中立面とは？意味・位置の求め方と中立軸・中立線との違い（図解）

この記事の要点

梁に荷重がかかると断面内に曲げ応力が生じますが、引張と圧縮の境界面が「中立面」です。

試験でも「中立軸との違いは？」という問いが出やすく、面・軸・線の使い分けが混乱しやすいポイントです。

このページでは中立面の定義と、中立軸・中立線との違いを図解で整理します。

断面形状ごとの中立面の位置も解説します。

中立面を境に上側（または下側）は圧縮、反対側は引張になり、中立面からの距離が大きいほど応力度が大きくなります。

この記事では、中立面とは何か、応力はどう求めるのか、中立線とどう関係するのかを整理します。

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中立面（ちゅうりつめん）とは、部材内で引張も圧縮も生じない面です。また、引張、圧縮の生じない線を中立線、中立面と断面が交差する線を、中立軸といいます。

今回は中立面の意味、定義、応力の求め方、中立軸、中立線との関係について説明します。中立軸の意味は、下記が参考になります。

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中立面とは？

中立面とは、部材内で引張も圧縮も生じない面です。

また、部材内に引張、圧縮が生じない線を中立線といいます。中立線が連なって、中立面を形成します。

さらに、中立面と断面が交差する軸（線）を中立軸といいます。断面内に生じる応力の計算は、中立軸の理解が必要です。中立軸の意味は、下記が参考になります。

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応力度とは？種類・計算方法・応力との違い

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中立面の定義

中立面の定義は、下記です。

部材内で引張、圧縮が生じない面

似た用語に、中立軸があります。中立軸の意味は、下記が参考になります。

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中立面と応力の求め方

部材を曲げた時、引張・圧縮の生じない面が中立面です。部材断面では、引張・圧縮が起きない中立軸では応力が「0（ぜろ）」になります。

また、断面の端（上端、下端）では、引張応力度または圧縮応力度が最大値となります。これを縁応力度ともいいます。詳細は、下記が参考になります。

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また、曲げ応力度は下式で計算します。

σ＝M／Z

σは曲げ応力度、Mは曲げモーメント、Zは断面係数です。詳細は、下記も参考になります。

応力度とは？種類・計算方法・応力との違い

中立面と中立軸、中立線の違い

中立面と、中立軸、中立線の違いを下記に整理しました。

中立面　部材内に引張、圧縮が生じない面のこと

中立線　部材内に引張、圧縮が生じない線のこと。

中立線が連なって、中立面を構成する。

中立軸　中立面と断面が交差する線（軸）のこと

中立軸の意味は、下記が参考になります。

中立軸とは？1分でわかる意味、定義、コンクリートの中立軸、合成梁

混同しやすい用語

中立面（ちゅうりつめん）

曲げを受ける3次元的な部材において応力度がゼロになる面（2次元的な概念）。

梁の場合、断面内の中立軸が部材長手方向に連続した面が中立面となる。

中立軸（ちゅうりつじく）

断面（2次元の切断面）において応力度がゼロになる軸線。

単純断面では図心と一致し、中立軸を境に引張側と圧縮側に分かれる。

中立面よりも断面内の概念として使われる。

中立面を整理した表を示します。

用語	定義	次元
中立面	引張も圧縮も生じない面（部材全体）	2次元（面）
中立線	引張も圧縮も生じない線（部材軸方向）	1次元（線）
中立軸	中立面と断面が交差する線（断面内）	1次元（断面上の線）