引張力と圧縮力の違いとは？符号・強度・記号（σt・σc）を解説

この記事の要点

引張、圧縮は、荷重や応力の種類です。

物を引っ張る方向の力が引張力、押しつぶす方向の力が圧縮力です。

この記事では、引張力と圧縮力はどう違うのか、符号・記号（σt・σc）はどう使い分けるのかを整理します。

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引張、圧縮は、荷重や応力の種類です。物を引っ張る方向の力が引張力、押しつぶす方向の力が圧縮力です。今回は引張と圧縮の意味、両者の違いと符号、強度の関係について説明します。※荷重や応力の種類については下記の記事が参考になります。

タップできる目次

引張、圧縮とは？

荷重（かじゅう）とは？意味・読み方・種類（静荷重・動荷重）を解説

応力とは？意味・種類・記号と求め方、応力度との違い

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引張、圧縮とは？

引張、圧縮とは、荷重や応力の種類です。それぞれ下記の意味です。

引張（ひっぱり）　⇒　物を引っ張ること
圧縮（あっしゅく）　⇒　物を押しつぶすこと（圧縮すること）

下図をみてください。赤い矢印の向きが、棒を引っ張る方向です。青い矢印の向きが、棒を圧縮する方向です。

引張、圧縮

物を引っ張る方向の荷重（力）を引張力、押しつぶす方向の力を圧縮力といいます。

棒に引張力を加えると、棒の内部には応力が生じます。これを引張応力といいます。※単に「引張力」ということもあります。同様に、圧縮力を加えると、棒の内部に圧縮応力が生じます。

トラス構造物は、部材に引張力または圧縮力のみ生じるよう部材配置した（三角形に部材を組んでピン接合とした）構造です。詳細は下記の記事が参考になります。

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

引張力と圧縮力の違い

引張力と圧縮力は、荷重の方向だけでなく、下記の違いがあります。

引張力　⇒　部材を引っ張る方向の力。部材が伸びる変形をした後、破断する。
圧縮力　⇒　部材を押しつぶす方向の力。部材が縮む変形及び、「座屈」という現象が起きる。

引張力が作用すると、部材は「伸びる」変形をします。引張力に対して、鋼材は良い力学性能を示します。簡単に言うと、中々壊れません。鋼材の引張力に対する力学性能については、下記の記事が参考になります。

応力ひずみ線図とは？ヤング率との関係・見方と材料別の特徴（鋼材・コンクリート・脆性材料）

一方、圧縮力に対しては、「座屈」という現象が起きます。座屈が起きると、鋼材本来の圧縮強度より低い応力で部材が壊れます。※座屈については下記の記事が参考になります。

座屈とは？意味・座屈荷重・座屈長さ・種類をわかりやすく解説

引張力に対して、部材は効果的に力を伝達できます。圧縮力を負担する部材は、座屈を考慮して部材断面を選定します。一般的に、引張力を受ける部材より圧縮力を受ける部材の方が、部材の断面積が大きくなります。

引張と圧縮の符号

一般的に使う、引張と圧縮の符号を下記に整理しました。

引張　⇒　＋
圧縮　⇒　－

トラス構造の応力計算をするとき、梁の反力を求めるときなど、引張と圧縮の方向を間違えないよう注意してください。下記の記事が参考になります。

節点法とは？トラスの軸力の求め方と計算手順

引張と圧縮の強度

引張と圧縮の強度は、材料によって違います。鋼とコンクリートの引張強度、圧縮強度を下記に示します。

・コンクリート

引張強度　⇒　Ft＝Fc／10（Fcが24のとき、2.4N/m㎡）

圧縮強度　⇒　Fc（例えば24N/m㎡など）

Fcとは設計基準強度のことです。詳細は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

・鋼

引張強度　⇒　Ft（例えば400N/m㎡）

圧縮強度　⇒　Fc= Ft（実は、圧縮強度は引張強度と同じ。但し、座屈の影響で圧縮強度より低い値が許容可能な強度となる）

引張強度については下記の記事が参考になります。

引張強さの求め方・単位・降伏点との違い【鋼材データ付き】

上記の値は、材料強度ともいいます。材料強度については下記の記事が参考になります。許容応力度との関係も併せて勉強してくださいね。

材料強度とは？基準強度F値との関係・許容応力度の求め方（コンクリート・鋼材一覧）

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。

引張と圧縮を整理した表を示します。

項目	内容	備考
引張	物を引っ張る方向の力・応力	符号：＋
圧縮	物を押しつぶす方向の力・応力	符号：－
座屈	圧縮力により生じる特有の破壊現象	引張では生じない

まとめ

今回は引張と圧縮の意味、違い、符号などについて説明しました。

意味が理解頂けたと思います。

引張と圧縮は、単に方向だけの違いではありません。

特に圧縮力が作用すると、座屈が起きます。

座屈は脆性破壊の１つなので、座屈が生じないよう構造設計することがポイントです。

座屈については下記の記事も参考になります。

座屈とは？意味・座屈荷重・座屈長さ・種類をわかりやすく解説

幅厚比とは？1分でわかる意味、読み方、計算方法と告示の制限

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理解度チェック

引張力と圧縮力の違いは？

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引張（ひっぱり）は物を引っ張る方向の力、圧縮（あっしゅく）は押しつぶす方向の力です。引張力が作用すると部材は伸びる変形をした後破断します。圧縮力が作用すると部材が縮む変形及び「座屈」が起きます。鋼材は引張力に良い力学性能を示しますが、圧縮では座屈により本来の圧縮強度より低い応力で壊れるため、圧縮材は座屈を考慮し断面積が大きくなります。

引張・圧縮の符号と、鋼・コンクリートの強度は？

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符号は引張＝＋、圧縮＝－です。コンクリートは引張強度Ft＝Fc/10（Fc24のとき2.4N/mm²）、圧縮強度Fc（例24N/mm²）で圧縮に強く引張に弱いです。鋼は引張強度Ft（例400N/mm²）、圧縮強度Fc＝Ft（実は同じ、ただし座屈の影響で低い値が許容強度となる）です。Fcは設計基準強度です。