この記事の要点
圧縮荷重とは、部材を押す方向(圧縮方向)に作用する荷重です。
変位の計算式はδ=PL/EAで求められ、圧縮荷重が作用する部材には座屈の恐れがあります。
この記事では、圧縮荷重とは何か、変位はどう計算するのか、引張荷重とどう違うのかを整理します。
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圧縮荷重(あっしゅくかじゅう)とは、圧縮方向(部材や物を押す方向)に作用する荷重のことです。
柱や梁などの部材に圧縮荷重が作用すると「座屈(ざくつ)」という現象が生じます。
座屈が生じると部材の耐力が急激に減少するため、圧縮荷重に対しては慎重に設計します。
今回は圧縮荷重の意味、変位の計算、例、単位、引張荷重との違いについて説明します。
圧縮、引張荷重の意味など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
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圧縮荷重(あっしゅくかじゅう)とは、圧縮方向に作用する荷重のことです。下図をみてください。これが圧縮荷重です。
圧縮方向とは部材や物を「押す方向」をいいます。また、柱や梁などの細長い部材に対しては「部材軸の圧縮方向」に作用する荷重を「圧縮荷重」といいます。
下図のように部材軸の直交方向に作用する荷重は、単に「集中荷重」と言うことが多いです。
似た用語に「引張荷重」があります。圧縮の意味、引張荷重の詳細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
また圧縮荷重が作用する部材は「座屈(ざくつ)」という現象の恐れがあります。座屈が生じると部材の耐力は急激に低下します。よって圧縮荷重の作用する部材は座屈を考慮した設計が必要です。座屈の詳細は下記をご覧ください。
下図をみてください。圧縮荷重が作用する円柱の変位を計算しましょう。ただし座屈は無視できると考えます。
座屈が無視できるなら圧縮荷重による変位の計算は簡単です。引張荷重による変位の計算と同じ式で算定できます。変位の計算式を下記に示します。
Pは荷重、δは変位、Lは部材長さ、Aは断面積、Eはヤング係数です。なお、圧縮荷重による変位を「縮み(ちぢみ)」といいます。変位の計算方法は下記が参考になります。
建築物に作用する圧縮荷重の例として「床荷重(ゆかかじゅう)」があります。床荷重は、床⇒梁⇒柱へと伝達され、柱には圧縮荷重が作用します。床荷重の詳細は下記をご覧ください。
圧縮荷重の単位はkNやNを使います。荷重の単位は下記も参考になります。
単位荷重とは?N・kN・kN/m²の換算と構造設計での使い方
圧縮荷重と引張荷重の違いを下記に示します。
圧縮荷重 ⇒ 部材の圧縮方向に作用する荷重。
圧縮荷重を受ける部材は「縮む」変形が生じる。
さらに座屈が生じる可能性あり
引張荷重 ⇒ 部材の引張方向に作用する荷重。引張荷重を受ける部材は「伸びる」変形が生じる
引張荷重の詳細は下記が参考になります。
圧縮荷重を整理した表を示します。
| 項目 | 内容 | 備考 |
|---|---|---|
| 変位の計算式 | δ=PL/EA | 座屈を無視できる場合に適用 |
| 圧縮荷重と引張荷重の違い | 圧縮は縮む変形・座屈の恐れあり | 引張は伸びる変形のみ |
| 単位 | kN、N | 建築ではkNが一般的 |
今回は圧縮荷重について説明しました。
圧縮荷重とは圧縮方向に作用する荷重です。
圧縮荷重が作用する部材は「長さが縮む」変形を起こします。
また圧縮荷重が作用すると「座屈」が生じる恐れがあるため注意が必要です。
圧縮と引張の違い、座屈の意味など下記も勉強しましょう。
引張力と圧縮力の違いとは?符号・強度・記号(σt・σc)を解説
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圧縮荷重とは何か、注意すべき現象とともに説明してください。
圧縮荷重とは、圧縮方向(部材や物を押す方向)に作用する荷重です。柱や梁などの部材に圧縮荷重が作用すると座屈という現象が生じ、座屈すると部材の耐力が急激に低下するため、慎重な設計が必要です。
圧縮荷重による変位の計算式を説明してください。
座屈が無視できる場合、引張荷重と同じ式で計算でき、δ=PL/EA(Pは荷重、Lは部材長さ、Aは断面積、Eはヤング係数)です。圧縮荷重による変位は「縮み」といいます。
圧縮荷重と引張荷重の違いを説明してください。
圧縮荷重は部材の圧縮方向に作用し、受ける部材は縮む変形が生じ、さらに座屈が生じる可能性があります。引張荷重は引張方向に作用し、受ける部材は伸びる変形が生じます。
