学科Ⅳ（構造）
一級建築士 令和5年度 学科Ⅳ（構造） 問12
問題・正答・学習用解説
問題
鉄筋コンクリート構造の鉄筋の定着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：（2）
正答の考え方
フックを90度から180度へ変えれば必要定着長さが短くなる、という記述が誤りです。定着とは、鉄筋が受ける引張力を周囲のコンクリートへ伝え、端から抜け出さないようにすることです。必要定着長さは、その力を受け渡すために確保する埋込み長さです。
標準フックは、鉄筋の端を所定の曲げ径と余長で折り曲げたものです。90度、135度、180度などの形状がありますが、標準フックとして同じ条件で評価する場合、180度にしたことだけを理由に必要定着長さを短くする扱いにはなりません。曲げた形状と、必要な長さの規定をそれぞれ満たします。
定着性能には、鉄筋径、伝える応力度、コンクリート強度、周囲のかぶりや横補強筋による拘束が関係します。コンクリートが強く、周囲を補強筋で囲まれて割れ広がりにくければ、力を伝えやすくなります。一方、見た目に大きく曲がっているだけでは、周囲のコンクリートが割れたり押し壊されたりすることを防げません。形だけで定着の良し悪しを判断しないことが要点です。
各選択肢の解説
選択肢1
（1）梁主筋の力は、定着する先の柱のコンクリートへ伝わります。そのコンクリートの設計基準強度が高いほど、付着やフック付近の支圧に対する抵抗を大きく評価でき、他条件が同じなら必要定着長さは短くなります。梁自身のコンクリート強度だけを見るのではなく、実際に定着する柱側の強度を確認する点が重要です。ただし、規定された最低長さやフック形状、接合部内の納まりまで省略できる意味ではありません。
選択肢2
（2）90度より180度の方が引っ掛かりそうに見えますが、標準フック同士の比較では、折曲げ角度だけによる定着長さの短縮は認める扱いではありません。曲げ径、折曲げ後の直線部分の余長、かぶりなどの形状条件と、定着長さの算定条件は別に確認します。大きな角度で曲げた分の円弧長さを、必要な投影長さへ自由に加えてよいわけでもありません。どこからどこまで測る長さなのかを図面で読みます。
選択肢3
（3）柱の帯筋など横補強筋に囲まれた内側をコアと呼びます。そこへ定着すれば、鉄筋が周囲のコンクリートを押し広げようとするとき、横補強筋が割れの拡大を抑えます。この拘束効果を考慮できるため、拘束のない部分より必要定着長さを短く評価できます。柱の外周近くへ単に埋めただけの場合と、帯筋で囲まれた内部へ確実に納めた場合では、コンクリートが割れた後の抵抗の保ち方が異なります。
選択肢4
（4）最上階以外で上端筋と下端筋を柱内でつなぐU字形の折曲げ定着は、所定の条件を満たす場合、定着長さの取り方に90度フックを準用できます。これはU字の全長を一つの長い直線定着として扱うという意味ではありません。それぞれの梁筋から柱内へ力が伝わる位置と、折曲げ部までの必要な長さを確保します。最上階では柱が上へ続かず拘束状況が異なるため、本記述の対象範囲をそのまま広げないようにします。
周辺知識
鉄筋とコンクリートは、接しているだけで完全に一体となるわけではありません。異形鉄筋の表面の節が周囲のコンクリートとかみ合い、鉄筋に沿う力を少しずつコンクリートへ渡します。これを付着といいます。短い範囲で大きな力を渡そうとすると、鉄筋周囲のコンクリートを押し広げる力が大きくなり、鉄筋に沿う割裂ひび割れが発生しやすくなります。
単純化して直径の鉄筋に応力度が生じると、引張力はです。一方、長さの周面積はです。平均付着応力度をとすれば、からとなります。実際の設計式は拘束や安全性などを考慮しますが、太い鉄筋ほど、また大きい力を伝えるほど、長い定着が必要になる理由を理解できます。
定着は鉄筋の端からコンクリートへの力の受渡し、継手は鉄筋から別の鉄筋へ力をつなぐ仕組みです。重ね継手も付着を利用しますが、定着長さと継手長さを同じ数値として扱わないようにします。