- 圧縮荷重ってなに？
- 引張荷重と何が違うの？
- 単位は何で書く？
- 座屈と圧縮ってどう違うの？
- コンクリートやSS400だと許容値はいくつ？
- 現場のどこで圧縮荷重を見るの？
上記の様な悩みを解決します。
圧縮荷重は、結論「部材を押し縮める方向にかかる外力」で、柱・支保工・基礎杭・コンクリート部材といった「上から重さを受ける部品」の設計で必ず出てくる基本量。引張荷重と一見対照的なのですが、圧縮側だけは 「材料の圧壊」と「細長い部材の座屈」の二段構え で耐力をチェックしないといけないクセモノで、構造計算でつまずく初学者が一番多いポイントです。本記事ではコンクリート・S造・木造それぞれの代表値を並べつつ、座屈との関係を切り分けて整理しておきましょう。
なるべく分かりやすい表現で記事をまとめていくので、初心者の方にも理解しやすい内容になっているかなと思います。
それではいってみましょう！
圧縮荷重とは？
圧縮荷重とは、結論「部材を押し縮める方向に作用する外力」のことです。
英語では compressive load（コンプレッシブロード）または compression load。記号は P や N（軸方向力のN）が使われ、軸力のうちマイナス側＝圧縮、プラス側＝引張として整理します。
圧縮荷重がかかる代表的な部位
圧縮荷重がかかる代表的な部位は、建物の柱（屋根・床の重量を受ける）、鉄筋コンクリートの基礎杭（押込み力を受ける）、鉄骨ブレースの圧縮側（X型ブレースの片側）、型枠支保工のサポート（コンクリート打設中の上載荷重）、仮設足場の建地（人・資材の自重）、木造軸組の通し柱・管柱、アーチ橋の桁・トンネル覆工、橋脚、というあたり。
「上から押し下げられる方向に外力が作用」というイメージ。建築物の柱は基本的に「圧縮で支える部材」なので、構造図で柱を見たら 「ここに圧縮荷重がかかる」 と頭の中で読み替えるのが第一歩です。
圧縮荷重と引張荷重の違い
引張荷重と圧縮荷重は、力の向きだけが反対の関係。ただし設計上の扱いが大きく違うので、ここを混同すると痛い目を見ます。
| 項目 | 引張荷重 | 圧縮荷重 |
|---|---|---|
| 力の向き | 部材を 伸ばす 方向 | 部材を 縮める 方向 |
| 部材の変形 | 長くなる | 短くなる |
| 破壊モード | 断面破断（材料の引張破壊） | ①材料圧壊 ＋ ②座屈 の2モード |
| 鋼材での得意度 | 強い（引張強さ400〜800 N/mm²） | 強い（同等の値） |
| コンクリートでの得意度 | 弱い（圧縮の1/10程度） | 得意（基準強度 18〜36 N/mm²） |
| 細長い部材 | 細長くても断面通り効く | 細長いほど座屈で耐力が落ちる |
| 設計時の特徴 | 断面積で耐力が決まる | 断面積＋細長比で耐力が決まる |
圧縮側に独特の「座屈」
引張側は「断面積が決まれば耐力が決まる」というシンプルな関係ですが、圧縮側は 細長い部材ほど横にたわんで耐力が落ちる（座屈）。これは座屈荷重の世界で、オイラーの式で扱う領域。長柱の設計では、圧縮応力度のチェックだけでなく、細長比 λ = Lk / i に応じた座屈耐力の照査が必須になります。
引張と圧縮を含む応力ひずみの全体像については、こちらにまとめてあります。
圧縮荷重の単位
圧縮荷重の単位は、結論「N（ニュートン）またはkN（キロニュートン）」が標準です。
単位の整理は、N（ニュートン）で1 kgf ≒ 9.81 N、kN（キロニュートン）で1 kN = 1,000 N、MN（メガニュートン）で1 MN = 1,000 kN（大規模構造で使用）、kgf（重量キログラム）が旧単位で1 kgf ≒ 9.81 N、tf（重量トン）で1 tf ≒ 9.81 kN、というあたり。
換算の早見
| 単位 | 換算 |
|---|---|
| 1 kN | ≒ 102 kgf |
| 1 tf | ≒ 9.81 kN |
| 100 kN | ≒ 10.2 tf |
例えば「柱1本に圧縮荷重 1,500 kN」と書かれていれば、約 153 tf＝約153トンの重量が乗っかっているイメージ。10階建ての中層建物の柱で1,000〜2,000kNあたりがゴロゴロ出てくるので、慣れてくると「kN表記でも体感重量が思い浮かぶ」ようになります。
圧縮荷重の計算方法
圧縮荷重の計算は、引張側と同じく2段階で考えます。
①「外力としての圧縮荷重」を求める計算
外力としての圧縮荷重を求める計算は、上階からの軸力（梁反力の累積）、屋根・床の死荷重×負担面積、積載荷重×負担面積、雪荷重×負担面積（多雪地）、というあたり。
「この柱は何階分の重量を受けるか」を計算する段階。下層の柱ほど累積荷重が大きくなるので、構造計算書では1階柱が最も大きな圧縮荷重を受ける、という形で出てきます。
②「許容できる圧縮荷重」を求める計算（耐力計算）
ここが引張側と決定的に違うところで、短柱（圧壊側）と長柱（座屈側）の2方向チェックが必要になります。短柱なら許容圧縮荷重P = 許容圧縮応力度fc × 有効断面積A、長柱ならオイラー座屈荷重Pe = π² × E × I / Lk²、という式。
