建築学生が学ぶ構造力学

建築学生が学ぶ構造力学
  1. HOME > 構造計算の基礎 > 荷重の単位とは?1分でわかる意味、種類、換算、ニュートン、nとの関係

単位荷重とは?N・kN・kN/m²の換算と構造設計での使い方

この記事の要点

単位荷重とは、1m²あたりや1mあたりに作用する荷重の大きさです。たとえば床の積載荷重を「1,800N/m²(=1.8kN/m²)」と表すのが単位荷重の使い方です。

荷重の単位はSI単位系でN(ニュートン)・kN・kN/m²が主流です。1kN=1,000N、1kN/m²=1,000N/m²です。構造計算書では「N(ニュートン)をkNに換算する」場面が頻繁にあります。

荷重の種類は集中荷重や分布荷重など様々なので、単位も色々あります。

この記事では、荷重の単位とは何か、どのような種類があるのか、ニュートンとどう換算するのかを整理します。

【管理人おすすめ!】セットで3割もお得!約1,100語の用語集+476点の図解集セット⇒ 建築構造がわかる基礎用語集&図解集セット


荷重の単位は、荷重の大きさを表すものです。荷重の種類は集中荷重や分布荷重など様々なので、単位も色々あります。今回は、荷重の単位と種類、換算法、ニュートンやnの関係について説明します。※荷重については下記が参考になります。

荷重(かじゅう)とは?意味・読み方・種類(静荷重・動荷重)を解説

荷重と重量の違いは?1分でわかる違い、質量、重力加速度の関係

100円から読める!ネット不要!印刷しても読みやすいPDF記事はこちら⇒ いつでもどこでも読める!広告無し!建築学生が学ぶ構造力学のPDF版の学習記事

荷重の単位とは?

荷重の単位とは、荷重の大きさを表すものです。現在はSI単位系が主流です。


SI単位系で1Nは、質量(kg)と重力加速度(m / s2)を乗じた単位です。また工学単位系は、質量(kg)に重力(f)を乗じた単位です。


また工学単位系は、質量に「重やf」を乗じた単位なので、数値として質量と同じです。

※SI単位系と工学単位系は下記が参考になります。

SI単位系とは|7つの基本単位と建築で使う組立単位・変換方法を解説

工学単位系とは?意味・質量・力・圧力・SI単位の違い


下記の荷重(A,B)を読んでください。数字自体は同じでも、単位が違いので、その大きさは全く違います。設計の実務では、AとBを比較するとき、「単位をそろえる」ことが重要です。


AをkNの単位に換算すると、「1.0kN」です。よって、Bより1/100も小さいことがわかります。


元の単位を、別の単位に変えることを「換算」といいます。現在、荷重の単位はSI単位系が主流です。しかし工学単位系や、質量に変えることも多いです。換算の方法は、必ず覚えましょう(後述しました)。


※SI単位系については下記が参考になります。

SI単位系とは|7つの基本単位と建築で使う組立単位・変換方法を解説

荷重の単位の種類

代表的な荷重の単位を下記に示します。


上記の単位は相互に換算できるよう勉強してくださいね。下記も参考になります。

kN(キロニュートン)をkgに換算する方法|1kN≒102kg・kgfとの関係も解説

ニュートンは何kgf?1分でわかる変換、単位の意味、計算式

1ニュートン(1n)は何キログラム?

