学科Ⅳ（構造）
一級建築士 令和3年度 学科Ⅳ（構造） 問12
問題・正答・学習用解説
問題
図に示す鉄筋コンクリート構造の配筋に関する次の記述のうち、最も不適当なものはどれか。ただし、図に記載のない鉄筋は適切に配筋されているものとする。選択肢
- （1）梁上端筋の配筋において、ガス圧接継手をスパンの中央部に設けた。
- （2）最上階の外柱梁接合部（Ｌ形接合部）の配筋において、梁上端筋を機械式定着具で定着した。
- （3）スラブの配筋において、スラブの下端筋を梁内に直線定着した。
- （4）柱と壁の間に設けた完全スリットにおいて、面外変形を抑えるための鉄筋を設けた。
正答と解説
正答：（2）
正答の考え方
（2）の図では、最上階の外柱と梁がL字につながり、その上に柱がありません。梁上端筋を水平のまま柱の奥へ入れ、先端に機械式定着具を付けただけでは、この位置で必要な定着の仕組みを確保できません。
梁上端筋が引っ張られると、最上階の出隅部分には斜めのひび割れが生じやすくなります。上から柱のコンクリートで押さえられていないため、一般階の外柱梁接合部と同じように、水平部分の付着や定着具周囲の支圧へ期待できるとは限りません。図のままでは角のコンクリートごと抜け出すような破壊を防ぐ仕組みが不足します。
通常の納まりでは梁上端筋を下へ90度折り曲げ、折曲げ終点以降の鉛直部分で、柱筋側へ力を伝えられる必要定着長さを確保します。機械式定着具を鉛直部分の先に設ける方法なども、その条件に従って使います。また、柱を上方へ十分突出させ補強した場合や、別途性能を確認した工法には対応する扱いがあります。機械式定着が全て禁止なのではなく、図の水平な定着だけで最上階L形接合部を成立させたことが不適切です。
各選択肢の解説
選択肢1
（1）図の継手は梁上端筋のスパン中央付近にあります。一般的な連続梁では上端筋の引張りは梁端で大きくなるため、その大きな応力や塑性化が想定される領域を避けて中央部へガス圧接継手を設ける納まりは適切です。ただしどんな荷重状態でも中央の応力が必ず小さいという意味ではなく、実際の応力分布や継手性能に従います。ガス圧接は鉄筋端面を加熱・加圧してつなぐ方法で、位置だけでなく施工と検査の品質も必要です。
選択肢2
（2）図は上に柱がないL形接合部で、上端筋の先端を水平のまま機械式定着具で止めています。この状態では出隅のひび割れにより、水平部分で必要な力を柱へ渡すことが難しくなるため不適切です。通常は下向きに折り曲げ、鉛直部分に必要な定着を確保するなど、L形接合部に対応する方法を使います。一般階の定着と同じ長さ・金物なら十分と考えず、定着部の周囲をどのコンクリートと鉄筋が拘束しているかを確認します。
選択肢3
（3）スラブ下端筋を梁内へ必要な長さだけ直線定着する図の納まりは適切です。床の引張力を受ける鉄筋の力を、支持する梁へ付着によって受け渡します。全ての鉄筋端に必ずフックが必要というわけではなく、直線定着に必要な長さ、コンクリートの強度、かぶりなどの条件を満たす方法があります。図では上端筋は折り曲げていますが、その形を下端筋にも機械的に要求せず、それぞれの力と定着条件に応じて判断します。
選択肢4
（4）完全スリットは柱と壁の面内の拘束を切りますが、壁が面外方向へ倒れたり大きく動いたりしないようにする必要もあります。図のような所定の鉄筋で面外変形を抑える納まりは適切です。スリットを越える鉄筋は露出や水分の影響を受けるため、防錆処理等も必要になります。どんな太さ・量の鉄筋でも自由に連結してよいのではなく、必要な面外支持を確保しながら、面内の拘束を過大にしないよう配慮することが前提です。
周辺知識
定着は、鉄筋の力を周囲のコンクリートや接合先へ受け渡すための仕組みです。鉄筋を短く埋めただけでは、鋼材が降伏する前に抜け出したり、周囲のコンクリートが割れたりする可能性があります。必要長さ、曲げ形状、定着具、かぶり、横補強筋などを組み合わせます。
直線定着は主に鉄筋周囲の付着を利用し、折曲げや機械式定着では曲がり部や定着具の支圧も利用します。しかしその支圧を受けるコンクリートが自由な表面に近いと、塊として割れて抜けるおそれがあります。一般階の十字形・ト形接合部と、最上階のL形接合部で扱いが違うのは、周囲の拘束とひび割れの進み方が違うためです。
継手は鉄筋同士をつなぐこと、定着は鉄筋の力を部材へ伝えることです。また完全スリットは特定の方向の力の伝達を抑える工夫です。配筋図では鉄筋の本数だけでなく、始点と終点、曲がる向き、接する部材、切り離す方向を読み、どの力を伝え、どの拘束を避ける納まりなのかを考えます。