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単位面積当たりの力とは?1分でわかる意味、圧力と面積の関係、単位面積当たりの荷重、単位面積当たりの質量とは?

この記事の要点

単位面積当たりの力とは、単位面積(1㎡、1c㎡、1m㎡など)あたりに生じる力のことです。

これを「圧力」または「平米荷重」ともいいます。

この記事では、単位面積当たりの力とは何か、圧力とどう関係するのか、単位面積当たりの荷重の計算方法を整理します。

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単位面積当たりの力とは、単位面積(1㎡、1c㎡、1m㎡など)あたりに生じる力のことです。

これを「圧力」または「平米荷重」ともいいます。

単位面積当たりの力=力÷面積で求めます。

よって、力の大きさが同じでも面積の値に応じて、単位面積当たりの力の値は変わります。


今回は、単位面積当たりの力の意味、圧力と面積の関係、単位面積当たりの荷重、単位面積当たりの質量について説明します。単位面積、圧力の詳細は下記が参考になります。

単位面積とは?1分でわかる意味、計算と求め方、力、圧力との関係

圧力と面積の関係とは?荷重の計算式(圧力=荷重÷面積)とPaの単位

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単位面積当たりの力とは?

単位面積当たりの力とは、単位面積(1㎡、1c㎡、1m㎡)あたりに生じる力のことです。後述しますが、これを「圧力」や「平米荷重」といいます。


力には


・ある点に作用する力

・ある面に作用する力


があります。「面に作用する力」を表す場合、単位面積当たりの力を用います。単位面積、圧力の詳細は下記も参考になります。

単位面積とは?1分でわかる意味、計算と求め方、力、圧力との関係

圧力と面積の関係とは?荷重の計算式(圧力=荷重÷面積)とPaの単位

単位面積当たりの力、圧力と面積の関係

単位面積当たりの力を圧力といいます。よって圧力は


・圧力=力÷面積


で求めます。上式より、面積が小さければ圧力は大きく、面積が大きければ圧力は小さくなります。圧力と面積の関係は下記をご覧ください。

圧力と面積の関係とは?荷重の計算式(圧力=荷重÷面積)とPaの単位

単位面積当たりの荷重とは?

単位面積当たりの荷重とは、「単位面積当たりの力」と同じ意味です。

建築業界では、力を荷重と言うことが多いです。

単位面積当たりの荷重を平米荷重ともいいます。

建築物を構造設計するときは、床に作用する荷重を「平米荷重(単位面積当たりの荷重)」として考えます。

平米荷重、床荷重の詳細は下記をご覧ください。

床荷重とは?読み方・単位・積載荷重と固定荷重の違いと梁への伝達方法

単位面積当たりの質量とは?

単位面積当たりの質量とは、1平米(または1m㎡、1c㎡など)あたりに生じる質量のことです。質量の単位をkg、面積の単位を㎡とすれば「kg/㎡」と表すことができます。

混同しやすい用語

圧力と荷重

圧力は単位面積当たりの力(N/㎡など)で、面積を考慮した値です。

荷重はある点や面に作用する力の総量(N、kNなど)であり、圧力に面積を掛けると荷重が求まります。

単位面積当たりの力と単位面積当たりの質量

単位面積当たりの力は面積あたりに作用する力(N/㎡、Pa)を表しますが、単位面積当たりの質量は面積あたりの質量(kg/㎡)を表します。

重力加速度を掛けることで質量から力に換算できます。

試験での問われ方|管理人の一言

試験では単位面積当たりの力(圧力・応力度)の意味とN/mm²・kPaへの換算が問われます。応力度は断面力÷断面積で求め、単位は力の単位÷面積の単位(N/mm²・N/m²=Pa)になります。

面的荷重(積載荷重・風圧力等)の単位kN/m²=kPaと、材料応力度N/mm²=MPaの違いを整理しておきましょう。1N/mm²=1000kN/m²という換算を確実に使えることが、応力度計算問題の前提になります。

単位面積当たりの力を整理した表を示します。

用語意味単位
単位面積当たりの力(圧力)力÷面積で求めるN/㎡、Pa、kN/m2
単位面積当たりの荷重(平米荷重)床荷重の設計に使用kN/m2、N/㎡
単位面積当たりの質量1㎡あたりの質量kg/㎡

まとめ

今回は、単位面積当たりの力について説明しました。

単位面積当たりの力とは「1㎡、1c㎡、1m㎡」あたりの面積に作用する力です。

これを圧力、平米荷重といいます。

面に作用する力を表す場合、単位面積当たりの力を用います。

単位面積、圧力の意味など下記も勉強しましょう。

単位面積とは?1分でわかる意味、計算と求め方、力、圧力との関係

圧力と面積の関係とは?荷重の計算式(圧力=荷重÷面積)とPaの単位

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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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