学科Ⅳ（構造）
一級建築士 令和6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
選択肢2のガス圧接継手は、その位置に計算上生じている応力度だけを伝えればよい、という考え方が不適切です。ガス圧接は、鉄筋の端どうしを加熱しながら押し付けて接合する方法です。母材とは継手以外の元の鉄筋で、継手には、その母材の引張強度を伝達できる性能が求められます。
存在応力度は、ある荷重条件でその場所に実際に生じると計算した、単位断面積当たりの力です。たとえば計算された引張応力度がだったとしても、にだけ耐える継手でよいとはしません。地震の揺れる向き、荷重の組合せ、部材の降伏後の力の再配分などで、その場所の力は変わり得るからです。
鉄筋が降伏して伸びることにより、部材は力を保ちながら変形できます。継手が母材より先に脆く切れると、その能力を使う前に力の経路が途切れます。そこで継手は、現在の計算値にぎりぎり合わせるのでなく、鉄筋が本来発揮する引張強度を受け渡す接合部として扱います。継手の強度、定着の性能、コンクリートの重量、断面内の圧縮力の分担は、それぞれ別の確認事項です。
各選択肢の解説
選択肢1
（1）適切です。通し配筋定着は、梁主筋を柱梁接合部内へ連続して通し、鉄筋とコンクリートの付着によって力を伝える方法です。梁端の曲げヒンジで高い引張力を発揮する鉄筋を使うと、接合部内で受け渡す力も大きくなります。柱せいを大きくすると、主筋が接合部を通過する長さが増え、付着で力を伝える区間を確保できます。鉄筋を強くしただけで接合部の定着性能まで自動的に上がるわけではありません。
選択肢2
（2）母材の引張強度を伝達できる継手とする必要があります。継手位置での存在応力度は一つの解析条件での需要であり、継手に要求される性能そのものとは異なります。特に地震で主筋の降伏と伸びを期待する構造では、継手が先に破断しないことが力の伝達と変形能力の確保に重要です。ガス圧接部には外観の確認や必要な検査を行いますが、単に太くふくらんで見えることだけで内部の接合品質が保証されるわけではありません。
選択肢3
（3）適切です。単位体積重量は、当たりの重さをなどで示したものです。コンクリートの設計基準強度が変わると、調合などを反映した設計用の単位体積重量も変える場合があります。高層建物で階により強度が異なるなら、対応した値を使って各階の重量を積み上げる扱いは適切です。建物の重量は地震時の慣性力にも影響します。圧縮強度を体積に掛けて重量にするのではなく、強度区分に対応する重量を用います。
選択肢4
（4）適切です。梁が曲がると、一方は引張り、他方は圧縮を受けます。圧縮側に配置された主筋も、周囲のコンクリートとともに縮むので、圧縮力を負担できます。このように引張側と圧縮側の両方に主筋を持つ梁を複筋梁といいます。断面の力のつり合いでは、引張側鉄筋の力と、コンクリート・圧縮側鉄筋の力の合計が対応します。「鉄筋は引張り専用、コンクリートは圧縮専用」という覚え方は、役割を単純化しすぎています。
周辺知識
鉄筋コンクリートでは、鉄筋とコンクリートが一緒に変形できることが基本です。鉄筋の表面の節とコンクリートのかみ合いなどによって、鉄筋の力が周囲へ移されます。この相互作用を付着と呼び、十分な長さを埋め込んで鉄筋の力を部材へ伝え切ることを定着といいます。
定着と継手は似ていますが、役割が違います。定着は鉄筋からコンクリートへ力を移すこと、継手は鉄筋の途中をつないで次の鉄筋へ力を受け渡すことです。重ね継手では一度周囲のコンクリートを介して力が移る一方、ガス圧接などでは接合した鉄筋を通って直接力が伝わります。方式ごとの条件を守る必要があります。
また、強度と応力度は区別します。応力度は今どれだけ力を受けているか、強度はどこまで力に耐えられるかの指標で、どちらもなどの単位を使うので混同しやすい量です。設計基準強度は、コンクリートの設計で基準とする圧縮強度であり、単位体積重量とは異なります。本問の四つの記述は、強度を変えた場合に、定着長さや重量の評価を連動させる必要があること、そして接合部で力の経路を切らないことを確認しています。