引張材とは？意味・応力・歪・圧縮材との違いを解説【鋼構造】

この記事の要点

単一引張材（たんいつひっぱりざい）とは、引張力が作用する単一の部材です。

鋼材は引張力に強いので、細い部材でも単一の部材として使います（圧縮材は組立とする考え方もある）。

この記事では、引張材とは何か、応力・歪はどう求めるのか、圧縮材とどう違うのかを整理します。

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単一引張材（たんいつひっぱりざい）とは、引張力が作用する単一の部材です。

鋼材は引張力に強いので、細い部材でも単一の部材として使います（圧縮材は組立とする考え方もある）。

今回は単一引張材の意味、読み方、応力、歪、圧縮材との違いについて説明します。

単一圧縮材の意味は、下記が参考になります。

単一圧縮材とは？意味・組立圧縮材との違いと座屈との関係（軸力部材の分類）

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単一引張材とは？

単一引張材とは、引張力が作用する単一の部材です。鋼材は引張力に強く、かなり細くても単一の部材を使います。例えば、棒鋼のように直径が16～20mm程度でも、ブレースとして力を負担できます。棒鋼、ブレースの意味は、下記が参考になります。

棒鋼（ぼうこう）とは｜読み方・サイズ・重量・用途

ブレース構造とは？ラーメン構造との違い・種類と地震力の負担メカニズム（設計上の特徴）

単一引張材となる構造部材には、下記があります。

ブレース

トラス部材

吊り材

ブレースは、下図のようにタスキ掛けにすることが多いです。タスキ掛けにすれば、ブレースには引張力しか作用しないからです。

単一引張材とブレース

トラス構造は節点をピン接合部とします。部材には圧縮力または引張力が作用します。引張力が作用する部材は単一引張材です。トラス構造の特徴は、下記が参考になります。

トラス構造とは？強さの理由・メリット・デメリット・計算法を解説

単一引張材の読み方

単一引張材の読み方は、「たんいつひっぱりざい」です。関係用語の読み方は下記です。

単一圧縮材　⇒　たんいつあっしゅくざい

単一引張材の応力と歪

単一引張材は、断面に引張応力が生じています。引張応力は下式で計算します。

σ＝Ｐ／Ａ

σは引張応力（引張応力度）、Ｐは引張力、Ａは部材の断面積です。単一引張材の歪は、下式で計算します。

ε＝ΔL/L

εは歪、ΔLは単一引張材の伸び、Lは単一引張材の元の長さです。

応力、ひずみの計算方法は、下記の記事も参考になります。

応力とは？意味・種類・記号と求め方、応力度との違い

ひずみ・ひずみ度とは？意味・公式（ΔL/L）・単位・応力との関係を解説

単一引張材と単一圧縮材の違い

単一引張材と単一圧縮材の違いを下記に示します。

単一引張材　⇒　引張力が作用する単一の部材

単一圧縮材　⇒　圧縮力が作用する単一の部材

単一圧縮材の意味は、下記が参考になります。

単一圧縮材とは？意味・組立圧縮材との違いと座屈との関係（軸力部材の分類）

混同しやすい用語

引張応力度

引張応力度は材料を引き伸ばす方向の応力で、圧縮とは向きが逆です。

コンクリートは圧縮に強く引張に弱い点が特徴です。

圧縮応力度

圧縮応力度は材料を縮める方向の応力です。

コンクリートは圧縮強度が高く引張強度が低いため、鉄筋で引張を補います。

単一引張材を整理した表を示します。

項目	内容	備考
単一引張材	引張力が作用する単一の部材	例：ブレース、トラス部材
引張応力	σ＝P/A	Pは引張力、Aは断面積
単一圧縮材との違い	圧縮材は座屈を考慮する必要がある	引張材は細い部材でも使用可

実務でよく出てくる引張材はブレースだ。

水平力（風・地震）に対して引張側で抵抗するブレースは、座屈を考慮しなくてよいため断面を小さく抑えられる。

ただし端部のガセットプレートやボルト接合部の設計は別途必要になる。

細長い部材でも成立するのが引張材の特性だが、施工時に弛みが生じると有効に機能しない場合がある。

ターンバックル付きブレースでは取付け後の軸力調整も確認が必要だ。

まとめ

今回は単一引張材について説明しました。

意味が理解頂けたと思います。

単一引張材は、引張力が作用する単一の部材です。

ブレース材や、トラス構造の部材に該当します。

単一引張材に作用する応力、ひずみの計算は簡単です。

必ず理解しましょうね。

下記が参考になります。

引張応力とは？意味・公式（σ=P/A）・求め方・応力度の違い

ひずみ・ひずみ度とは？意味・公式（ΔL/L）・単位・応力との関係を解説

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理解度チェック

単一引張材とは何で、どんな部材が該当しますか？

答えを見る

単一引張材（たんいつひっぱりざい）は引張力が作用する単一の部材です。鋼材は引張力に強いので細くても単一の部材を使います（棒鋼は直径16～20mm程度でもブレースとして力を負担できる）。該当する構造部材はブレース（タスキ掛けで引張力のみ作用）、トラス部材（ピン接合で圧縮or引張）、吊り材です。

単一引張材の応力と歪の計算、単一圧縮材との違いは？

答えを見る

引張応力σ＝P/A（σは引張応力度、Pは引張力、Aは断面積）、歪ε＝ΔL/L（ΔLは伸び、Lは元の長さ）で計算します。単一圧縮材は圧縮力が作用する単一の部材で座屈を考慮する必要がありますが、引張材は座屈を考慮しなくてよいため細い部材でも使えます。ただし端部のガセットプレートやボルト接合部の設計は別途必要です。