引張強度と建築材料の強さ

引張強度と建築材料の強さ

引張強度と建築材料の強さ

建築物研究家

「引張強度」とは何かについて説明できるか？

建築を知りたい

「引張強度」とは、物体を引っ張った時に、その物体がどれだけ耐えられるかを表す数値のことです。

建築物研究家

それは正しいよ。ちなみに、コンクリートの引張強度は圧縮強度の1／10程度である。

建築を知りたい

なるほど、コンクリートの引張強度は弱いんですね。だから、鉄筋を使って鉄筋コンクリート造りにすることで、コンクリートの低い引張強度を補うことができるんですね。

引張強度とは。

引張強度とは、試験片に最大引っ張り荷重をかけて得られた数値を断面積で割って得られる値です。この値は、試験片当たりの強度を表しています。鉄などの金属の場合、引張強度が高いものを粘りがあると表現することがあります。しかし、コンクリートなどは圧縮強度に対して1／10程度の引張強度しかありません。そこで、弱点を補うためにも鉄筋を使って鉄筋コンクリート造りにするのです。剥離したりすることがなければ、鉄の引張りに対する強さを得られるためには、コンクリートの低い引張強度を補えるのです。温度に対する伸び率を考えた場合にも、鉄筋とコンクリートは非常に近い値を持っているため、お互いの弱点を補うことができる非常に相性のいい組み合わせです。

引張強度の定義と重要性

引張強度は、素材が引っ張りに抵抗できる強さを表す指標です。引っ張る力に耐える能力とも言えるでしょう。建築においては、建物の構造を支える鉄筋やコンクリートの引張強度が重要です。鉄筋は引張強度に優れているため、コンクリートの低い引張強度を補うことができます。また、鉄筋とコンクリートは、温度に対する伸び率が非常に近いため、お互いの弱点を補い合うことができます。

引張強度は、供試体に対して最大引っ張り荷重をかけて得られた数値に対して、断面積で割って得られる数値のことです。面積当たりの強度を得たことになります。鉄などの金属の場合には、引張強度が高い物を粘りがあると表現することがあります。しかし、コンクリートなどは圧縮強度に対して1／10程度の引張強度しか持たないのです。そこで、弱点を補うためにも鉄筋を使って鉄筋コンクリート造りにするのです。剥離したりすることがなければ、鉄の引張りに対する強さを得られることになるため、コンクリートの低い引張強度を補うことができます。

温度に対する伸び率を考えた場合にも、鉄筋とコンクリートは非常に近い値を持っているため、お互いの弱点を補い合うことができます。ひじょうに相性のいい組み合わせと言えます。

材料の引張強度を左右する要因

引張強度は、材料が引張荷重に耐える強さを示す指標です。材料の引張強度は、その材料の引張強さと断面積の比率によって決まります。引張荷重とは、材料を引っ張る方向に力を加えることであり、断面積とは、材料の横断面を分断する面積をいう。材料の引張強度は、以下の要因によって左右されます。

* 原子結合の強度材料の原子結合が強いほど、引張強度も高くなります。
* 原子の配列材料の原子配列が規則正しいほど、引張強度も高くなります。
* 転位材料の転位は、原子配列の乱れを意味します。転位が多いほど、引張強度が低くなります。
* 欠陥材料の欠陥は、原子配列の乱れを意味します。欠陥が多いほど、引張強度が低くなります。
* 温度材料の温度が高いほど、引張強度が低くなります。
* ひずみ速度材料のひずみ速度が速いほど、引張強度が低くなります。

鉄筋コンクリート造における引張強度

鉄筋コンクリート造は、鉄筋とコンクリートを組み合わせた構造物であり、鉄筋の引張強度とコンクリートの圧縮強度を有効に活用した構造です。鉄筋は引張強度に優れており、コンクリートは圧縮強度に優れています。鉄筋コンクリート造では、鉄筋が引張力を負担し、コンクリートが圧縮力を負担することで、構造物の強度を確保しています。

鉄筋コンクリート造は、鉄筋とコンクリートが一体的に作用するため、非常に高い強度を有しています。また、鉄筋コンクリート造は、火災や地震に強く、耐久性に優れています。そのため、鉄筋コンクリート造は、ビルやマンション、橋梁、トンネルなど、さまざまな構造物に使用されています。

温度変化と引張強度

温度に対する伸び率を考えた場合にも、鉄筋とコンクリートは非常に近い値を持っているため、お互いの弱点を補うことができるひじょうに相性のいい組み合わせだ。鉄筋は、コンクリートがひび割れを起こして、亀裂が走っても鉄筋が頑強にコンクリートを保持する役割を果たします。温度変化の大きい地域では、コンクリートは温度上昇によって膨張し、温度が低下するときに収縮します。温度差によって、ひび割れが生じてしまいます。そこで、鉄筋を用いた鉄筋コンクリート造りが用いられるのです。コンクリートのひび割れにも対応し、抵抗できるようにするのが鉄筋コンクリート造りの強みとなります。