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単位体積重量とは?1分でわかる意味、一覧、土と水の値、記号、求め方

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単位体積重量は、単位体積当たりの重量のことです。単位はkN/m3などで表します。なお、重量とは「質量に重力加速度を掛けたもの」です。今回は単位体積重量の意味、一覧、土と水の値、単位体積重量の記号、求め方について説明します。なお、コンクリートの単位体積重量については下記が参考になります。

コンクリートの比重は?鉄筋コンクリートとの違い、骨材、鉄筋の影響

質量と重量の違いは?1分でわかる意味、違い、換算、体重計、重力

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単位体積重量とは?

単位体積重量とは、単位体積当たりの重量です。「単位体積」とは1立米当たりと言う意味、重量は「質量×重力加速度」です。※立米、質量と重量の違いは下記が参考になります。

m3とは?1分でわかる意味、読み方、求め方、単位換算、トンとの関係


建築では、物の重量を計算することが多いです。特に、構造設計では荷重を、


重量=単位体積重量×体積


で計算することも多いです。新しい材料を使う時は、既存材料の単位体積重量と比較して「軽い、重い」などを判断します。


特に、鋼、コンクリート、土、水などの単位体積重量は、荷重の計算によく使います。

単位体積重量の一覧

各材料の単位体積重量の一覧を示します。単位はkN/m3です。



注目して頂きたいのが、「水の単位体積重量」です。水を「重い」と感じる方は少ないと思います。しかし、構造計算していると「水は重い」と感じます。


例えば1立米(長さ、幅、高さが全て1m)の水槽に、満タンになるよう水をいれます。すると、水の重さは

です。とても重いですよね。


また、土は種類によって単位体積重量が変わるので後述します(細かく分類しました)。

単位体積重量の記号

単位体積重量の記号は「γ(ガンマ)」です。r(アール)と間違えないよう注意してください。

単位体積重量の求め方

単位体積重量は、物の重量と体積が分かれば良いです。単位体積重量の単位を思い出せば分かりますね。一応書くと、単位体積重量を求める公式は下記です。


単位体積重量=重量÷体積=W/V


例えば、8m3の物体の重量が10.0kNでした。単位体積重量を求めてください。


γ=10/8=1.25kN/m3

です。

土の単位体積重量

土の単位体積重量を下記に整理しました。単位はkN/m3です。


種類 備考 kN/m3
粘土、ローム 乾燥 13
通常状態 16
飽水 18

種類 状態 単位体積重量 (kN/m3
盛土 礫および 礫まじり砂 締固めたもの 20
締固めたもの 粒径幅の広いもの 20
分級されたもの 19
砂質土 締固めたもの 19
粘性土 締固めたもの 18
関東ローム 締固めたもの 14
自然地盤 密実なもの または粒径幅の広いもの 20
密実でないもの または分級されたもの 18
礫まじり砂 密実なもの 21
密実でないもの 19
密実なもの または粒径幅の広いもの 20
密実でないもの または分級されたもの 18
砂質土 密実なもの 19
密実でないもの 17
粘性土 固いもの (指で強く押し多少へこむ) 18
やや軟らかいもの (指の中程度の力で貫入) 17
軟らかいもの (指が容易に貫入) 16
粘土およびシルト 固いもの (指で強く押し多少へこむ) 17
やや軟らかいもの (指の中程度の力で貫入) 16
軟らかいもの (指が容易に貫入) 14
関東ローム 14

土は、土粒子と水、空気、有機物など色々な物が含まれます。そのバランスに応じて、単位体積重量も変化します。よって、「土の単位体積重量」は一概に言えず、土地ごとに地盤調査を行い判断します。地盤調査の方法として、標準貫入試験があります。※下記が参考になります。

標準貫入試験とは?1分でわかる意味、打撃回数とn値の関係、試料の種類


※建築の基礎(フーチング)は、地中に埋まっています。実務では、コンクリートと土の単位体積重量を平均して、20kN/m3を使い重量を計算します(16+24の平均値)。

まとめ

今回は単位体積重量について説明しました。意味が理解頂けたと思います。全ての材料の単位体積重量を覚えるのは難しいです。まずは基本的な、鋼、コンクリート、水などを暗記してくださいね。その上で、土や木、アルミなどの材料も理解しましょう。

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