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ヤング率が大きいとは「かたい、変形しにくい」ことを意味します。部材のかたさ(剛性)はヤング率、断面二次モーメント(断面の形状)に比例し、部材の長さに反比例します。
よってヤング率が大きいほど、部材は「外力に対して変形しにくい」といえます。今回は「ヤング率が大きい」の意味、かたさとの関係、ヤング率の大きい(高い)材料について説明します。
ヤング率、断面二次モーメントの意味は下記が参考になります。
断面二次モーメントとは?1分でわかる意味、計算式、h形鋼、公式、たわみとの関係
ヤング率が大きいとは「かたい、変形しにくい、伸びにくい」ことを意味します。逆にヤング率が小さいと「柔らかい、伸びやすい」です。
例えば、鋼材はヤング率の大きな材料です。一方、輪ゴムはヤング率の小さな材料です。
下図をみてください。ヤング率が大きい部材、小さい部材を用意しました。同じ力で引張ると、ヤング率の小さい部材は「伸び」の変形が大きく、
ヤング率の大きな部材は「変形が小さく」なっています。
部材のかたさ(剛性)は、ヤング率と断面二次モーメント(又は断面積)に比例し、部材の長さに反比例します。
つまりヤング率が大きいほど、よりかたい材料になるのです。ヤング率の詳細は下記も参考になります。
ヤング率の大きな材料は「引っ張る」だけでなく「曲げる」「圧縮する」という力に対しても変形が小さくなります。詳細は下記などが参考になります。
剛性ってなに?剛性の算定と、軸方向応力、ポアソン比、ひずみの関係
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下表をご覧ください。建築物の構造部材に使う材料を「ヤング率の大きい順」に並べました。
材料 | ヤング係数 |
鋼材 | 205000 |
コンクリート | 22600(FC=24) |
木 | 7000~12000 |
アルミ | 7000(鋼の1/3程度) |
上表のようにヤング率は鋼材が最も高く、続いてコンクリートの順です。ただし、コンクリートのヤング率は設計基準強度Fcの値によります。
Fcが大きいほどヤング率も大きくなります(上限あり)。コンクリートのヤング率は下記が参考になります。
コンクリートのヤング係数は?3分でわかる意味と求め方、計算、fc24、fc30、圧縮強度との関係
今回はヤング率が大きい、の意味について説明しました。ヤング率が大きいとは「かたい、変形しにくい、伸びにくい」ことを意味します。
逆にヤング率が小さい材料は「柔らかい、変形しやすい、伸びやすい」のです。ヤング率の意味、各材料のヤング率など下記も参考になります。
コンクリートのヤング係数は?3分でわかる意味と求め方、計算、fc24、fc30、圧縮強度との関係
鋼材のヤング係数は?1分でわかる値、Mpa、kN/㎡の値、ss400との関係
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