引張応力とは？意味・公式（σ=P/A）・求め方・応力度の違い
この記事の要点
引張応力は、引張力（ひっぱりりょく）が作用するときの、部材内部に生じる力（内力）です。
建築では、引張応力と引張応力度を使い分けます。
この記事では、引張応力とは何か、公式（σ=P/A）はどう求めるのか、引張応力度とどう違うのかを整理します。
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引張応力は、引張力（ひっぱりりょく）が作用するときの、部材内部に生じる力（内力）です。
建築では、引張応力と引張応力度を使い分けます。
但し、他分野では引張応力度のことを「引張応力」ともいいます。
今回は引張応力の意味、公式と求め方、記号、引張応力度との違いについて説明します。
応力、応力度は下記が参考になります。
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引張応力とは？
引張応力とは、引張力が作用するとき、部材内部に生じる力（内力）です。下図に引張応力と引張力、引張応力度の関係を示しました。
建築では、引張応力と引張応力度を使い分けます。一方、他分野では、引張応力度のことを引張応力ともいいます。下記に引張応力と引張応力度を整理しました。
- 引張応力 ⇒ 引張力が作用するとき、部材内部に生じる力
- 引張応力度 ⇒ 単位面積当たりの引張応力
但し、他分野では引張応力度のことを、「引張応力」ともいいます。そこで今回はあえて引張応力（＝引張応力度）として説明しますね。
引張応力の公式と求め方
引張応力の公式は下記です（前述したように、建築では引張応力度と引張応力を使い分けます。今回は、敢えて引張応力と書きました）。
- 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。下図に各力と上式の関係を示しました。
下図に示す部材に、引張力が作用します。部材に生じる引張応力を計算してください。引張応力の単位は、「N/m㎡」とします。
Ｐ＝50kN、Ａ＝10cm^2です。よって、
- σ＝50×10＾3／10*100＝50N/m㎡
です。引張応力の計算は簡単ですね。力の単位に注意してください。力の単位は下記が参考になります。
単位荷重とは？N・kN・kN/m²の換算と構造設計での使い方
引張応力の記号
引張応力の記号は、
- σ（しぐま）
が一般的です。
引張応力と引張応力度の違い
ここまで、引張応力と引張応力度の意味を敢えて混同して説明しました。ただし、建築では「応力」と「応力度」の意味は明確に違います。
引張応力と引張応力度の違いは下記です。
- 引張応力 ⇒ 引張力が作用するとき、部材内部に生じる力
- 引張応力度 ⇒ 単位面積当たりの引張応力
応力と応力度の違いは下記が参考になります。
混同しやすい用語
引張応力（ひっぱりおうりょく）
部材を引き伸ばす方向に作用する内力のことで、N（ニュートン）やkNで表します。
建築では「引張応力度」と混同されやすいですが、応力は断面全体に作用する力です。
引張応力度（ひっぱりおうりょくど）
単位断面積当たりの引張応力で、N/mm2（MPa）単位で表します。
応力（kN）を断面積（mm2）で割った値であり、材料の許容応力度と比較して安全性を確認します。
圧縮応力度（あっしゅくおうりょくど）
部材を圧縮する方向に作用する単位面積当たりの内力で、引張応力度と符号が逆になります。
コンクリートは引張に弱く圧縮に強いため、引張と圧縮の区別が重要です。
引張応力を整理した表を示します。
| 項目 | 内容 | 備考 |
|---|---|---|
| 引張応力（建築） | 引張力作用時に部材内部に生じる力（内力） | 単位：kN |
| 引張応力度 | σ＝P÷A（単位断面積当たりの応力） | 単位：N/mm2 |
| 記号 | σ（シグマ） | 引張符号：＋ |
まとめ
今回は引張応力について説明しました。引張応力の意味が理解頂けたと思います。建築では、応力と応力度を使い分けるので、混同しないよう注意したいですね。今回は、あえて引張応力（＝引張応力度）として説明しました。下記も参考になります。
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意味を読んで終わりにせず、実際に理解できているかチェックしてみましょう。
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