縮みとは？圧縮力による変形量の計算と伸びとの違い

この記事の要点

縮みとは、部材に圧縮力Pが作用したときに生じる軸方向の変形量のことだ。

計算式はδ = PL/(AE)で、これは引張力による伸びと同じ形の式だ。

力の方向（圧縮か引張か）によって「縮み」か「伸び」かに分かれる。

コンクリートのクリープや、鉄骨圧縮材の軸変形を検討するとき、この基本式が出発点になる。

断面積Aが大きいほど、ヤング率Eが大きいほど変形は小さくなる感覚を持っておくと、断面設計の方向性がつかみやすい。

引張力が作用する部材の変形を、伸びといいます。

この記事では、縮みとは何か、どう計算するのか、伸び・圧縮力とどう関係するのかを整理します。

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縮み（ちぢみ）とは、圧縮力が作用する部材の変形です。引張力が作用する部材の変形を、伸びといいます。今回は縮みの意味、計算方法、伸び、圧縮力との関係について説明します。圧縮力、伸びの計算方法は、下記が参考になります。

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縮みとは？

縮みとは、圧縮力が作用する部材の変形です。下図をみてください。これが縮みです。

圧縮力の意味は、下記が参考になります。

引張力と圧縮力の違いとは？符号・強度・記号（σt・σc）を解説

縮みとは、物が元の状態から短くなるような変形です。逆に、引張力が作用する部材の変形を、伸びといいます。よく伸びる材料は、地震力を効果的に吸収できます。引張力、伸びの意味は下記が参考になります。

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縮みの計算方法

縮みの計算方法を下記に示します。

δ＝ＰＬ／ＥＡ

δは縮み量、Ｐは圧縮力、Ｌは部材の長さ、Ｅはヤング係数、Ａは部材の断面積です。上式は伸びの計算でも同様です。Pを圧縮力ではなく引張力に置き換えます。ヤング係数、断面積の意味は、下記が参考になります。

ヤング係数（弾性係数）とは？求め方と公式、単位、材料ごとの値【図解】

断面積とは？求め方・公式・長方形と円の計算例・単位を解説

また、縮み量を元の部材の長さで割った値を、圧縮ひずみ（単にひずみ）といいます。下式に示します。

ε＝δ／L

ひずみの意味、ひずみの単位は下記が参考になります。

ひずみ・ひずみ度とは？意味・公式（ΔL/L）・単位・応力との関係を解説

ひずみの単位とは？無次元・ε・パーセント表記・ひずみ度の関係

縮みと伸びの関係

縮みと伸びの違いを下記に示します。

縮み　⇒　圧縮力が作用する部材の変形。

元の部材の長さより、短くなる。

伸び　⇒　引張力が作用する部材の変形。

元の部材の長さより、長くなる。

伸びの詳細は、下記が参考になります。

材料の伸びとは？計算式・絞りとの違いと建築鋼材の延性確保基準

縮みと圧縮力の関係

前述した縮みの計算式の通り、縮み量は圧縮力の大きさに比例します。圧縮力が大きいほど、縮み量も大きくなります。

混同しやすい用語

縮みと伸び

縮みは圧縮力が作用する部材に生じる変形（部材が短くなる）で、伸びは引張力が作用する部材に生じる変形（部材が長くなる）です。

どちらも同じ計算式（δ＝PL/EA）を使いますが、力の向きが反対です。

縮みとひずみ

縮みは変形量そのもの（δ、mm単位など）を指しますが、ひずみは縮み量を元の長さで割った無次元の値（ε＝δ/L）です。

ひずみは元の長さの影響を除いた、材料固有の変形の割合を表します。

試験での問われ方｜管理人の一言

試験では圧縮による縮みの計算（ΔL=NL/EA）が問われます。伸びと縮みは方向が逆なだけで計算式は同じです。軸力N・部材長L・ヤング係数E・断面積Aの単位を揃えて計算する練習をしておきましょう。

弾性変形量の計算では引張（伸び）・圧縮（縮み）どちらも同じ公式を使います。符号（引張正・圧縮負）に注意しながら、変形量の大きさと方向を正確に求められるようにしておくことが大切です。

縮みを整理した表を示します。

項目	内容	備考
縮みの定義	圧縮力が作用する部材の変形	部材が短くなる方向
計算式	δ＝PL/EA	P:圧縮力、L:部材長、E:ヤング係数、A:断面積
伸びとの関係	引張力が作用する場合は「伸び」	力の向きが反対、計算式は同じ