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圧縮強度の計算方法(P÷A)・円柱・コンクリートの求め方

この記事の要点

圧縮強度の計算方法は「圧縮荷重P÷断面積A」です。

コンクリートの圧縮強度(設計基準強度)は18〜30N/mm2の値が建物ごとに設定されます。

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圧縮強度の計算方法は「部材が圧壊したときの圧縮荷重P÷部材の断面積A」です。建築では圧縮荷重の単位はN/mm2を使うことが多いです。よって、圧縮強度の計算式は下記の通りです。

P/A

コンクリートの圧縮強度試験では、下図のように円柱の試験体を試験機により圧縮荷重を徐々に作用させ、試験体に生じるひずみを計測します。

このとき、圧縮荷重を徐々に増加させるほど試験体に生じるひずみも増加します。

そして、圧縮荷重を増加させ続けると試験体は圧壊し荷重を支えきれなくなります。

この時の圧縮荷重をPとすれば、前述した計算式で圧縮強度が算定できます。

コンクリートの圧縮強度試験

圧縮強度の意味は下記が参考になります。

圧縮強度とは?コンクリート・鋼の強度・単位(N/mm²)・引張強度との違い

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圧縮強度の計算ツール

圧縮強度の計算ツールを下記に示します。圧縮力、部材の断面積を入力すると圧縮強度が計算されます。


円柱の圧縮強度の計算方法

円柱の圧縮強度の計算式は下記の通りです。Pは圧縮荷重、πは円周率、rは円柱の円の半径です。

P/(πr^2 )

円の断面積の計算方法は下記をご覧ください。

円の断面積の公式と求め方|A=r²×π・直径からの計算方法

コンクリートの圧縮強度は?

コンクリートの圧縮強度は、18N/mm2、21N/mm2、24N/mm2、27N/mm2、30N/mm2などの値が建物ごとに設定されます。コンクリートの圧縮強度は「設計基準強度」といいます。詳細は下記をご覧ください。

設計基準強度と品質基準強度の違いと、5分で分かるそれぞれの意味

混同しやすい用語

圧縮強度

材料が圧縮力によって破壊されるときの限界応力度。

材料の能力を示す値(例:コンクリートの設計基準強度Fc)。

圧縮応力度

部材に実際に作用している圧縮の応力度。

外力から計算して求める値。

安全のためには圧縮応力度≦圧縮強度を確認する。

圧縮強度の計算を整理した表を示します。

項目内容備考
計算式圧縮強度=P÷AP[N]÷A[mm²]→圧縮強度[N/mm²]
コンクリートの設計基準強度18〜30N/mm2建物ごとに設定
円柱の断面積A=πr2試験体の計算に使用

まとめ

今回は圧縮強度の計算方法について説明しました。圧縮強度の計算方法は「部材が圧壊したときの圧縮荷重P÷部材の断面積A」です。建築では圧縮荷重の単位はN/mm2を使うことが多いです。よって、圧縮強度の計算式は下記の通りです。

P/A

圧縮強度の意味は下記が参考になります。

圧縮強度とは?コンクリート・鋼の強度・単位(N/mm²)・引張強度との違い

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理解度チェック

Q.

圧縮強度の計算方法を式で説明してください。

答えを見る

圧縮強度は「部材が圧壊したときの圧縮荷重P÷部材の断面積A」で求めます。建築では単位にN/mm2を使うことが多く、圧縮強度=P÷A です。

Q.

円柱試験体の圧縮強度を求める際の断面積はどう計算しますか。

答えを見る

円柱の断面積は A=πr2(πは円周率、rは円の半径)で求めます。圧壊時の圧縮荷重Pをこの断面積で割って圧縮強度を算定します。

Q.

コンクリートの設計基準強度として用いられる値と、圧縮強度と圧縮応力度の違いを説明してください。

答えを見る

コンクリートの圧縮強度(設計基準強度Fc)は18・21・24・27・30N/mm2などの値が建物ごとに設定されます。圧縮強度は材料が破壊される限界の応力度(材料の能力)、圧縮応力度は部材に実際に作用している応力度(外力から計算)で、安全のため圧縮応力度≦圧縮強度を確認します。

ハナダユキヒロ

この記事を書いた人

ハナダユキヒロミツメラボ

設計事務所に7年勤務。2010年より「建築学生が学ぶ構造力学」を運営(16年以上)。著書「わかる構造力学」「わかる構造力学(改訂版)」(工学社)。

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