剛性とヤング率の違いは何、関係は？ヤング率が高いとどうなる？

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剛性は部材のかたさ、ヤング率は部材に用いる材料自体のかたさです。部材のかたさ（剛性）には２つの要因があります。１つは部材の「断面形状によるかたさ」、２つめが部材に用いる「材料自体のかたさ」です。断面形状によるかたさは「断面二次モーメント」により決定し、材料によるかたさは「ヤング率」により決定します。

剛性とヤング率の違い

不静定連続梁の解法

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記事を書いた人

ハナダユキヒロ／建築学生が学ぶ「構造力学」

難解な構造力学、建築構造の用語を分かりやすく解説する専門家。高等専門学校在学中から建築学生が学ぶ「構造力学」を運営。その後、国立大学大学院⇒組織設計事務所⇒弊サイト運営に従事している。

著書：「わかる構造力学/工学社」、「わかる構造力学改訂版/工学社」

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なお、ヤング率は材料固有の値であり、材料の種類ごとに変わります。鋼、鉄筋コンクリート、木材のように材料が変わればヤング率の値も変わります。断面二次モーメントは、断面形状により値が変わります。断面形状を工夫することで「より軽く、よりかたい」断面とすることが可能で、断面効率（軽くてかたい）は高くなります。

よって、部材の剛性とは「部材の断面二次モーメントの大きさと、ヤング率の大きさ」を意味しています。断面二次モーメントの記号をI、ヤング率の記号をEとするとき、IとEの積を「曲げ剛性」といい「EI」で表します。EIの値が大きいほど、部材は曲げる力（曲げモーメント）に対して「かたい」ことが分かります。

前述した通り、部材の剛性は断面形状と材料の種類で決定するので、断面形状が同じでもヤング率が大きければ「剛性も大きく」なります。

ヤング率が高いとどうなる

まとめ

今回は剛性とヤング率の違い、関係について説明しました。剛性は部材のかたさ、ヤング率は部材に用いる材料自体のかたさです。部材のかたさ（剛性）には２つの要因があります。１つは部材の「断面形状によるかたさ」、２つめが部材に用いる「材料自体のかたさ」です。断面形状によるかたさは「断面二次モーメント」により決定し、材料によるかたさは「ヤング率」により決定します。剛性、ヤング率の詳細は下記をご覧ください。

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