引っ張り応力の計算は？例題、意味、単位、伸びの計算式は？
この記事の要点
引っ張り応力の計算方法は「引張荷重÷部材断面積」です。
たとえば、引張荷重が100N、部材断面積が10mm2のとき引っ張り応力は「100N÷10mm2＝10N/mm2」です。
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引っ張り応力の計算方法は「引張荷重÷部材断面積」です。たとえば、引張荷重が100N、部材断面積が10mm2のとき引っ張り応力は「100N÷10mm2＝10N/mm2」です。今回は引っ張り応力の計算、例題、意味、単位、伸びの計算式について説明します。引っ張り応力の詳細は下記が参考になります。
引張応力とは？1分でわかる意味、公式と求め方、記号、引張応力度との違い
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引っ張り応力の計算は？例題
引っ張り応力の計算方法は「引張荷重÷部材断面積」です。下図をみてください。部材の軸方向に引張荷重が作用しており、部材断面に引っ張り力が生じます。このとき部材断面の単位断面積あたりの引張力が「引っ張り応力」です。
例題として下図に示す部材に生じる引っ張り応力を計算しましょう。部材断面は円形、直径10mmなので断面積＝5mm×5mm×π≒79mm2です。引張荷重は100Nなので「100÷79≒1.27N/mm2」です。引っ張り応力の詳細は下記も参考になります。
引張応力とは？1分でわかる意味、公式と求め方、記号、引張応力度との違い
引っ張り応力の意味は？
引っ張り応力とは、部材に引張荷重などが作用するとき、部材が伸びるような変形を起こす部材断面（内部）に生じる力です。
引っ張り応力の単位は？
引っ張り応力の単位は「N/mm2」のように単位面積当たりの力の単位を用います。その他、圧縮応力、曲げ応力、せん断応力の単位も「N/mm2」です。
引っ張り応力による伸びの計算式は？
引っ張り応力による部材の伸びの計算式を下記に示します。δは部材の伸び、Lは部材の長さ、σは引っ張り応力、Eは部材に用いた材料のヤング率です。下式の通り、引っ張り応力および部材長さが大きいほど伸びも大きく、部材のヤング率が大きいほど伸びは小さくなることが分かります。
・δ＝σＬ／Ｅ
部材の伸びの計算は下記が参考になります。
材料の伸びとは？1分でわかる意味、定義、計算、必要性、絞りとの関係
混同しやすい用語
引っ張り応力（ひっぱりおうりょく）・引張応力度（ひっぱりおうりょくど）
引っ張り応力（kN）は断面全体に作用する合力、引張応力度（N/mm2）は単位断面積当たりの値です。計算式は「応力度＝引っ張り力÷断面積」であり、両者を混同しないよう注意が必要です。
ヤング率（E）
材料の弾性変形のしにくさを示す定数で、N/mm2単位で表します。部材の伸びの計算（δ＝σL/E）では応力度と組み合わせて使いますが、強度（引張強さ）とは異なる性質です。
許容引張応力度（きょようひっぱりおうりょくど）
設計上許容できる引張応力度の上限値で、材料の引張強さに安全率を掛けて設定されます。計算した引張応力度がこの値以下であれば安全と判断されます。
引っ張り応力の計算を整理した表を示します。
| 項目 | 内容 | 備考 |
|---|---|---|
| 計算式 | 引っ張り応力＝引張荷重÷部材断面積 | σ＝P/A |
| 単位 | N/mm2 | 圧縮・曲げ・せん断も同じ単位 |
| 伸びの計算 | δ＝σL/E | E：ヤング率、L：部材長さ |
まとめ
今回は、引っ張り応力の計算について説明しました。引っ張り応力は「引っ張り荷重÷部材断面積」で算定できます。また、引っ張り応力の単位は「N/mm2」です。引っ張り応力の意味、その他の応力の公式など下記も勉強しましょう。
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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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引っ張り応力の計算は？例題に関する問題は建築士試験の構造分野で出題されます。定義と計算の両面から理解しておきましょう。
引っ張り応力の計算は？例題の定義・適用条件・計算式は建築士試験の構造分野で出題される基本事項です。
用語の定義を正確に理解したうえで、関連する規準・法令との関係を整理することが大切です。