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

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。

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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。

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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。

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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。

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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。

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試験での問われ方｜管理人の一言

圧縮荷重が作用する部材には座屈（ざくつ）の恐れがあります。座屈は引張荷重では生じないため、圧縮荷重と引張荷重の違いを明確に理解しておきましょう。試験では「δ=PL/EA」の変位公式や、圧縮部材における座屈の概念が出題されます。

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