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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

この記事の要点

軸方向力（軸力）は部材の長さ方向（軸方向）に作用する応力であり、引張を正（＋）、圧縮を負（−）の符号で表す。

軸力が作用すると部材は伸び（引張）または縮み（圧縮）の変形が生じ、σ＝N/Aで軸方向応力度を計算できる。

この記事では、軸方向力とは何か、軸力との違いはどこにあるのか、圧縮軸力・引張軸力はどう求めるのかを整理します。

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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。

タップできる目次

軸方向力とは？

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。

引張力と圧縮力の違いとは？符号・強度・記号（σt・σc）を解説

応力とは？意味・種類・記号と求め方、応力度との違い

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、

柱

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？役割の違い・柱梁接合部・剛比の計算をわかりやすく解説

ブレース構造とは？ラーメン構造との違い・種類と地震力の負担メカニズム（設計上の特徴）

※応力の意味は、下記が参考になります。

応力とは？意味・種類・記号と求め方、応力度との違い

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？強さの理由・メリット・デメリット・計算法を解説

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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が参考になります。

節点法とは？トラスの軸力の求め方と計算手順

断面法とは？リッター法・クルマン法の計算手順と節点法との違い（例題付き）

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、下記が参考になります。

引張力と圧縮力の違いとは？符号・強度・記号（σt・σc）を解説

混同しやすい用語

軸方向力（N）vs せん断力（Q）

軸方向力は部材の長手方向（軸方向）に平行に作用する応力であり、引張（＋）と圧縮（−）に分類される。

せん断力は部材の軸方向と直角（垂直）方向に作用する応力であり、断面をスライドさせるように働く点で軸力と区別される。

圧縮軸力 vs 引張軸力

引張軸力は部材を引き伸ばす方向に作用する軸力で、部材は伸長変形する（符号：＋）。

圧縮軸力は部材を押し縮める方向に作用する軸力で、部材は短縮変形し、大きくなると座屈が生じる可能性がある（符号：−）。

軸方向力を整理した表を示します。

項目	内容	備考
定義	部材の長さ方向（軸方向）に平行に生じる応力	略称「軸力」とも呼ばれる
種類	圧縮軸力（物体が縮む）・引張軸力（物体が伸びる）	引張が正、圧縮が負の符号
主に作用する部材	柱・ブレース（梁には原則生じない）	トラス構造では全部材に軸力のみ作用