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脆性破壊ってなに?1分でわかる意味と、脆性破壊の種類

脆性破壊の意味をご存知でしょうか。脆性破壊は、建物の壊れ方を意味し、建物の耐震性に直結する重要な概念です。今回は、そんな脆性破壊について説明します。


脆性破壊ってなに?

脆性破壊とは、言葉の通り「脆い性質の破壊」です。なぜ、こんな用語があるかというと、逆に「脆くない破壊」もあるからです。脆性に対して「靭性」といいます。


脆性破壊の特徴は、「突然、耐力が低下する破壊」といえます。例えば、床を支えている梁が何らかの拍子に床の荷重を支えられず崩壊しました。このとき、梁は脆性破壊を起こしたと判断できるでしょう。


一方、靭性のある壊れ方(靭性破壊とは言わないので、あえて違う書き方をしています)の1つが曲げ破壊です。曲げ破壊は、ある梁が曲げモーメントを伝達できない状態に陥ることです。


しかし、曲げモーメントを伝達できなくとも、鉛直および水平力を伝達できるのなら構造的に成り立ちます(構造的に言えば、ピン支点の状態)。ですから、「突然、耐力が低下する破壊」では無いのです。


※上記は下記の記事で詳細に説明しています。併せて参考にしてください。

塑性ヒンジってなに?1分でわかる塑性ヒンジの意味と、建物の靱性

脆性破壊の種類

実は脆性破壊には、いくつか種類があります。代表的な脆性破壊を2つ紹介しましょう。

せん断破壊

1つめはせん断破壊です。対になる破壊として曲げ破壊があります。せん断破壊は、主に鉄筋コンクリート造で起きる脆性破壊です。部材に斜めのひび割れ線が一直線に入るような壊れ方をします。

せん断ひび割れ

せん断破壊は、部材のせん断耐力に対して作用するせん断力が大きいとき起きます。終局状態では、Qmu>Qsuになると、せん断破壊が先行するため好ましくありません。


過去の地震で、せん断破壊の起きた建物は部材が荷重を支えきれず、倒壊した事例もあります。せん断破壊を防止するには、部材の断面を大きくすることが有効です。鉄筋コンクリート造ならせん断補強筋を十分に入れることで防止することも可能です。

座屈

座屈は、主に鉄骨造で起きる脆性破壊です。座屈に関しては下記の記事が参考になります。

座屈-基礎用語-


簡単に言えば、部材が圧縮力に耐え切れず、ぐにゃっと曲がってしまうような破壊です。せん断破壊と同じく危険な破壊です。

まとめ

今回は脆性破壊について説明しました。脆性破壊の意味をよく理解しましょう。また、今回説明した2つの破壊形式は覚えておきたいですね。関連記事として、オイラー座屈の式や座屈耐力は構造設計でも良く使います。理解しておきましょう。

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