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線膨張係数とは?1分でわかる意味、計算、単位、鉄とコンクリートの値

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線膨張係数とは、1℃の温度変化を受けて生じた変形ΔLを元の長さLで割った値です。温度変化による材料長さの変化の割合です。線膨張係数の値が大きいほど、温度で長さが変わりやすい材料です。今回は、線膨張係数の意味、計算、単位、鉄とコンクリートの線膨張係数について説明します。温度変化により材料内部に応力が生じます。温度応力は、線膨張係数との関係から導けます。詳細は、下記が参考になります。

温度応力とは?1分でわかる意味、計算、例題、線膨張係数との関係

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線膨張係数とは?

線膨張係数とは、1℃の温度変化を受けて生じたΔLを元の長さで割った値です。


α=ΔL/L


で計算します。上式より、線膨張係数が大きいほど、温度変化により変形しやすい材料です。材料ごとに線膨張係数は異なります。後述しますが、鉄筋とコンクリートの線膨張係数は概ね同じ値です。


材料に温度変化が起きると変形が生じます。材料が変形するとき応力が生じます。これを温度応力といいます。温度応力は下記が参考になります。

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線膨張係数の読み方

線膨張係数は、「せんぼうちょうけいすう」と読みます。温度応力は「おんどおうりょく」と読みます。温度応力の意味、求め方は下記が参考になります。

温度応力とは?1分でわかる意味、計算、例題、線膨張係数との関係

線膨張係数の計算

線膨張係数の計算式を、下記に示します。


α=ΔL/L


ΔLは1℃の温度変化により生じた変形量、Lは材料の元の長さです。「1℃当たりの、温度変化による長さの割合」と考えてもいいですね。


関係用語に、温度応力があります。温度変化により、材料内部に生じる応力です。温度応力の意味、計算方法は下記が参考になります。

温度応力とは?1分でわかる意味、計算、例題、線膨張係数との関係

線膨張係数の単位

線膨張係数の単位は、


1/℃


です。線膨張係数αの計算式を思い出してください。下記に示します。


α=ΔL/L


ΔL、L共に長さの単位です。よって単位も打ち消しあいますが、「1℃当たり(単位温度当たり)」の長さの割合なので、上記の単位となります。温度応力の意味は、下記が参考になります。

温度応力とは?1分でわかる意味、計算、例題、線膨張係数との関係

鉄とコンクリートの線膨張係数

鉄とコンクリートの線膨張係数は、


1.0×10-5


です。2つの材料は同じ線膨張係数です。コンクリートは圧縮に強く、引張に弱い材料です一方鉄筋は引張に強く、圧縮に弱いです。さらに、前述した線膨張係数がほぼ一致します。よって鉄筋コンクリートは、温度変化による温度応力が生じません。


温度応力の意味、計算方法は、下記が参考になります。

温度応力とは?1分でわかる意味、計算、例題、線膨張係数との関係

まとめ

今回は線膨張係数について説明しました。意味が理解頂けたと思います。線膨張係数は、1℃の温度変化により生じた変形量ΔLを、材料の元の長さLで割った値です。下記の記事も併せて勉強します。

温度応力とは?1分でわかる意味、計算、例題、線膨張係数との関係

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