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垂直応力とは?1分でわかる意味、公式、計算、単位、垂直応力度との違い

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垂直応力とは、垂直方向(鉛直方向)に作用する応力です。垂直応力には、引張応力と圧縮応力があります。今回は垂直応力の意味、公式と計算法、単位、垂直応力と垂直応力度の違いを説明します。※引張応力、圧縮応力については下記の記事が参考になります。

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

圧縮応力とは?1分でわかる意味、求め方、記号と符号、引張応力との違い

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垂直応力とは?

垂直応力とは、垂直方向に作用する応力のことです。


※物を引っ張ると、引っ張る力と釣り合うために、物の内部に力が生じます。これが応力です。また、力の方向には、垂直方向と鉛直方向があります。垂直方向の外力に対する応力なので、「垂直応力」ですね。


応力は下記が参考になります。

応力とは?1分でわかる意味と種類、記号、計算法


下図をみてください。垂直方向の外力、垂直応力、垂直応力度の関係を示しました。

垂直応力と外力

建築では、外力と釣り合う内力を「応力」、単位面積当たりの応力を「応力度」といいます。しかし、他分野では応力(=応力度)の意味で使うことも多いです。今回は、応力の意味を「単位面積当たりの応力」として扱いますね。


※応力度の意味は、下記が参考になります。

応力度の基礎知識、応力度の種類と1分でわかる応力との違い


また、垂直応力と垂直応力度の違いは後述しました。

垂直応力の公式と計算

垂直応力は下式で計算します。

σは垂直応力、Pは垂直方向の荷重、Aが断面積です。


また、下式でも計算可能です。

σは垂直応力、Eはヤング係数、εはひずみです。※εは変形量を元の部材長さで除した値です。ヤング係数、ひずみについては下記の記事が参考になります。

ヤング係数ってなに?1分でわかるたった1つのポイント

ひずみとは?1分でわかる意味、公式、単位、計算法、測定法、応力


下図をみてください。ある部材にP=10kNが作用し、断面積Aが100m㎡です。

垂直応力の例題

垂直応力は下記です。

垂直応力の種類

垂直応力は下記の2種類あります。


引張力と圧縮力で、荷重の方向が違いますが、計算式自体は前述した通りです。但し、引張と圧縮では、部材に与える影響が全く異なります。違いをよく理解してくださいね。


下記の記事が参考になります。

引張、圧縮とは?1分でわかる意味、違い、符号、強度の関係

垂直応力の単位

垂直応力(=垂直応力度)の単位は下記です。

垂直応力と垂直応力度の違い

垂直応力と垂直応力度の違いを下記に整理しました。


建築では、垂直応力と垂直応力度を使い分けることを覚えてくださいね。

まとめ

今回は垂直応力について説明しました。意味が理解頂けたと思います。今回は、垂直応力(=垂直応力度)で説明しましたが、建築では意味が異なることを覚えてくださいね。垂直応力には引張応力と圧縮応力もあります。2つの違いを理解してください。

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

圧縮応力とは?1分でわかる意味、求め方、記号と符号、引張応力との違い

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