強度と剛性の違いは？1分でわかる違い、相関、靭性との関係

この記事の要点

強度は「どの程度の力に耐えられるか」を示す値、剛性は「変形（伸び・縮み・ずれ）のしにくさ」を示す値で、両者は独立した指標です。糸のように強度はあるが剛性が小さい材料もあり、強度が高ければ剛性も高いと思い込まないことが重要です。

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強度と剛性の違い強度と剛性は、全く違う意味です。強度は、「物体がどの程度の力に耐えられるか表す値」で、剛性は「物体の伸び・縮み・ずれ（変形）のしにくさを表す値」です。２つの違いがわかる面白い材料があります。糸です。細い糸でも、重い物を吊るすことができます。一方で、少しの力で「ぐにゃぐにゃ」に変形します。糸は、「強度はあるが剛性の無い」材料といえます。強度と剛性が全く違う指標だとわかるでしょう。

今回は、強度と剛性の違い、相関、靭性との関係について説明します。強度、剛性の意味は、下記が参考になります。

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剛性とは？簡単な意味、剛性の計算、単位、強度との違い

靭性の意味は、下記が参考になります。

靭性とは？靭性のある材料とは？建物の耐震性との関係

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強度と剛性の違いは？

強度と剛性の違いを、下記に示します。

強度　⇒　どの程度の力に耐えられるか示す値。強さの度合い。

剛性　⇒　変形（伸び、縮み、ずれ）のしにくさを示す値

強度の高い材料は、大きな力に耐えることができます。重い物を吊るしたり支えても、壊れることが無いでしょう。剛性の高い材料は、力を加えても変形が小さいです。下図をみてください。剛性の高い材料を引張るとき、剛性の低い材料に比べて「伸びる量」が少ないですね。

剛性と変形

強度、剛性の意味は、下記も参考になります。

強度とは？1分でわかる意味、単位、種類、応力・剛性とのの違い

剛性とは？簡単な意味、剛性の計算、単位、強度との違い

強度は材料毎に値が変わります。鋼材とコンクリートでは、強度が全く違います。鋼材とコンクリートの強度は、下記が参考になります。

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剛性は材料のヤング係数（弾性係数、弾性定数、ヤング率などという）、断面の形状が関係します。詳細は、下記が参考になります。

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強度と剛性の相関

強度の高い材料は、剛性も高いと思いがちです。実際は、強度と剛性に相関は無いです。前述した「糸」は、強度は高いですが剛性の小さな材料です。石は、圧縮強度は高く剛性も高いですが、引張強度は極端に小さいです。

強度が高ければ剛性も高い、と考えないよう注意してください。

強度と剛性、靭性との関係

靭性の意味を、下記に示します。

靭性　⇒　材料の粘り強さ。鋼材は粘り強い。反対の意味の用語が脆性。

強度、剛性と同様に、建築物の耐震性に影響する指標です。靭性の意味は、下記も参考になります。

靭性とは？靭性のある材料とは？建物の耐震性との関係

混同しやすい用語

「強度」と「剛性」

強度は材料・部材がどの程度の力に耐えられるかを表す値（降伏点・破断強度など）。

「剛性」と「靭性」

剛性は変形のしにくさを表す値。剛性が高いほど同じ荷重でも変形が小さい。靭性は材料の粘り強さで、大変形しても急激に破壊しない性質。

試験での問われ方｜管理人の一言

強度・剛性・靭性はそれぞれ異なる概念です。糸のように強度があっても剛性がない材料の例を思い出すと理解しやすくなります。耐震設計ではこれら3つのバランスが重要です。

強度と剛性の違いを整理した表を示します。

項目	内容	備考
強度	どの程度の力に耐えられるかを表す値	材料の種類（鋼・コンクリート等）により異なる
剛性	変形（伸び・縮み・ずれ）のしにくさを表す値	ヤング係数と断面形状に依存する
靭性	破断までのエネルギー吸収能力	強度・剛性と合わせて耐震設計で重視される