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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。

A 回答 (4件)

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?

この回答への補足

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。

補足日時:2008/10/18 18:25
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この回答へのお礼

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。

お礼日時:2008/10/18 18:25

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。
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この回答へのお礼

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。

お礼日時:2008/10/19 11:45

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。
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この回答へのお礼

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。

お礼日時:2008/10/18 18:17

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。

この回答への補足

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。。

補足日時:2008/10/18 15:34
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この回答へのお礼

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。

お礼日時:2008/10/18 15:38

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ただ、式の意味がイマイチ理解できないので解説付きでご回答頂けると幸いです。
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Aベストアンサー

こんにちは。

kgfはSI単位ではないですが、質量の数値をそのまま重さとして考えることができるのがメリットですね。


>>>
ある試験片に40kgの重りをつけた時の荷重は何Nをかけてあげると、重り40kgをつけたときの荷重と同等になるのでしょうか?

なんか、日本語が変ですね。
「ある試験片に40kgの重りをつけた時の引っ張りの力は何Nの力で引っ張るのと同じですか?」
ということですか?

・・・であるとして、回答します。

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40kgf = 40kg×重力加速度
 = 40kg×9.8m/s^2
 = だいたい400N

あるいは、
102グラム(0.102kg)の物体にかかる重力が1Nなので、
40kg ÷ 0.102kg/N = だいたい400N


>>>1N=9.8kgfなので、「40kg=N×0.98」でいいのでしょうか?

いえ。
1kgf = 9.8N
ですね。


>>>一応断面積は40mm^2です。

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=PL/4-PL/8
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「計算の基本から学ぶ建築構造力学」(著者 上田耕作、オーム社)、
「ズバッと解ける!建築構造力学問題集220」(著者 上田耕作、オーム社)を参考にしました。

参考URL:http://ssl.ohmsha.co.jp/cgi-bin/menu.cgi?ISBN=978-4-274-20856-0

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こんな回答で、ご質問の的を得てますでしょうか?
違ってましたら、ごめんなさい!

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よろしくお願い致します。

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 1kN=1000N

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>許容引張応力とはどういうものなのでしょうか?

ということなので,許容引張応力の一般的な決め方及び考え方について記述します。ただ,私の専門が建築なもので,機械や容器の分野に対しては,少し,的外れの点があるかもしれません。ただ,基本的な考え方は,概ね,同じではないかと思っています。

さて,
一般に,鋼材などの材料に引張力や圧縮力などの荷重をかけると,最初は,所謂フックの法則が成り立ち,荷重とひずみが比例します。
P=k・ε
それでも,載荷を続けると,比例限度を超え,荷重(P)の増加に対し,ひずみのほうが大きく増加する状態になります。この比例状態の限界点が降伏点又は降伏強度(σy)です。
この時の,降伏強度以前が弾性,降伏強度を超えると塑性となります。
その後も,載荷を続けると,そのうち破断又は破壊します。この時の破壊時の強度が破壊強度(σB)です。ここで,引張によって破壊した場合が引張強度です。ここら辺については,↓のURLの図を見たほうが分かり易いと思います。

ここで,#1さんが述べておられるとおり,例えばステンレスなどの材料の降伏強度を推定することは,なかなか困難です。↓URLの技術資料にある物理的・機械的性質を示す図を見られたら分かりますが,

http://www.ssba.or.jp/

鋼材(SS400)等は,降伏点付近で降伏棚を形成するので,この位置が降伏点だと決めやすいのですが,ステンレスの場合は,全体がなだらかな曲線になっており,どこが降伏点なのか,一目では分りません。

そこで,このような材料については,引張試験等において,載荷荷重0から徐々に載荷荷重を増加し,ある点で除荷します。除荷後の残留ひずみが1%又は2%残るときの荷重を降伏点とし,降伏強度(σy)又は基準強度(F値)とします。

