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圧縮荷重とは?1分でわかる意味、変位の計算、例、単位、引張荷重との違い

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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、圧縮とは?1分でわかる意味、違い、符号、強度の関係

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圧縮荷重とは?

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。


図 圧縮荷重


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。


図 圧縮荷重と部材の軸


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。


図 梁に作用する集中荷重


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。

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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。

座屈とは?座屈荷重の基礎知識と、座屈の種類

圧縮荷重による変位の計算

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。


図 圧縮荷重による変位の計算


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。


δ=PL/EA


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。

ひずみ、変位とは?1分でわかる意味、違い、関係

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圧縮荷重の例

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。

積載荷重ってなに?1分でわかる意味と実際の構造計算

圧縮荷重の単位

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。

荷重の単位とは?1分でわかる意味、種類、換算、ニュートン、nとの関係

圧縮荷重と引張荷重の違い

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。

引張荷重とは?1分でわかる意味、読み方、単位、例、伸びの計算、ボルトとせん断荷重の関係

まとめ

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、圧縮とは?1分でわかる意味、違い、符号、強度の関係

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