学科Ⅳ（構造）
一級建築士 令和3年度 学科Ⅳ（構造） 問13
問題・正答・学習用解説
問題
鉄筋コンクリート構造の許容応力度計算に関する次の記述のうち、最も不適当なものはどれか。選択肢
正答と解説
正答：（1）
正答の考え方
梁と一体になった片側スラブの効果を無視して、梁の曲げ剛性を求める記述が不適切です。スラブは床の板状部材で、梁に一体化している部分は梁とともに変形し、曲げに抵抗します。片側だけに付く場合でも、その効果がなくなるわけではありません。
曲げ剛性はで、Eは材料のヤング係数、Iは断面二次モーメントです。梁にスラブが付くと、材料の分布や図心の位置が変わり、梁だけの長方形断面とはIが異なります。通常は有効幅などの考え方で、スラブのうち梁と協力して働く範囲を適切に評価します。床全幅を無条件に全て有効とするわけでもありません。
剛性を小さく見積もると変形が大きく算定されるため安全側に見えることがありますが、骨組の中では硬い部材へより多くの力が集まります。スラブによる剛性を落とすと、その梁や周辺部材への応力分担を正しく表せない可能性があります。性能を無視することが常に安全側ではない点が重要です。許容耐力の算定で有利な抵抗を見込まない扱いと、骨組解析の剛性を誤って小さくする扱いを分けて考えます。
各選択肢の解説
選択肢1
（1）片側スラブも梁と一緒に曲がるため、曲げ剛性へ寄与します。スラブの有効範囲や図心位置の変化を考慮し、梁だけの長方形断面として一律に無視することはできません。剛性は骨組内の力の分担を決めるので、小さく評価すれば全て安全になるわけではありません。たとえば実際には硬い梁に多くの力が入るのに、解析では柔らかいと扱うと、その梁の応力を過小に求める可能性があります。耐力の余裕を捨てることとは意味が違います。
選択肢2
（2）RC柱の許容曲げモーメントを算定する際、コンクリートの引張抵抗を無視し、引張側は鉄筋が負担すると考える扱いは適切です。コンクリートは引張りに弱く、ひび割れ後もその抵抗を安定して全て期待することはできません。圧縮側コンクリートと鉄筋によって断面内の力をつり合わせます。物理的にコンクリートの引張強度が完全に0という意味ではなく、許容曲げの計算で採用する抵抗のモデルを述べています。
選択肢3
（3）梁の短期許容せん断力の所定の算定では、主筋がひび割れ面を横切って抵抗するダボ作用などを、別途有利な耐力として直接加算しない扱いです。主にコンクリートとせん断補強筋の寄与によって評価するため、記述は適切です。主筋がせん断現象へ全く関係しないという意味ではありません。主筋量等の影響を含む別の終局式と、短期許容せん断の式を混同し、全ての有利な作用を重ねて加算しないことが重要です。
選択肢4
（4）柱では軸圧縮が斜めひび割れの発生を抑える効果がありますが、短期許容せん断力の所定の式では、その有利な効果を無視する扱いができます。従って記述は適切です。圧縮力の効果を見込まないことで抵抗を安全側に評価します。ただし柱に作用する軸力を全ての設計から除いてよいのではありません。曲げとの組合せ、軸力制限、圧縮破壊、変形能力などの確認では、実際の軸圧縮力を適切に考慮する必要があります。
周辺知識
構造計算には、どこへどれだけ力が流れるかを求める解析と、得られた力へ部材が耐えられるかを調べる断面検定があります。剛性は前者の力の分担や変形に関わり、許容耐力は後者で比較する上限です。両方を同じように「小さくすれば安全」と扱うことはできません。
RC断面では、ひび割れの前後でコンクリートの引張側の働きが変わります。そのため、使用する解析段階や検定方法に応じた剛性・耐力の評価を選びます。コンクリートの引張抵抗を無視する許容曲げ計算と、スラブの寄与を反映する梁剛性の計算は、別の目的に対応するものです。
せん断でも、短期許容耐力と終局耐力の算定式は同じではありません。軸圧縮や主筋の有利な効果をどこまで見込むかは、式の適用条件と安全性の考え方で決まります。公式の一部だけを別の式へ移したり、複数の式の有利な項を足したりせず、どの荷重段階の何を確かめる方法かを整理して使うことが必要です。