耐震補強特集

鉄筋コンクリート筋

鉄筋コンクリート造を構成するのは、コンクリートと鉄筋です。建物に地震の外力が作用すると、あまり変形を生じない状態で、その建物を構成している材料内部に外力に抵抗しようという力が働きます。

コンクリートは、外力のうちの圧縮力 (※図1) に抵抗する事が出来ます。が、引張り力 (※図1) には抵抗出来ません。鉄筋は、外力のうち引張り力に強く抵抗する事が出来ます。
コンクリートと鉄筋は、お互いの長所を活かし、成立しているのです。


■コンクリート
コンクリートの主材料はセメント、水、骨材 (細骨材、粗骨材) の3つです。
この主材料に混和材料を加えますが、これは料理でいうなら調味料です。
これらの原料が硬化をしコンクリートが出来ます。

硬化の原理 (セメントと水が練り混ぜられると、化学的に両者が結合する反応が起こる。これを水和作用と言う。この反応は水和物というものを形成し、それがセメント粒子同士を結び付けていく。さらに時間が経つと、セメント粒子間が水和物で満たされセメントゲルを形成していき、骨材を包み結びつけていく。)

この水和作用と硬化は極めて長い時間継続していきます。又、硬化が進むにつれて、コンクリートの強度も上昇し続けます。

現場で、コンクリートが流し込まれ (※写真1) 28日後の圧縮強度を設計基準強度と言います。
設計では、この設計基準強度を定め、建物を構成する梁や柱の大きさを決めていきます。 設計基準強度は、18N / mm2 、21N / mm2 、24N / mm2、30N / mm2 うちから決めていきます。


■鉄筋
一般に使用される建築構造用鉄筋は、異形鉄筋で、径10mm〜25mmです。径が16mm以下にはSD295、D19mm以上はSD345という種類を使用します。

ここでは、SD295 (※図2) を例にとって、説明します。
SD295の鉄筋を引っ張っていきます (※図3) と、次のような現象がおきます。 (※図4)

・295N / mm2 の力までは、力を取り除くと、元に戻ります。

・295N / mm2 の力を超えると、鉄筋の伸びが進行し、力を取り除いても、元に戻らなくなります。これを降伏したと言います。

・更に力を大きく増加させていきますと、鉄筋は、破断します。この時の力の大きさが、引張り強さと言われるもので、441N / mm2 です。

建物に地震の外力が作用すると、あまり変形を生じない状態で、その建物を構成している材料内部に外力に抵抗しようという力が働きます。その力を応力と言います。その応力は、各材料によって、壊れるまでの許容値があります。この許容値を許容応力と言います。

その許容応力を、鉄筋が降伏する強度を基準にして、決めています。
SD295という種類なら、295N / mm2 です。

地震に強い家造りでは、家を構成する梁や柱の応力は、許容応力に対して、十分余裕のある設計をしなくてはならないです。


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※写真1
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※図1
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※図2
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※図3
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※図4
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[ 資料提供:安藤建設事務所 ]