この記事の要点
ポアソン比は無次元数(単位なし)であり、縦ひずみと横ひずみの比から求めるため、同じ無次元数同士を割った結果として単位が消える。
鉄のポアソン比は0.3、コンクリートは0.2(または1/6)であり、材料ごとの値の違いを押さえることが重要である。
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ポアソン比の単位はありません(無次元数)。
ポアソン比は単位の無い無次元数です。
ポアソン比とは、部材の縦方向の歪εyと横方向の歪εxとの比です。
一般に「ν=εy/εx(-εy/εx)」で求めます。
歪は部材の伸び・縮みを部材の元の長さで割った値で無次元数です。
つまり、ポアソン比は無次元数同士を割り算しているので、当然、ポアソン比の単位も無しです。
今回は、ポアソン比の単位と意味、記号、鉄とコンクリートのポアソン比について説明します。
ポアソン比、歪の詳細は下記が参考になります。
ポアソン比 意味 縦弾性係数 ヤング率 材料特性 鋼 コンクリート
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ポアソン比は単位の無い無次元数です。ポアソン比とは、部材の縦方向の歪εyと横方向の歪εxとの比です。一般に下式で求めます。
・ν=εy/εxまたはν=-εy/εx
歪は部材の伸び(縮み)を部材の元の長さで除して算定します。
伸び・縮み、部材の長さ共に同じ単位になるので、歪は無次元数です。
つまり、ポアソン比は無次元数同士の比であり、当然、ポアソン比も無次元数になります。
ポアソン比、歪の詳細など下記も参考になります。
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ポアソン比の記号はギリシャ文字のν(ニュー)を使います。ポアソン比の記号の詳細は下記もご覧ください。
ポアソン比の記号は?1分でわかる記号、読み方、コンクリートの値
鉄とコンクリートのポアソン比は下記の通りです。
・鉄のポアソン比 ⇒ 0.3
・コンクリートのポアソン比 ⇒ 0.2
コンクリートのポアソン比は鉄筋コンクリート造の構造計算規準なども参考になります。
混同しやすい用語
ポアソン比(ν)
縦方向のひずみに対する横方向のひずみの比であり、単位のない無次元数である。
ポアソン数(m)がポアソン比の逆数(m=1/ν)であるのに対して、ポアソン比νは直接ひずみの比を表す値である。
無次元数
単位を持たない純粋な数値であり、ひずみ同士の比であるポアソン比がその代表例である。
応力度がN/mm2などの単位を持つのに対して、ポアソン比・ひずみは無次元数であり単位が存在しない点が異なる。
ポアソン比の単位を整理した表を示します。
| 項目 | 内容 | 備考 |
|---|---|---|
| 単位 | なし(無次元数) | ひずみ同士の比のため単位が消える |
| 鉄のポアソン比 | 0.3 | 建築士試験頻出値 |
| コンクリートのポアソン比 | 0.2(または1/6≒0.167) | RC構造計算で使用 |
コンクリートのポアソン比ν=0.2、鋼のν=0.3は試験頻出の数値です。
これを横弾性係数の計算G=E/2(1+ν)に当てはめると、鋼のGは約79,000N/mm2、コンクリートのGは約9,000N/mm2になります。
ポアソン比が無次元数(単位なし)になる理由は、定義式ν=縦ひずみ÷横ひずみの「ひずみ/ひずみ」だからです。
ひずみは変形量÷元の長さで求まるため単位がmm÷mmで消えます。
「無次元数だから単位は不要」という判断が試験でも直接問われることがありますので、理由ごと確認しておきましょう。
今回は、ポアソン比の単位について説明しました。
ポアソン比は単位の無い無次元数です。
ポアソン比は部材の縦ひずみと横ひずみとの比です。
ひずみは無次元数なので、ポアソン比も無次元数になりますね。
まずは、歪の求め方を理解しましょう。
下記をご覧ください。
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ポアソン比 意味 縦弾性係数 ヤング率 材料特性 鋼 コンクリート
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ポアソン比の単位を答えてください。その理由も述べてください。
単位はありません(無次元数)です。ポアソン比は縦方向の歪εyと横方向の歪εxの比(ν=εy/εx または -εy/εx)で、歪自体が変形量÷元の長さ(mm÷mm)で単位が消える無次元数のため、無次元数同士を割るポアソン比も無次元数になります。
鉄とコンクリートのポアソン比の値を答えてください。
鉄のポアソン比は0.3、コンクリートのポアソン比は0.2(または1/6≒0.167)です。いずれも建築士試験頻出の値で、コンクリートの値は鉄筋コンクリート造の構造計算規準にも基づきます。
ポアソン比とポアソン数の違いを答えてください。
ポアソン比νは縦方向ひずみに対する横方向ひずみの比を直接表す値です。ポアソン数mはポアソン比の逆数(m=1/ν)です。
