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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。
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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。
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 | |
砂 | 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 | 礫 | 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 | |||
砂 | 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)。
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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