建築や土木のような,比較的大きい構造物を扱う分野では,構造物が使用されている期間に数回遭遇する程度の大地震で破壊しなければよいということで,この降伏強度を短期許容応力として,
σs=σy
この応力以下で設計することが求められます。

また,構造物に常時作用する自重などで構成材料が降伏すると困るので,安全率を1.5培見込んで,
σL=σy/1.5
を長期許容応力としています。

機械等の分野は,専門外なので,詳細は分かりませんが,例えば,エンジンのシリンダのような精密機械に1%又は2%残留ひずみを認めると,製品としてまったく役に立たなくなる可能性が大きいので,実際に弾性範囲と見做せる限界点まで低減して許容応力としているようです。

また,高圧容器などの分野でも,その分野に特殊な条件が存在するため,独自の数値が設定してあるようです。容器のSUS316の場合を概算してみると,700度Cでは,降伏強度(σy=106:1%又は2%セットアップ値)に対する引張許容応力(σa=30)は,
σy/σa=106/30≒3.53
程度の安全率になっているようです。

因みに,安全率は,材料を主に弾性範囲で使用する分野では,破壊強度(σB)よりも降伏強度(σy)に対する安全率と考える場合の方が多いようです。

参考URL:http://www.ssba.or.jp/

>許容引張応力とはどういうものなのでしょうか?

ということなので,許容引張応力の一般的な決め方及び考え方について記述します。ただ,私の専門が建築なもので,機械や容器の分野に対しては,少し,的外れの点があるかもしれません。ただ,基本的な考え方は,概ね,同じではないかと思っています。

さて,
一般に,鋼材などの材料に引張力や圧縮力などの荷重をかけると,最初は,所謂フックの法則が成り立ち,荷重とひずみが比例します。
P=k・ε
それでも,載荷を続けると,比例限度を超え,荷重(P)の増加に対し...続きを読む

Q強度と剛性の違いは?

単純な質問ですが、強度と剛性って意味合いが違うのか知りたいです。
広辞苑で調べても言葉の意味の違いが分かりません。
同じようなことで、「・・・思う」と「・・・考える」も意味合いが違うんですか?

日本人ですが、日本語難しいです。

Aベストアンサー

No.6です。
>強度=「強さの度合い」、剛性=「外力によって変形しないという強度」ということですか・・・。

 その通りです。ただし、前に書いた通り、「強度」には「何に対して強いか」という点で種々の強度があります。
 一方、「剛性」はこれを高めるために関係する種々の「強度」の組合せで作り出すものといってもいいでしょうか。そして、剛性はただひとつだけのものといっていいでしょう。

>結局「強度」と「剛性」は同じなのですか?。ニュアンスの問題だけになるのですか。

 つまり、「強度」には実にいろいろな種類がありますが、「剛性」とは多くは構造体がこれに加わる外力によって変形しないように、「いろいろな種類の強度を組み合わせて作り出した総合的な強度」といったらいいかと思います。もちろんニュアンスの問題ではありません。
 
 「剛性」とは変形しない強さ.....これは例えば、自動車のボディなどといった構造体に剛性を持たせるには、路面の凹凸などから車輪を通じて伝わってくる振動や強い衝撃、風圧、遠心力や慣性、衝突時の衝撃といった「外力」によって車体がつぶれたり伸びたり、あるいはれじれたり歪んだりしないように(これが剛性)、圧縮強度、引張強度、ねじれ強度、など種々の「強度」をそれぞれ高める必要があります。

 また材料には弾性(バネの性質や弾力)というものがありますが、「外力」によって材料が一時的にバネやゴムボールのように変形することで、構造体全体が一時的に変形しないようにする必要もあります。

 繰り返しますと、こうした「種々の強度」をそれぞれ高めることで「剛性」は高まります。

 しかし、種々ある「強度」の中でも「磨耗強度」だとか「耐環境性」といった「強度」は直接「剛性」には関係ありませんね。ここのところをご理解下さると、ただのニュアンスの違いだけでないことがお分かりいただけると思います。

