縁応力度とは？記号、正負の意味、計算方法、読み方は？
この記事の要点
縁応力度（ふちおうりょくど）とは、断面の最外縁（中立軸から最も遠い位置）に生じる応力度です。
縁応力度（ふちおうりょくど）とは、断面の最外縁（中立軸から最も遠い位置）に生じる応力度です。下図は部材に曲げモーメントにより断面に生じる応力度です。下図のように断面の縁部では応力度が最大となります。
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縁応力度（ふちおうりょくど）とは、断面の最外縁（中立軸から最も遠い位置）に生じる応力度です。下図は部材に曲げモーメントにより断面に生じる応力度です。下図のように断面の縁部では応力度が最大となります。
部材に曲げモーメントが作用すると、部材は中立軸（伸びも縮みもしない軸）を境に「伸び縮み」します。
断面が伸びる範囲には引張応力度、断面が縮む範囲には圧縮応力度が作用しています。
よって、曲げによる縁応力度には圧縮縁応力度、引張縁応力度の２つが作用します。
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縁応力度の計算方法
縁応力度の計算式を下記に示します。σtは引張縁応力度、σcは圧縮縁応力度、Mは曲げモーメント、Iは断面二次モーメント、y1、y2は中立軸から縁部までの距離です。
なお、建築の構造力学の分野では引張を正、圧縮を負の値と定義しますので、上式の通り、圧縮縁応力度にはマイナスの符号がつきます。
縁応力度の読み方は？
縁応力度は「ふちおうりょくど」と読みます。関係用語の読み方を下記に示します。
- ・圧縮縁応力度 ⇒ あっしゅくふちおうりょくど
- ・引張縁応力度 ⇒ ひっぱりふちおうりょくど
混同しやすい用語
縁応力度（ふちおうりょくど）
断面の最外縁（中立軸から最も遠い位置）に生じる応力度のことです。
曲げを受ける部材では縁部の応力度が最大となるため、引張縁・圧縮縁の両方を確認する必要があります。
中立軸（ちゅうりつじく）
曲げ応力度がゼロとなる断面内の位置のことです。
中立軸より引張側が引張縁、圧縮側が圧縮縁となり、縁応力度は中立軸からの距離（縁距離）が大きいほど大きくなります。
断面係数（Z）
断面の曲げに対する抵抗力を表す量で、断面二次モーメントを縁距離で割った値です。
縁応力度はモーメントを断面係数で割って求めます（σ＝M/Z）。
断面二次モーメントと混同しやすい用語です。
縁応力度を整理した表を示します。
| 項目 | 内容 | 備考 |
|---|---|---|
| 縁応力度の定義 | 断面最外縁（中立軸から最遠位置）の応力度 | σ＝M/Z で計算 |
| 引張縁応力度 | 断面が伸びる縁部に生じる応力度（正値） | ひっぱりふちおうりょくど |
| 圧縮縁応力度 | 断面が縮む縁部に生じる応力度（負値） | あっしゅくふちおうりょくど |
まとめ
今回は縁応力度について説明しました。縁応力度（ふちおうりょくど）とは、断面の最外縁（中立軸から最も遠い位置）に生じる応力度です。下図のように断面の縁部では応力度が最大となります。
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理解度チェック
縁応力度とは何で、どう読みますか？
答えを見る
縁応力度（ふちおうりょくど）は断面の最外縁（中立軸から最も遠い位置）に生じる応力度です。曲げモーメントが作用すると部材は中立軸を境に伸び縮みし、断面の縁部で応力度が最大になります。伸びる範囲に引張縁応力度、縮む範囲に圧縮縁応力度が作用します。
縁応力度の計算式と符号は？
答えを見る
縁応力度はσ＝M/Z（M曲げモーメント、Z断面係数＝断面二次モーメント÷縁距離）で求めます。詳しくはσt＝My1/I（引張）、σc＝−My2/I（圧縮）で、y1・y2は中立軸から縁部までの距離です。建築の構造力学では引張を正・圧縮を負とするので、圧縮縁応力度にマイナス符号がつきます。
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プロフィール
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- 名前 ハナダユキヒロ/ミツメラボ代表.
- 2010年 弊サイトを開設
- 2010～2017年 国立大学大学院修了
- 2017年12月に当HPが書籍化。
- 「わかる構造力学」
- 2022年4月に「わかる構造力学」の改訂版出版。
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