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軸方向力とは?1分でわかる意味、読み方、軸力との違い、求め方、圧縮軸力と引張軸力

軸方向力とは、部材の長さ方向に平行に生じる応力です。部材は伸び、縮みのいずれかの変形が生じます。軸方向力の作用で、部材が曲げられる、ずれる変形は生じません。今回は、軸方向力の意味、読み方、軸力との違い、求め方、圧縮軸力と引張軸力の違いについて説明します。※圧縮、引張、応力の意味は下記の記事が参考になります。

引張、圧縮とは?1分でわかる意味、違い、符号、強度の関係

応力とは?1分でわかる意味と種類、記号、計算法

軸方向力とは?

軸方向力とは、部材の長さ方向に平行に生じる応力です。下図をみてください。これが軸方向力です。

軸方向力

単に「軸力」ともいいます。建築業界の実務では、軸力という方が多いです。軸方向力が作用する部材として、


ブレース


があります。普通、梁には軸方向力は生じません。柱、ブレースの意味は、下記の記事が参考になります。

柱、梁とは?1分でわかる役割、違い、剛比の計算

ブレース構造とは何か?


※応力の意味は、下記の記事が参考になります。

応力とは?1分でわかる意味と種類、記号、計算法


鉛筆を用意してください。鉛筆を両手で引っ張ります。これが引張軸力です。次に、両手で鉛筆を押します。この力を圧縮軸力といいます。


部材は、曲げモーメントやせん断力に比べて、軸方向力に強い性質があります。10mm程度の細い鋼材で、数tの重りを吊ることが可能です。一方、10mm程度の鋼材なら、両手で簡単に曲げられます。


よって、「軸方向力のみ作用する部材」を組み合わせれば合理的な設計が可能です。軸方向力のみ作用する構造を、トラス構造といいます。トラス構造の意味は、下記の記事が参考になります。

トラス構造とは?1分でわかるメリット、デメリット、計算法

軸方向力の読み方

軸方向力は、「じくほうこうりょく」と読みます。軸方向力に関係する用語の読み方を下記に整理しました。


軸力 ⇒ じくりょく

圧縮軸力 ⇒ あっしゅくじくりょく

引張軸力 ⇒ ひっぱりじくりょく

軸方向力と軸力の違い

軸方向力と軸力は同じ意味です。軸方向力を略した用語が、「軸力」と考えてください。

軸方向力の求め方

下図をみてください。棒に10kNの外力が作用します。棒に生じる軸方向力を求めてください。

軸方向力の求め方

簡単ですね。外力と応力は釣り合うので、外力が10kNなら、軸方向力も10kNです。


ただ、実際の構図物は、上図のような簡単な骨組みでは無いです。トラス構造の軸力は、


節点法

切断法


の2つで求めます。節点法、切断法の意味は、下記の記事が参考になります。

節点法ってなに?節点法でトラスの軸力を求める方法

断面法でトラスの軸力を求める方法

軸方向力と、圧縮軸力、引張軸力の関係

軸方向力には、下記の2つがあります。


圧縮軸力

引張軸力


物体を圧縮させる方向の軸力を、圧縮軸力といいます。物体を引っ張る方向の軸力が引張軸力です。圧縮軸力と引張軸力により、物体は下記の変形が生じます。


圧縮軸力 ⇒ 物体が縮む

引張軸力 ⇒ 物体が伸びる


圧縮力、引張力の違いは、下記の記事が参考になります。

引張、圧縮とは?1分でわかる意味、違い、符号、強度の関係

まとめ

今回は軸方向力について説明しました。意味が理解頂けたと思います。軸方向力は、部材の長さ方向(軸方向)と平行に生じる応力です。部材に伸び、縮みの変形が生じます。軸方向力の意味を理解して頂き、トラス構造の軸方向力が求められる方法(節点法など)も勉強しましょう。下記の記事も併せて参考にしてください。

節点法ってなに?節点法でトラスの軸力を求める方法

引張、圧縮とは?1分でわかる意味、違い、符号、強度の関係


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