軸方向圧縮応力度について

質問

とても、基本的なことで申し訳ありません。

軸方向圧縮応力度とは、いったいなんでしょう？

大きいと、どうなりますか？
小さいと、どうなりますか？

初歩的なことで申し訳ありません、よろしくおねがしいます。

回答No.3

noname#102385 · ベストアンサー

今日は　cyoi-obakaです。

軸方向圧縮応力度とは、柱を想定して説明すると、判り易いと思いますので、以下に記述します。

柱の上から、ある力 P（外力）が作用した場合に、柱の断面積 A に生じる単位面積あたりの力の事です。
軸方向圧縮応力度 σc = P / A で表します。
従って、軸方向圧縮応力度が少ないという事は、柱の断面積に対して作用する力が少ないという事に成ります。

さて、材料には、許容圧縮応力度 σ （法で決められた値）というものがあります。
これは、材料に与えられている単位面積あたりの強さを示すものです。
通常、構造計算において、σc ≦ σ である事で、その安全を確認します。

また、圧縮応力度以外に、曲げ応力度、引張応力度、剪断応力度など、外力の種類によって種々の応力度が存在し、
同様に許容曲げ応力度、許容引張応力度、許容剪断応力度等が決められています。

以上、参考になりますか？

お礼

ありがとうごじいます。
軸方向圧縮応力度 σc = P（外力） / A（断面積）
で、少なければ、柱の断面積に対して「作用する力（外力）」が少ない。

理解できました。

補足

少し関係ないかもしれないのですが、

本に、
「軸方向圧縮応力度が大きくなると、『変形能力が小さく』なり、脆性的な破壊の危険性がある。」
と書いてあるのですが、これはなぜでしょうか？

変な質問してすみません。

回答No.4

noname#102385

今晩は　cyoi-obakaです。

＞軸方向圧縮応力度が大きくなると、変形能力が小さくなり、脆性的な破壊の危険性がある。

また、柱で説明します。
通常、柱には軸方向力以外に、曲げモーメントや剪断力が作用しています。
＃3の時は、軸方向力だけの考え方を説明しましたが、通常の柱は　軸方向力+曲げモーメントで　安全性を確認します。

　（ σc / fc ）+（ σb / fb ）≦　1.0
　　　　σc : 圧縮応力度
　　　　fc : 許容圧縮応力度
　　　　σb：曲げ応力度
　　　　fb：許容曲げ応力度

上の式を見れば、もう判りますよね！
曲げ応力が生じているという事は、柱に変位（変形）が生じている事なのですから、圧縮応力度が大きくなると、必然的に曲げ応力度の割合を小さくしないと、合計した値が1.0以下になりませんね！
つまり、軸方向力（圧縮力）が大きくなれば、小さな曲げモーメント力しか負担出来なくなるという事なのです。

曲げモーメント力自体は、脆性破壊に直接影響しませんが、曲げモーメントが生じるという事は、剪断力が柱に作用している事ですから、この剪断力が脆性破壊の直接的要因になるのです（通常、曲げモーメントが大きくなると剪断力も大きくなる！）。

以上、ざっくりの説明です。

お礼

ありがとうございます。

軸力と曲げの割合があって、片方が大きくなると、もう片方が小さくなるんですね。
曲げモーメント力が大きくなると、せん断力も大きくなる。

理解できました。

回答No.2

akimoto130

NO.1です。
「許容」という文字が抜けていたので訂正いたします。
↓
軸方向「許容」圧縮応力度が小さいと缶はすぐに潰れてしまいますが大きいとなかなか潰れません。

応力度は力の大きさ、許容応力度は柱が耐えうる力の大きさ、の意です。「許容」という文字が抜けると意味が違ってしまうので混乱させたと思います。申し訳ございません。

軸方向圧縮応力度を小さくすれば、安全側になります。
また、軸方向圧縮応力度が大きいと柱も許容応力度が大きな太いものが必要になるため、不経済ということでしょうか。

お礼

ありがとうございます。

応力度＝力の大きさ
許容応力度＝柱が耐えうる力。

理解できました。

回答No.1

akimoto130

例えば、コンクリートの上にアルミ缶を置いて、その上面から真っすぐに足で踏みつけるとします。
その時にアルミ缶に伝わる力が軸方向圧縮応力(＝軸力)です。
軸方向圧縮応力度が小さいと缶はすぐに潰れてしまいますが大きいと
なかなか潰れません。
要するにこの場合、缶の耐え得る力の大きさが圧縮応力度となります。

お礼

ありがとうございます。

軸方向圧縮応力(＝軸力)は、わかりました。

補足

ありがとうございます。

鉄筋コンクリート造の柱は、軸方向圧縮応力度を小さくする必要があるというのは、軸力の応力を小さくするという意味でしょうか？
外力の力に対して弱くする事で、柔軟性を持たせると理解すればよいのでしょうか？
すみません、初歩的なことで。。