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曲げ剛性の単位は?1分でわかる意味、軸剛性との違い、梁、eiとの関係

この記事の要点

曲げ剛性EIの単位はN・mm2(またはkN・m2)であり、E(N/mm2)×I(mm4)から導かれる

軸剛性EAが軸方向の伸縮しにくさを表すのに対し、曲げ剛性EIは曲げ変形しにくさを表し、梁のたわみや柱の座屈荷重計算で用いられます。

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曲げ剛性の単位は「N・m㎡、N・㎡」などを用います。

よっての曲げ剛性の次元は「力×面積」です。

曲げ剛性とは曲げモーメントに対する「かたさ」を意味しEIで表します。

Eはヤング係数、Iは断面二次モーメントです。

今回は曲げ剛性の単位、軸剛性の単位との違い、梁、eiとの関係について説明します。

剛性の意味、剛性の単位は下記が参考になります。

曲げ剛性の基礎知識、1分でわかる意味と計算方法

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曲げ剛性の単位は?EIとの関係

曲げ剛性(まげごうせい)の単位は「N・m㎡、N・㎡」などを用います。曲げ剛性の次元は「力×面積」なので「kN・c㎡」などに単位換算しても良いでしょう。


曲げ剛性とは曲げモーメントに対する「かたさ」です。曲げ剛性の計算式はE×Iです。Eはヤング係数、Iは断面二次モーメントです。


ヤング係数の単位はN/m㎡、断面二次モーメントの単位はmm4です。曲げ剛性=E×Iなので「N/m㎡×mm4=N・m㎡」になりますね。曲げ剛性の詳細、ヤング係数の意味は下記が参考になります。

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ヤング係数(弾性係数)とは?求め方と公式、単位、材料ごとの値【図解】

曲げ剛性と梁の関係

梁は主に「曲げモーメント」が作用します。よって、梁が大きく変形しないよう「曲げ剛性の大きさ」が重要です。曲げ剛性が小さすぎると、たわみが大きくなり使用に問題があるからです(振動・床の変形、傾きなど)。


梁のたわみの詳細、計算は下記が参考になります。

たわみ(撓み)とは?意味・求め方・公式・単位・記号をわかりやすく解説

曲げ剛性と軸剛性の単位の違い

曲げ剛性の単位と軸剛性の単位を下記に示します。


曲げ剛性の単位 ⇒ N・m㎡、N・㎡

軸剛性の単位 ⇒ N(EAの場合)、N/m(EA/Lの場合)


軸剛性の単位は下記が参考になります。

剛性とは?変形しにくさの意味・強度との違い・計算式・単位を解説

混同しやすい用語

「曲げ剛性(EI)」と「曲げ強度」

曲げ剛性EIは変形しにくさを表す指標で、単位はN・mm2(またはkN・m2)。

「曲げ剛性」と「軸剛性(EA)」

軸剛性EAは軸力方向の変形しにくさを表し、単位はN。

曲げ剛性EIの単位はN・mm2で、次元が異なる。

曲げ剛性の単位を整理した表を示します。

項目内容備考
曲げ剛性の単位N・mm2(またはkN・m2)E[N/mm2]×I[mm4]で導出
軸剛性の単位N(EAの場合)、N/m(EA/Lの場合)曲げ剛性と次元が異なる
次元力×面積(N・m2)kN・cm2など別単位での換算も可

まとめ

今回は曲げ剛性の単位について説明しました。

曲げ剛性の単位は「N・㎡、N・m㎡」です。

曲げ剛性とは曲げモーメントに対する「かたさ」で「ヤング係数E×断面二次モーメントI」で求めます。

よって、EとIの単位を理解すれば曲げ剛性の単位も分かります。

下記も併せて勉強しましょうね。

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理解度チェック

Q.

曲げ剛性の単位とその導出を答えてください。

答えを見る

N・mm2(またはN・m2、kN・cm2など)で、次元は「力×面積」です。曲げ剛性=E×I で、ヤング係数Eの単位N/mm2、断面二次モーメントIの単位mm4 を掛けて N/mm2×mm4=N・mm2 となります。

Q.

梁で曲げ剛性が重要なのはなぜですか。

答えを見る

梁には主に曲げモーメントが作用するため、大きく変形しないよう曲げ剛性の大きさが重要です。曲げ剛性が小さすぎるとたわみが大きくなり、振動・床の変形・傾きなど使用上の問題が生じます。

Q.

曲げ剛性EIと軸剛性EAの単位の違いを答えてください。

答えを見る

曲げ剛性の単位はN・mm2(N・m2)、軸剛性の単位はN(EAの場合)またはN/m(EA/Lの場合)です。両者は次元が異なります。

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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