建築構造力学における応力の定義について

質問

建築構造力学の分野における応力の定義について整理させてください！

当方構造力学を大の苦手としていまして、、というのも、そもそも作用反作用の法則を未だに掴み損ねているような状態でして、その癖変に理論にこだわる性格なので自分が納得行っていない理論を使う事をはばかってしまうのです。

前置きはこれぐらいにして。。
今回は建築構造力学にとって肝心要の「応力」について質問させてください。

そもそも、応力という言葉は分野によって様々に定義されているそうですね。
建築においては、応力とはすなわち内力、作用反作用の法則によって物質の内に流れる伝導する力のことだと理解しています。ついこの前まで、応力とは外力という入力に対して、物質の形状保持のために働く抵抗力だという認識をしていました。実際、インターネットで検索したところ、そのように応力を定義するサイトもありました。しかし応力という言葉は前述の通り多義的で、分野により定義が異なるからこのような定義もなされているのであり、こと建築においては前者の定義が正しいということで合っていますかね？？

ちなみに、作用反作用の法則は運動量保存則を逆にたどることでやっと理解できました。。作用があって、その応答として反作用があるのではない、両者は同時に発生し、不可分である、なぜならば、作用反作用の法則は運動量保存則に他ならず、その本質は交換にあるから、、つまり交換において、一方の獲得することと他方が喪失することは、同じ現象を別の視座で観測しているにすぎない。

回答No.4

foomufoomu

質問者さんには釈迦に説法な話でしょうが・・・

ちょっと前に、「応力と応力度の区別がわからない」という質問がありました。しかし、それがわからないのは、その質問をした人だけで、ほとんどの人は紛らわしく思っていません。
普通、たんに「応力」といっただけで、状況に応じて「応力」の意味なのか「応力度」の意味なのか、すぐに区別できます。
これは、「おおきい！」といっただけで、状況によって、長さの意味か、音量の意味か、すぐにわかるようなものです。

おそらく、質問した人は、そのように、状況に応じて意味が変わることに混乱しただけでしょう。
もちろん、統一しようとか、厳密に区別しようなどという動きはありません。この先もないでしょう。

また「生じる力」は「応力」を説明するときに使う言葉で、普通の状況で使われる言葉ではありません。

回答No.3

Lady_osaka

建築の世界でも応力と応力度が紛らわしいということで、
いわゆる昔風の応力のことを「生じる力」と呼びかえるように
法律ごと変わっちゃいました。

ということで今は
単位面積当たりの力である「応力度」と
力としての「生じる力」に統一されました。

回答No.2

kkanrei

土木構造屋です。
厳密な解釈は知りませんが、下記のように覚えておけば分かりやすい。
応力：部材に外力が作用した時に、その部材に生じる力
　　　　例えば、単純梁の中央にＰの集中荷重（外力）を与えると
　　　　　径間中央に　ＰＬ/4の曲げモーメント
　　　　　支点に　　　Ｐ/2のせん断力
　　　という応力が生じます。

応力度：応力によって生じる単位面積当たりの力
　　　　　例えば断面係数Ｚの部材に曲げーめんとＭの応力が生じると
　　　　　　σ＝Ｍ/Ｚの応力度が生じる。

　　というぐあいに、私は理解しています。

難しい理論をごちゃごちゃ読むのではなく、まず単純化して感覚で理解すべきだと思います。
というか、計算たくさんやっていたら、いやでも身に着きますが。

回答No.1

foomufoomu

よくわかってらっしゃるので、私が言うことなど何もないと思います。

応力の定義というか考え方は、いろいろにできると思います。質問文に書かれていることは、すべてそれぞれに正しいと思います。

あと、書かれていない考え方としては、
応力とは、物体の各部（内部）の歪（変形）によって生じる力のこと、あるいは歪を起こさせる力のこと。
これは、「形状保持のために働く抵抗力」という考え方に近いですが、もっとストレートに表現すると、こうなるかと思います。
工学では「力をかければ変形する」というのは基本事項で、かたときも忘れてはいけない事実だと思います。