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引張力(ひっぱりりょく)とは?計算・単位・圧縮力の関係

この記事の要点

引張力とは部材の長さを伸ばす力です。

引張力の作用する部材は「伸び」により元の長さより長くなります。

この記事では、引張力とは何か、読み方、どう計算するのか、圧縮力とどう関係するのかを整理します。

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引張力とは部材の長さを伸ばす力です。引張力の作用する部材は「伸び」により元の長さより長くなります。逆に、部材の長さを縮める(短くする)力を「圧縮力」といいます。

引張力

今回は、引張力の意味、計算、読み、単位、圧縮力との関係、引張応力の公式について説明します。似た用語に引張応力があります。引張応力の詳細は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

引張力とは?

引張力とは部材の長さを伸ばす力です。下図をみてください。部材を伸ばす方向に力が作用しており、この力が引張力です。当然、引張力の作用で部材は元の長さより長くなります。

引張力

また、引張力は軸方向に作用する「軸方向力」の1つです。軸方向力(軸力)は記号のNで表します。

引張力

引張力の作用する部材の断面には、部材内部に生じる力(応力)である引張応力が作用します。なお、部材を縮める力を「圧縮力」といいます。

引張応力とは?意味・公式(σ=P/A)・求め方・応力度の違い

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圧縮力とは?

圧縮力とは、部材を縮める方向に作用する力です。引張力と同様、部材の軸方向に作用する「軸方向力の1つ」です。

圧縮力

圧縮力とは?意味・単位・座屈破壊・筋交い

引張力と圧縮力の関係

引張力と圧縮力は対の関係にある力です。下図をみてください。引張力は部材が伸ばす力で、圧縮力は部材を縮める力です。つまり、引張力と圧縮力は「作用方向のみ異なる力」といえます。


引張力と圧縮力の関係


引張力と圧縮力の関係は下記も参考になります。

引張応力と圧縮応力の違いとは?符号・計算式と材料別の強度比較(コンクリート・鉄)

せん断力とは?

せん断力とは、部材に作用するずれ合う1組の力です。

せん断力

上図のように力が作用すると部材は、ずれるように変形します。

せん断力による部材の変形

引張応力の公式と計算は?

引張応力の公式は下記の通りです。


・引張応力=引張力÷断面積


たとえば、ある部材に10kNの引張力が作用しており断面積は10cm2のとき、部材に生じる引張応力は「引張応力=10kN/10cm2=1kN/cm2」です。

引張力

引張力の読み方は?

引張力の読み方は「ひっぱりりょく」です。関係用語の読み方を下記に示します。


・引張応力 ⇒ ひっぱりおうりょく

・引張応力度 ⇒ ひっぱりおうりょくど

・圧縮応力 ⇒ あっしゅくおうりょく

・圧縮応力度 ⇒ あっしゅくおうりょくど

引張力の単位は?

引張力の単位はkNまたはNです。力の単位は下記が参考になります。

ニュートン(N)とは?1kg・100gは何N?力の単位の大きさと換算

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。

引張力を整理した表を示します。

項目内容備考
引張力部材を伸ばす方向に作用する力軸方向力の一種(記号:N)
圧縮力部材を縮める方向に作用する力引張力と対の関係
引張応力の公式引張応力=引張力÷断面積単位:kN/cm2 など

まとめ

今回は、引張力について説明しました。

引張力とは部材を伸ばす力です。

引張力が作用する部材には伸びが生じ、元の長さより長くなります。

また、引張力が作用する部材の断面には引張応力が生じます。

引張応力、引張応力と圧縮応力の関係は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

引張応力と圧縮応力の違いとは?符号・計算式と材料別の強度比較(コンクリート・鉄)

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ハナダユキヒロ

この記事を書いた人

ハナダユキヒロミツメラボ

設計事務所に7年勤務。2010年より「建築学生が学ぶ構造力学」を運営(16年以上)。著書「わかる構造力学」「わかる構造力学(改訂版)」(工学社)。

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