実務では、許容圧縮応力度 fc が細長比 λ に応じた低減係数で割り引かれるので、「圧縮応力度の低減 + 断面積」で実質一発計算できる形にまとめられているケースが多いです。鉄骨告示・木造告示などにそれぞれの式が整備されています。
例：柱に圧縮荷重 1,000 kN がかかる場合
必要断面積（許容応力度200 N/mm²と仮定）は1,000,000÷200＝5,000 mm²、これはH300×300×10×15の断面積（約11,800 mm²）ならクリア、というかたち。
ただし細長比が大きいと、200 N/mm² がたとえば 80 N/mm² まで落ちるので、必要断面積が2.5倍にふくらみます。「鉄骨柱は太いほど・短いほど圧縮に強い」と覚えておけば直感は外しません。
主要材料の圧縮許容値
実務でよく使う材料の圧縮側の代表値を整理しておきます。
鋼材（短柱の許容圧縮応力度・短期）
| 材質 | 降伏点 | 短期許容圧縮応力度（短柱） |
|---|---|---|
| SS400 | 235 以上 | 235 N/mm² |
| SN400B | 235〜355 | 235 N/mm² |
| SM490 | 325 以上 | 325 N/mm² |
※細長比が大きい長柱では、上記値が低減されます。実務では構造計算書の「許容圧縮応力度表」を参照。
コンクリート（設計基準強度ベース・短期）
| 設計基準強度 Fc | 短期許容圧縮応力度（目安） |
|---|---|
| 18 N/mm² | 12 N/mm²（長期 6） |
| 21 N/mm² | 14 N/mm²（長期 7） |
| 24 N/mm² | 16 N/mm²（長期 8） |
| 30 N/mm² | 20 N/mm²（長期 10） |
| 36 N/mm² | 24 N/mm²（長期 12） |
木材（針葉樹・基準強度ベース）
| 樹種 | 圧縮基準強度 Fc |
|---|---|
| スギ（無等級材） | 17.7 N/mm² |
| ヒノキ（無等級材） | 20.7 N/mm² |
| ベイマツ（無等級材） | 22.2 N/mm² |
ここで分かるのは、鋼材の圧縮許容値は鉄筋コンクリートの10〜20倍だということ。だから少ない断面積で大きな荷重を受けられるのが鉄骨造（S造）の強みなのですが、その代わり「細長くなるとすぐ座屈する」のが弱点。RC造は「コンクリートの太い柱で圧縮を効率よく受け、引張は鉄筋に分担させる」発想で組み立てられている、というのが構造の基本ストーリーです。
現場で圧縮荷重が問題になる場面
施工管理として「圧縮荷重」を意識するシーンを並べておきます。
①基礎杭の押込み耐力
建物全体の鉛直荷重を、最終的に地中の杭へ伝えるのが基礎の役目。1本あたりの押込み圧縮荷重が、杭の長期許容支持力以下になっているかをチェックします。地盤調査のN値で杭先端の支持力＋周面摩擦力を出して、必要本数を逆算する流れですね。
②型枠支保工のサポート計算
コンクリート打設中、生コンクリート＋型枠＋作業員＋打設機械の重量がすべてサポート材へ圧縮で乗ってきます。1本あたり何トン受けるかを計算して、サポートの本数・配置を決定。過密に立てたつもりが横倒れ＝座屈で重大事故になるケースがあるので、座屈との合わせ技で要注意。
③仮設足場の建地
枠組足場の建地（縦の支柱）には、1本あたり 1,200 kgf 以下（労安規則）といった許容値が定められています。資材の積み上げが規定を超えると座屈・転倒。とくに高層階で建地が長くなる現場ほど、座屈側のリスクが顕在化します。
④鉄骨X型ブレースの圧縮側
地震時、X型ブレースは「片方が引張、もう片方が圧縮」になります。圧縮側は座屈で耐力が大幅にダウンするので、「実質、引張側の片側だけが効いている」と見立てて設計するのが実務上の定番。圧縮側を主役にしたい場合は、座屈拘束ブレース（BRB）を使うことになります。
僕も新人時代に、鉄筋コンクリートの大梁を支える支保工サポートを「多少多めに立てておけば安心」と考えて打設に入ったら、サポート間隔は十分でも長さの座屈余裕が足りず、わずかにせり上がる現象を経験したことがあります。圧縮荷重は「太さ」だけ見ていて「長さ」を忘れると痛い目にあう。これが圧縮の怖さだなと痛感した一件でしたね。
圧縮荷重に関する情報まとめ
- 圧縮荷重とは：部材を押し縮める方向に作用する外力
- 引張との違い：圧縮側は 圧壊と座屈の2モードでチェックが必要
- 単位：N、kN、MN（1 tf ≒ 9.81 kN）
- 計算：許容圧縮荷重 P = 許容圧縮応力度 fc × 有効断面積 A（細長比で fc が低減）
- 代表値:SS400 短期 235 N/mm²、Fc24コンクリート 短期 16 N/mm²、ヒノキ 20.7 N/mm²
- 現場での出番：基礎杭・支保工サポート・足場建地・鉄骨ブレース圧縮側
以上が圧縮荷重に関する情報のまとめです。
圧縮荷重は「上から押される力」というシンプルな概念ですが、実務では 「圧壊」と「座屈」の二段構えで耐力を見ないと安全側に振り切れません。とくに長い柱・サポート・建地のように細長くなる部材は、断面積以上に「長さ」が効いてくる。この感覚をつかむと、構造図や仮設計画書を見るときの解像度が一段アップしますよ。一通り圧縮荷重の基礎知識は理解できたと思います。
合わせて、応力ひずみや座屈の周辺知識も押さえておくと、構造の全体像がグッと立体的に見えるようになります。