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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

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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。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。

垂直応力の単位は?1分でわかる単位と意味、記号と読み方、例題

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。

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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。

まとめ

今回は、垂直応力度について説明しました。垂直応力度とは、部材の切断面に対して垂直方向に生じる応力度です。垂直と鉛直は違います。垂直応力度が必ずしも軸方向に作用するとは限りません。切断面次第で、斜め方向に作用することもあるのです。垂直応力の意味など下記も参考にしてくださいね。

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