建築学生が学ぶ構造力学

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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)

この記事の要点

「垂直応力」と「垂直応力度」は建築では同じ意味で使われることが多いが、厳密には違う。単位はN/m²(Pa)とN/mm²(MPa)の両方が登場し、変換を間違えると計算が一桁ずれる。

正しい単位の使い方と、計算例を確認する。

一般的に用いる単位(N/m㎡)を覚えておき、場合によってはその他の「力の単位/断面積の単位」となる単位を用いても良いでしょう。

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垂直応力(※建築の構造力学では垂直応力度という)の単位は「N/m㎡」が一般的です。

一般的に用いる単位(N/m㎡)を覚えておき、場合によってはその他の「力の単位/断面積の単位」となる単位を用いても良いでしょう。

ただし、垂直応力の値が小さく、あるいは大きくなり過ぎないよう配慮が必要です。

例えば、垂直応力の単位に「N/㎡」を使うと「値が大きくなり過ぎる」恐れがあるので注意しましょう。


今回は、垂直応力の単位と意味、記号の読み方、例題について説明します。なお、建築の構造力学では「単位面積当たりの応力」を「応力度」といいます。よって「垂直応力度」と「垂直応力」では意味が違います。下記も勉強しましょう。

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垂直応力の単位と意味は?

垂直応力(※建築の構造力学では垂直応力度という)の単位は「N/m㎡」が一般的です。場合によってはその他の「力の単位/面積の単位」となる単位を用いても良いでしょう。例えば、


・kN/㎡

・N/c㎡

・N/㎡


などがあります。ただし、垂直応力の値が「小さく、大きくなり過ぎないよう」注意が必要です。例えば、建築物に生じる垂直応力の単位に「N/㎡」を用いると、値が「大きくなり過ぎ」ます。


また、建築の構造力学では「単位面積当たりの応力」を「応力度」といいます。よって前述した垂直応力も「垂直応力度」といいます。


垂直応力とは、垂直方向に生じる応力(※応力度)です。垂直応力、垂直応力度の詳細は下記が参考になります。

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垂直応力の記号と読み方

垂直応力の記号は「σ(しぐま)」です。σの詳細は下記が参考になります。

σ(シグマ)とは?応力度での読み方・意味・建築での使い方と公式

垂直応力を求める例題

下図の部材に圧縮力10kNが作用しています。A-A'断面に垂直な断面に生じる(部材軸方向に生じる)応力を求めてください。なお、垂直応力の単位は「N/m㎡」とします。


垂直応力を求める例題


A-A'に対して垂直な方向は「軸方向」ですね。軸方向に生じる応力度は、力÷面積で算定できます。よって、


σ=P÷A=10×10^3÷(10×10^2)=10N/m㎡


ですね。

軸方向力とは?1分でわかる意味、読み方、軸力との違い、求め方、圧縮軸力と引張軸力

混同しやすい用語

垂直応力(内力としての応力)

部材に垂直方向の荷重が作用したとき、部材内部に生じる力そのもの。

建築の構造力学では「応力」と「応力度」を区別して扱う。

垂直応力度(単位面積あたりの応力)

垂直応力を断面積で除した値(σ=P/A)。

単位はN/mm2が一般的で、建築の構造力学で一般に「垂直応力」と呼ぶのはこちらを指すことが多い。

垂直応力の単位を整理した表を示します。

単位内容備考
N/mm2(N/m㎡)最も一般的な垂直応力度の単位建築構造力学で標準
kN/m2地盤・土圧などに使用される単位値が大きくなる場合に使用
N/m2(Pa)SI基本単位の応力単位建築では値が大きくなりすぎる

まとめ

今回は、垂直応力(※建築の構造では垂直応力度という)の単位について説明しました。垂直応力の単位は「N/m㎡」が一般的です。なお、建築の構造力学では「応力」と「応力度」の意味は違います。下記も併せて勉強しましょうね。

垂直応力とは?意味・公式(σ)・計算・応力度との違い

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

応力度とは?種類・計算方法・応力との違い

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理解度チェック

Q.

垂直応力(度)の単位は?

答えを見る

「N/mm2」が一般的です。kN/m2やN/cm2など「力の単位÷面積の単位」でもよいですが、N/m2(Pa)は値が大きくなりすぎるため建築では使いにくいです。

Q.

「垂直応力」と「垂直応力度」は同じですか?

答えを見る

建築の構造力学では区別し、単位面積当たりの応力を「応力度」といいます。よって厳密には別ですが、構造力学で一般に「垂直応力」と呼ぶときは垂直応力度を指すことが多いです。

Q.

圧縮力10kN・断面積1000mm²の垂直応力は?

答えを見る

σ=P÷A=10×103÷(10×102)=10N/mm2です。記号はσ(しぐま)を使います。

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)。

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