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垂直応力度とは？1分でわかる意味、求め方、単位、記号の読み方、問題の解き方

この記事の要点

垂直応力度とは、部材の切断面（断面）に対して垂直方向の応力度です。

部材の軸方向と直交方向の断面に垂直な応力度は「軸応力度」ともいいます。

この記事では、垂直応力度とは何か、垂直応力度はどう求めるのか、軸応力度とどう関係するのかを整理します。

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垂直応力度とは、部材の切断面（断面）に対して垂直方向の応力度です。

タップできる目次

垂直応力度とは？求め方

部材の軸方向と直交方向の断面に垂直な応力度は「軸応力度」ともいいます。

垂直応力度は断面に垂直な応力度なので「斜め方向」に生じることもあります。

切断面次第で、垂直応力度の方向や値は変わります。

今回は、垂直応力度の意味と求め方、単位、記号の読み方、問題の解き方について説明します。任意の断面における垂直応力（斜め方向に生じる垂直応力）の考え方など、下記も参考になります。

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垂直応力度とは？求め方

垂直応力度とは、部材の切断面（断面）に対して垂直方向の応力度です。下図に垂直応力度の例を示します。

垂直応力度とは？求め方

垂直応力度の例

上図のように、部材の軸方向と直交方向の切断面に「垂直な応力度（垂直応力度）」は「軸応力度（軸方向応力度）」ともいいます。

軸応力度の求め方は「軸方向に作用する荷重÷断面積」です。軸応力の詳細は下記をご覧ください。

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また、部材を斜めに切断します。斜め方向の切断面に対する垂直応力度は「斜め方向」に生じます。※またせん断応力度も生じます。下図ではせん断応力度の矢印を省略した。

垂直応力度と任意の断面

垂直は鉛直とは異なります。切断面次第で垂直応力度の方向は変わることを覚えてくださいね。垂直応力、任意断面の垂直応力の詳細は下記が参考になります。

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垂直応力度の単位

垂直応力度の単位は「N/m㎡」を使うことが多いです。その他、状況に応じてkN/㎡、N/㎡、kN/m㎡などを用いてもよいでしょう。ただし、いずれの単位も「単位面積当たりの力」です。

垂直応力（度）の単位は？意味・記号と読み方・例題（N/mm²の使い方）

垂直応力度の記号と読み方

垂直応力度の記号は「σv」又は「σ」を使うことが多いです。σvの「ｖ」は、垂直を意味する英単語のverticalの頭文字をとっています。σは「しぐま」と読みます。応力度の記号は下記も参考になります。

応力の記号一覧と読み方｜σ・τ・νなどギリシャ文字の種類を解説

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垂直応力度を求める問題（例題）

下図に示す部材の切断面A-A'における垂直応力度を求めましょう。部材の直径は10cm、引張力は30kNとします。ただし、垂直応力度の単位は「N/m㎡」とします。

垂直応力度を求める問題

部材の直径10cmなので、円の面積＝5*5*3.14=78.5c㎡＝7850m㎡、引張力＝30kN=30*1000=30000Nです。あとは割り算するだけなので、

垂直応力度＝30000÷7850＝3.8N/m㎡

となります。

混同しやすい用語

垂直応力度（σ）

部材の切断面に対して垂直方向に生じる応力度（σ＝P/A）。

切断面が斜めならば、垂直応力度も斜め方向に生じる。

軸応力度

部材の軸方向と直交する切断面に垂直な応力度。

垂直応力度の中でも軸方向に作用する場合の特称で、「軸方向応力度」ともいう。

せん断応力度（τ）

部材の切断面に対して平行方向に生じる応力度。

垂直応力度（σ）と対となる概念で、斜め断面では両方が同時に生じる。

垂直応力度を整理した表を示します。

項目	内容	備考
垂直応力度の求め方	σ＝P／A（軸力÷断面積）	単位はN/mm2
軸応力度	部材軸と直交する断面に垂直な応力度	軸方向応力度ともいう
せん断応力度（τ）	切断面に平行方向に生じる応力度	垂直応力度と対となる概念