 とても技術的な話でさぞ難しいことと思いますが、わたしも技術分野の方はともかく、それをご説明する「国語」方が危なっかしいので、その辺はお許し下さい。

No.6です。
>強度=「強さの度合い」、剛性=「外力によって変形しないという強度」ということですか・・・。

 その通りです。ただし、前に書いた通り、「強度」には「何に対して強いか」という点で種々の強度があります。
 一方、「剛性」はこれを高めるために関係する種々の「強度」の組合せで作り出すものといってもいいでしょうか。そして、剛性はただひとつだけのものといっていいでしょう。

>結局「強度」と「剛性」は同じなのですか?。ニュアンスの問題だけになるのですか。

 つまり...続きを読む

Qワーカビリティーとコンシステンシーの違い

定義として、
コンシステンシー:流動性の程度
ワーカビリティー:施工の容易性
という違いがあるのは分かったのですが、いまいち同じニュアンスの単語に思えます。

下記のページでは
ワーカビリティー:コンシステンシーおよび材料分離に対する抵抗性の程度によって定まるフレッシュコンクリート,フレッシュモルタルまたはフレッシュペーストの性質であって,運搬,打込み,締固め,仕上げなどの作業の容易さを表す。
​http://www.pref.miyagi.jp/jigyokanri/sekkeimanyuaru/sekkeisekou/sek...​

とあって、「材料分離」のバロメーターも含めたのがワーカビリティーなのかなと勝手に解釈しそうなのですが、
この二つの言葉の違いを教えてください。
例えば、一方がよいのに一方が悪い場合は存在しますか?
また、スランプ試験ではワーカビリティーを図ることができますが、コンシステンシーはどんな指標で表すのでしょうか?

Aベストアンサー

建築用語ポケットブック構造編より

【コンシステンシー】
まだ固まらない物質の流動性の程度をいう。セメントペースト・モルタル・コンクリート・石膏・粘土など、主として水の量によって流動性の変化する場合によく用いる。ちゅう(稠)度、軟度ともいう。セメントのコンシステンシー試験はフロー試験、コンクリートのコンシステンシー試験はスランプ試験で代表される。

【ワーカビリティー】
まだ固まらないモルタルやコンクリートの作業性の難易の程度。目的工事または部位ごとに、流動性・非分離性等が関与する。通常はスランプ試験・ブリーディング試験などで判断する。混和剤・気象条件・ポンプの揚程などにも注意しなくてはならない。

材料分離がワーカビリティにおいて大切なのはたしかですが、その他ポンプ圧送による閉塞や硬化速度など施工上における打ち込みやすさに関する様々な要因を考慮する施工上の用語がワーカビリティであって、コンシステンシーは主に含水率などによる流動性を示す材料上の用語という違いがあるのではないかと思います。
つまり用語を使用する分野自体が異なるのではないかと思います。

だから、粘土などは建築材料として用いることはないので、施工用語としてのワーカビリティを使うことはないでしょうし、物質の特性を示す材料学上の用語としては粘土に対しても用いられるようです。

両者ともコンクリートについてはスランプ試験で評価することが多いですが、ワーカビリティについてはブリージング試験を行うこともよくあり、モルタルについてはコンシステンシーはフロー試験で代表するようです。

建築用語ポケットブック構造編より

【コンシステンシー】
まだ固まらない物質の流動性の程度をいう。セメントペースト・モルタル・コンクリート・石膏・粘土など、主として水の量によって流動性の変化する場合によく用いる。ちゅう(稠)度、軟度ともいう。セメントのコンシステンシー試験はフロー試験、コンクリートのコンシステンシー試験はスランプ試験で代表される。

【ワーカビリティー】
まだ固まらないモルタルやコンクリートの作業性の難易の程度。目的工事または部位ごとに、流動性・非分離性等...続きを読む


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