建築構造の「抵抗」とは｜応力・抵抗力の意味と構造設計への応用を解説

この記事の要点

構造設計の根本は「作用する力（外力）に対して、部材が十分に抵抗できるか」の確認だ。

「抵抗」という言葉は日常的に使うが、構造力学では応力という形で定量化される概念として正確に理解しておく必要がある。

この記事では建築構造における「抵抗」の意味・応力との関係・許容応力度を使った設計への応用を解説する。

物体に外力が作用すると、物体内部には「応力（おうりょく）」が生じます。

この記事では、抵抗とは何か、建築構造での使い方、抵抗力とはどういう意味かを整理します。

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抵抗とは、「負けないよう努めること」です。

当サイトでは、「抵抗」という用語を良く使います。

物体に外力が作用すると、物体内部には「応力（おうりょく）」が生じます。

応力とは、外力に対して、「負けないよう努めている力」です。

今回は、抵抗の意味、使い方、向き、抵抗力について説明します。

※外力の意味、応力の意味は、下記の記事が参考になります。

抵抗とは？

抵抗とは、外からの力に対して

負けないよう努めること

です。建築工学の「抵抗」は、主に物理的な「外からの力」を意味します。物体に外力を加えます。このとき、物体内部では、外力に負けないよう抵抗する力が生じています。これを応力といいます。※応力の詳細は、下記の記事が参考になります。

外力に対して、物体内部の抵抗する力が負けてしまうと、物体は壊れます。物体が抵抗する力には上限（限界）があるからです。

外力に対して、反力も「抵抗している」といえます。身近な例をだします。私たちが地面を歩くとき、足と地面に「引っ掛り」を感じますよね。その引っ掛かりがあるおかげで上手に歩けます。スキー場やスケート場では、床が滑らかで歩きにくいです。

これは摩擦力による抵抗の影響です。普通の地面は、摩擦による抵抗力が強いですが、スケート場では摩擦力が減少しています。外力に対して、摩擦力は抵抗することを覚えてください。※摩擦係数は、下記の記事が参考になります。

抵抗は下記のように使います。

・外力に対して、応力が抵抗する

・梁が、荷重に対して抵抗する

いずれの場合も、「負けないよう努める」と意味を置き換えれば通じますね。

外力に対して抵抗する力を、応力や内力といいます。抵抗する力なので、「抵抗力」ともいえます。

物体に外力が作用して物体が動かないとき、物体には外力と反対向きの力が生じています。この力を反力といいます。反力が無ければ、物体は外力に抵抗できず、動いてしまいます。反力も「抵抗力」の１つといえます。

反力の意味は、下記が参考になります。

混同しやすい用語

抵抗（応力）と反力

応力は物体内部に生じる抵抗する力（内力）ですが、反力は支点が外部から物体に与える力（外力）です。

どちらも外力に対抗する力ですが、応力は部材内部、反力は支点との境界で生じる力として区別されます。

抵抗力と外力

外力は物体の外部から加えられる荷重・力のことで、抵抗力は外力に対して物体が内部で発揮する力です。

外力が抵抗力の上限（許容応力度）を超えると部材が破壊します。

抵抗を整理した表を示します。