特徴、由来、メリットとデメリット

混同しやすい用語

延性

材料が塑性変形してよく伸びた後に破断する性質です。

鋼材が代表例で、変形しながらエネルギーを吸収します。

脆性

塑性化せず急激に破断する性質です。

無筋コンクリートが代表例で、延性とは対照的な特性です。

靭性

延性と同義で使われますが、建物の構造性能として「ラーメン構造は靭性のある構造」のように用いることもあります。

延性を整理した表を示します。

項目	内容	備考
定義	粘り強い性質（塑性化し十分に伸びた後に破断）	靭性と同義で使われることが多い
代表的な延性材料	鋼・アルミ・金属系材料	コンクリート（無筋）は脆性材料
延性と脆性の違い	延性：よく伸びて破断　脆性：急激に破断	鋼：延性、コンクリート：脆性