学科Ⅳ（構造）
一級建築士 令和5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：（3）
正答の考え方
耐力壁の長期許容せん断力に、壁の横筋の効果を加える記述が不適切です。許容せん断力は、設計上その部材へ作用させてよい横ずれの力の上限です。長期とは、建物の自重や通常の使用荷重など、継続して作用する状態を意味します。
耐力壁の長期の計算では、コンクリートによる抵抗を基本に評価し、壁の横筋の抵抗を加算する扱いにはしません。壁に斜めのひび割れが生じた後、そこを横切る鉄筋が引張力を負担することは重要ですが、その効果を長期許容せん断力へそのまま持ち込むことはできません。長期、短期、終局で、想定する損傷状態と計算の目的が異なります。
他の記述は、梁のせん断にせん断スパン比の影響を考慮すること、引張鉄筋が支配する梁の曲げをで求めること、柱の複数の許容限界のうち最初に達するものを採用することです。いずれも、それぞれの適用条件に対応した計算です。部材名と荷重の継続時間、何の限界を調べる式かを一緒に読む必要があります。
各選択肢の解説
選択肢1
（1）せん断スパンは、曲げとせん断の関係を表す長さで、代表的にはです。これを有効せいで割ったが小さい梁は、コンクリートの斜め方向の圧縮による抵抗が働きやすくなります。梁の短期許容せん断力では、この影響を規定の割増し係数で考慮するため適切です。ただし、短い梁なら無制限に強いという意味ではなく、係数の適用範囲や上下限を守って算定します。
選択肢2
（2）引張鉄筋比が釣合い鉄筋比以下なら、通常の梁の許容曲げでは引張鉄筋側の限界が支配します。鉄筋が受け持てる引張力は、面積に許容引張応力度を掛けたです。これとコンクリート側の圧縮力が、距離を隔てて偶力を作るので、許容曲げモーメントはとなります。は圧縮力と引張力の中心間距離で、梁の全せいそのものとは区別します。
選択肢3
（3）壁の横筋は、ひび割れ後のせん断抵抗やひび割れの広がりを抑えるうえで重要です。しかし、長期許容せん断力の算定で、その鉄筋の寄与をコンクリートの抵抗へ足し合わせる扱いはしません。鉄筋が不要なのではなく、設計で要求する長期の状態と、鉄筋が大きく働くひび割れ後の状態を分けています。梁・柱の別の算定式や、耐力壁の短期・終局の式を、この長期の式へ流用しないことが大切です。
選択肢4
（4）柱には圧縮軸力と曲げが同時に作用するため、コンクリートの圧縮、圧縮側鉄筋、引張側鉄筋のどれが先に許容値へ達するかは条件によって変わります。各限界に対応する曲げモーメントを求め、最小値を採るのは適切です。たとえば二つの限界が100となら、140まで使うと100の限界を既に超えています。最大値や平均値ではなく、最初に超えてはいけない限界へ達する値を選びます。
周辺知識
鉄筋コンクリートの曲げでは、断面の一方が縮み、反対側が伸びます。コンクリートは圧縮に強く引張りに弱いため、ひび割れ後の引張りは主に鉄筋が受け持ちます。この圧縮力と引張力が離れて作用し、曲げモーメントへ抵抗します。許容曲げの式にが現れる理由です。
釣合い鉄筋比は、コンクリートと鉄筋がそれぞれの許容限界へ同時に達する境目を表します。鉄筋が比較的少ない側なら鉄筋の引張りが先に限界へ達し、多い側ならコンクリートの圧縮が先に支配しやすくなります。鉄筋量を増やした分だけ、いつまでも同じ比例式で曲げ耐力が増えるわけではありません。
また、曲げとせん断は別の破壊形式です。曲げの強さを満たしても、斜めのひび割れから急に壊れるせん断の安全性は別に確認します。許容応力度計算は通常の使用や規定の短期荷重での限界、保有水平耐力計算は大きく塑性化した状態の抵抗を扱います。同じ「強さ」という言葉でも、計算している状態と目的が違うことを整理しておきましょう。