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σ(シグマ)とは?応力度での読み方・意味・建築での使い方と公式

この記事の要点

σ(シグマ)は、ギリシャ文字の一つです。

建築・構造力学では、応力度(単位面積あたりの力:N/mm²)を表す記号として使います。

引張応力度・圧縮応力度・曲げ応力度など、様々な応力度に使われます。

数学では大文字のΣ(Σ)が「和」を表す記号として使われますが、小文字のσ(応力度)とは別の意味です。

数学ではΣ(大文字)が「数の総和」を表す記号として使われ、建築のσ(応力度)とは意味が全く異なる。

この記事では、σとは何か、σはどう読むのかを整理します。

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σは構造力学や材料力学では、「応力度」「応力」の意味で使います。

数学ではΣ(ラージシグマ)を総和計算の記号として使います。

今回はσの意味、読み方、建築での意味、数学での使い方、各公式について説明します。

※建築では色々なギリシャ記号を使います。

εについては下記が参考になります。

ε(イプシロン)とは?ひずみの記号・読み方・単位を解説


応力度、応力の意味は下記をご覧ください。

応力度とは?種類・計算方法・応力との違い

応力とは?意味・種類・記号と求め方、応力度との違い

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σとは?

σとは、構造力学や材料力学では、「応力度」や「応力」の意味で使います。ギリシャ記号です。建築の構造力学(材料力学)では、応力度の意味で使うことが多いです。


σを単に「しぐま」と読みます。応力度、応力については下記が参考になります。

応力度とは?種類・計算方法・応力との違い

応力とは?意味・種類・記号と求め方、応力度との違い


ただ、数学では全く違う意味です。数学では、σではなくΣと書きます。Σは、数の総和という意味です。エクセルの計算式に「sum」があります。ΣとSumは似た意味ですね。

σの読み方

σは「しぐま」と読みます。数学で使うΣは「らーじしぐま」です。ただ、σとΣを混用しないときは、単に「しぐま」と読んでもいいでしょう。下記も参考にしてください。

σ(シグマ)小文字の書き方・手書き方法と標準偏差との関係を解説

σcとは?1分でわかる意味、求め方、σs、σtとの違い、σc/fc+σb/fbとの関係

建築で使うσの意味

建築では使うσは、応力度という意味です。σは色々な公式に使います。

公式

σ(応力度)の公式を下記に整理します。


・σ=Eε

・σ=M/Z

・σ=P/A


σは応力度、Eはヤング係数、εはひずみの記号です。詳細は下記をご覧ください。

応力とは?意味・種類・記号と求め方、応力度との違い

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】


また、Mは曲げモーメント、Zは断面係数の意味です。詳細は下記が参考になります。このとき計算するσを曲げ応力度といいます。

曲げ応力とは?1分でわかる意味、公式と演習問題、単位、曲げ応力度

断面係数とは


Pは軸力、Aは断面積です。軸力が作用する部材に生じる応力度です。応力度の種類は下記が参考になります。

応力度とは?種類・計算方法・応力との違い

数学で使うσの意味

数学では小文字のσではなく、「Σ」と書きます。Σは数の総和(合計)です。Σは下記のように使います。


Σは数の総和


上式の「5」は、「i+1」の計算を5回繰り返すという意味です。さらに、iを5まで変えて計算します。i=1とは、「1から計算を始める」意味です。上式の総和の計算は、下記です。


総和=(1+1)+(2+1)+(3+1)+(4+1)+(5+1)=20


です。

混同しやすい用語

σ(スモールシグマ):建築での意味=応力度

構造力学・材料力学で使うギリシャ文字。

単位はN/mm2やkN/m2で、外力に対して断面に生じる「単位面積あたりの力」。

数学のΣ(ラージシグマ)と字形が似ており混同しやすいが、建築のσは応力度、数学のΣは「合計(総和)」を表す。

Σ(ラージシグマ):数学での意味=総和

数学・統計学でデータや数列の合計(Σ記号=sum)を表す記号。

建築の応力度σとは全く別の概念。

統計では標準偏差にもσが使われるが、構造力学で出てくるσはすべて「応力度」と理解する。

σを整理した表を示します。

項目内容備考
σ=Eεヤング係数×ひずみ弾性応力度の基本式
σ=M/Z曲げモーメント÷断面係数曲げ応力度の計算
σ=P/A軸力÷断面積軸応力度(引張・圧縮)

まとめ

今回はσについて説明しました。

意味が理解頂けたと思います。

建築で、σは応力度や応力の意味です。

ただ、数学や物理では、Σで表し、数の総和を意味します。

両者の違いを覚えてくださいね。

また、建築ではσ(スモールシグマ)ですが、数学ではΣ(ラージシグマ)です。

建築では色々なギリシャ記号を使います。

εについても勉強してくださいね。

ε(イプシロン)とは?ひずみの記号・読み方・単位を解説

σ(シグマ)小文字の書き方・手書き方法と標準偏差との関係を解説

σcとは?1分でわかる意味、求め方、σs、σtとの違い、σc/fc+σb/fbとの関係

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意味を読んで終わりにせず、実際に理解できているかチェックしてみましょう。

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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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