1ニュートンは、

です。


詳しく説明します。


1Nは1 Kg×m / s2でした。重力加速度は9.81m/s2なので、質量Aと9.81をかけた値が1.0Nになる必要があります。

です。Aは質量なので、これを重量に換算すれば

です。

ニュートンは何kgf?1分でわかる変換、単位の意味、計算式

荷重の単位と換算法

荷重の単位は大切です。換算法を理解し、簡単な換算は暗記しましょう。なお、換算前の値は、全て単位当たり(1.0)とします。

Knからkgへの換算

1Kn ⇒ 102kg


Knからkgへ急に換算できません。下記の流れで換算してください。


1kN=1000N

1N=0.102kg

1000N=102 kg

1kN=102 kg

kN(キロニュートン)をkgに換算する方法|1kN≒102kg・kgfとの関係も解説

Nからkgへの換算

1N ⇒ 0.102kg


前述したNとkgの関係をご確認ください。

Nからgへの換算

1N ⇒ 102g


1N=0.102kg

1kg=1000 g

1N=102 kg

Nからpaへの換算

Nとpaでは単位の意味が違います。Paは平米当たりの荷重の値です。Nは面積を乗じた後の値です。


1Pa=1N/㎡


です。例えば、面積が1.0の場合、Nの値は下記です。


1Pa(N/㎡)×1.0㎡=1.0N

Nからkgfへの換算

Nからkgfへの換算は、前述しました。結果は、下記です。


1 N ⇒ 0.102kgf

ニュートンは何kgf?1分でわかる変換、単位の意味、計算式

Nからtfへの換算

1 N ⇒ 0.000102tf


です。

1N=0.102kg

1kg=0.001 t

1N=0.000102 tf

tf(トンフォース)とは?単位の意味・読み方・kN換算表

混同しやすい用語

N(ニュートン)・kN

SI単位系における力(荷重)の単位。

1N=1kg×m/s2で、建築では通常kN(キロニュートン)を使用する。

1kN=約102kgfに相当する。

kgf(キログラム重)

工学単位系における力の単位。

質量1kgに重力加速度(約9.81m/s2)が作用する力で、1kgf≒9.81N。

SI単位系への移行前によく使われた。

N/m2(Pa)・kN/m2

単位面積あたりの荷重(分布荷重・圧力)の単位。

集中荷重(N・kN)とは異なり、面積に荷重を分散させた概念。

単位換算値用途
1 kgf≒ 9.8 N旧単位(重量)
1 tf(トン重)≒ 9.8 kN旧単位(大きな重量)
1 N/m2(Pa)= 0.001 kPa面積荷重・圧力
1 kN/m2(kPa)= 1,000 N/m2床の積載荷重・風圧
1 kN/m?線荷重(梁への分布荷重など)

まとめ

今回は荷重の単位について説明しました。意味が理解頂けたと思います。なお、構造計算では9.81という細かい値は使いません。10.0を慣例として使います。今回単位を勉強した後は、荷重の種類について目を通しておきましょう。

荷重(かじゅう)とは?意味・読み方・種類(静荷重・動荷重)を解説

荷重と重量の違いは?1分でわかる違い、質量、重力加速度の関係

荷重の計算方法は?3分でわかる計算、式、ニュートンの関係

【管理人おすすめ!】セットで3割もお得!約1,100語の用語集+476点の図解集セット⇒ 建築構造がわかる基礎用語集&図解集セット

理解度チェック

Q.

単位荷重とは何で、単位はどう表しますか?

答えを見る

単位荷重は、1㎡あたりや1mあたりに作用する荷重の大きさです。例えば床の積載荷重を1,800N/㎡(=1.8kN/㎡)と表すのが単位荷重の使い方です。荷重の単位はSI単位系でN(ニュートン)・kN・kN/㎡が主流で、1kN=1,000N、1kN/㎡=1,000N/㎡です。

Q.

SI単位系の1Nと工学単位系の違いは?

答えを見る

SI単位系では1Nは質量(kg)と重力加速度(m/s2)を乗じた単位です。一方、工学単位系は質量(kg)に重力(f)を乗じた単位で、数値としては質量と同じになります。単位が違うと数字が同じでも大きさは全く違うため、実務では単位をそろえることが重要です。

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)。

▼用語の意味知らなくて大丈夫?▼

建築学生が学ぶ「構造力学」の用語集

▼同じカテゴリの記事一覧▼

▼カテゴリ一覧▼

▼他の勉強がしたい方はこちら▼

建築構造がわかる基礎図解集

二級建築士の構造を独学で攻略

・過去問の使い方と勉強法をわかりやすく解説

・まずはこの記事から ⇒  二級建築士の構造の勉強法

わかる1級建築士の計算問題解説書

計算の流れ、解き方がわかる!1級建築士【構造】計算問題解説集

わかる2級建築士の計算問題解説書!

【30%OFF】一級建築士対策も◎!構造がわかるお得な用語集

建築学生が学ぶ「構造力学」の用語集
pdf版の学習記事

プロフィール

建築の本、紹介します。▼

すぐにわかる構造力学の本

同じカテゴリの記事一覧

Topへ >>

  1. HOME > 構造計算の基礎 > 荷重の単位とは?1分でわかる意味、種類、換算、ニュートン、nとの関係
  2. 1級の過去問(計算)解説
  3. わかる建築構造の用語集・図解集
  4. 1頁10円!PDF版の学習記事