RC断面計算、許容応力度法、RC柱梁の断面算定










RC断面計算、許容応力度法、RC柱梁の断面算定の耳寄り情報

構造計算における鉄筋とコンクリートの相性、メリットとデメリットについて

構造計算における、鉄筋とコンクリートの相性についてです。
鉄筋とコンクリートはそれぞれ長所と短所をもっています。 コンクリートは圧縮に強いが引張りに弱い、鉄筋は逆に引張りには強いが圧縮に弱い、というものです。 その2つの素材の長所を組み合わせることで、短所を補ったものが鉄筋コンクリート造になります。 また、鉄筋のもつ錆びやすく熱に弱いという短所も、強いアルカリ性と耐火性をもつコンクリートに 覆われることで補われることになります。 温度変化による膨張率も等しいなど相性の良い組み合わせといえます。

RC構造計算をソフトウェアで行う場合の、 RC梁のたわみ制限の検討については、たわみ制限を超える部材のみを出力する、全部材を出力する、出力しないから選択して、検討を行います。全部材がたわみ制限内にある場合は、メッセージを出力します。
荷重増分による柱の変動軸力を考慮する場合は、柱のせん断強度は、一次設計地震時軸力に指定した倍率を乗じた値と長期軸力の合計値を用いて計算します。
常時曲げ応力の扱いについては、長期応力を考慮する、長期軸力は常に考慮する、軸力以外を考慮しないなどの指定ができます。

RC構造計算で、荷重増分による柱の変動軸力を考慮する場合は、柱のせん断強度は、一次設計地震時軸力に指定した倍率を乗じた値と長期軸力の 合計値を用いて計算します。 せん断力を負担している柱がない場合は、標準柱剛性を入力します。

RC構造計算をソフトウェアで行う場合の、雑壁の剛性評価については、n値入力により考慮され、ラーメン内の束壁も自動計算します。 直交部材の扱いについては、立体解析は常に考慮する、柱は2軸曲げにより降伏判定する、擬似立体は指定位置を直交部材弾性で考慮する、 平面モデルは考慮しないなどの設定ができます。

RC構造の帯鉄筋柱の設計計算についての留意点とは

RC構造の帯鉄筋柱の設計計算についての留意点は、次のようなものがあげられます。
①柱の最小寸法は200mm以上とする。
②軸方向鉄筋の直径φ≧13mm、4本以上、0.8%≦Ast/Ac≦6% とする。
③帯鉄筋の直径φ’≧6mm、ピッチs≦柱の最小横寸法、s≦12φ、s≦48φ’ とする。
④大断面の場合には、コンクリートの拘束防止、軸方向鉄筋の座屈防止のため、中間帯鉄筋を用いる。
⑤はりやスラブ等の他部材との接続部では、とくに、帯鉄筋を密に配置する。
⑥軸方向鉄筋のあきは40mm以上、粗骨材最大寸法の4/3倍以上、鉄筋直径の1.5倍以上とする。
⑦直径32mm以下の異形鉄筋で、コンクリートの締固めの関係上、軸方向鉄筋は3本または3本ずつ束ねて配置してよい。

参考文献:「鉄筋コンクリート工学」共立出版
「鉄筋コンクリート工学」 共立出版は、 構造計算の流れがわかりやすく説明されている参考書です。 具体的な例題も、たくさん掲載されています。

帯鉄筋柱は、主鉄筋である軸方向鉄筋に帯鉄筋を結束し、主鉄筋の座屈を防止し、かつ、疑似円管としての機能により、全般の耐力を向上させることを期待して設計される。
曲げモーメントの影響度の大きさについての規定は明確ではないが、軸方向圧縮力の支配的な場合、軸方向設計圧縮耐力の上限値Noud’は、次式で与えられる。
Noud’= 0.85・fcd’・Ac+fyd’・Ast/γb
ここに、
Ac:コンクリート全断面積 (Astを無視)
Ast:軸方向鉄筋の全断面積
fcd’:コンクリートの設計圧縮強度
fyd’:軸方向鉄筋の設計圧縮降伏強度
γb:部材係数 (1.5~1.30)
軸方向設計圧縮耐力の上限値Noud’には、弾性係数比が関与していない。終局限界状態設計法では、もはや弾性理論が適用されず、塑性理論の範ちゅうに属するからである。

許容軸方向荷重Poは、次式で与えられる。
Po = 1/3(0.85・fck’・Ac+fyd’・Ast)
ここに、
3:安全率
fck’:設計基準強度
柱の断面を設計する場合には、設計軸方向圧縮力Nd’に対する最小限のコンクリート断面は、次式を満たす必要がある。
Noud’/Nd’ ≧ γi
ここに、
γi:構造物係数 (1.0~1.2)

参考文献:「鉄筋コンクリート工学」共立出版


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