建築学生が学ぶ構造力学

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令和元年度 一級建築士 構造 No.11を解説、RC構造の設計に関する誤りを見抜くポイント

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令和元年度 一級建築士試験 学科Ⅳ(構造)No.11は、鉄筋コンクリート構造の設計に関する問題です。4つの記述のうち、最も不適当なものを選びます。

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この問題のポイント

付着割裂破壊、せん断圧縮破壊、柱梁接合部の帯筋など、RC柱まわりの破壊とその防止策が問われます。決め手は、付着割裂破壊を防ぐために鉄筋量をどうするかです。

引っかけの核心は、柱の付着割裂破壊を防止するために「引張鉄筋比を大きくした」としているところです。鉄筋量を増やすと付着応力が増え、かえって割裂が起きやすくなります。

※ 問題文そのものは建築技術教育普及センターの公式PDFで確認できます。

正解:選択肢2(これが最も不適当な記述)

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各選択肢の正誤

選択肢 正誤 解説
1 ○(正しい) 耐力壁は、面全体で応力を伝えるため付着割裂破壊が生じにくく、一般にその検討を省略できます。正しい記述です。
2 ×(最も不適当) 引張鉄筋比を大きくすると付着応力が増え、付着割裂破壊は起きやすくなります。防止のために大きくする、とする点が誤りです。
3 ○(正しい) 設計基準強度を高くすると軸方向応力度の比(軸力比)が小さくなり、柱のせん断圧縮破壊を防ぐのに有効です。正しい記述です。
4 ○(正しい) 柱梁接合部内に帯筋比が0.3%以上となるよう帯筋を配筋するのは妥当です。正しい記述です。

選択肢2は、付着割裂破壊の防止に引張鉄筋比を大きくするとした点が誤りで、鉄筋量が多いほど付着応力が増えて割裂しやすくなります。

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選択肢2のポイント

付着割裂破壊は、主筋とコンクリートの間で力を伝える「付着」が原因で、鉄筋に沿ってかぶりコンクリートが割れていく破壊です。鉄筋が引張力を受けるほど、鉄筋の表面には大きな付着応力が働きます。

柱の引張鉄筋比を大きくする(主筋を太く・多くする)と、その鉄筋が発揮する引張力も大きくなり、まわりのコンクリートを押し広げる付着応力が増加します。かぶりが同じままだと、割裂は起きやすくなります。防ぐには、鉄筋径を抑える、かぶり厚さを確保する、帯筋などの横補強を増やす、といった対策をとります。

選択肢2は、鉄筋比を大きくすれば付着割裂破壊を防げるとしていますが、これは逆効果で誤りです。「鉄筋を増やすほど付着割裂は不利」と押さえます。

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覚え方

  • 付着割裂破壊は、引張鉄筋比が大きいほど起きやすい(鉄筋を増やすのは逆効果)
  • 付着割裂の防止=鉄筋径を抑える・かぶりを確保・横補強を増やす
  • せん断圧縮破壊の防止=設計基準強度を上げ軸力比を下げる
  • 耐力壁は付着割裂破壊が生じにくく、検討を省略できる

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理解度チェック

Q.

柱の付着割裂破壊を防止するには、引張鉄筋比を大きくすればよい。〇か×か。

×。鉄筋比を大きくすると付着応力が増え、割裂は起きやすくなります。防止には横補強やかぶり確保が有効です。

Q.

柱のせん断圧縮破壊を防ぐために、設計基準強度を高くするのは有効か。

有効です。強度を上げると軸力比が下がり、せん断圧縮破壊を防ぎやすくなります。

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出典

  • 建築技術教育普及センター「令和元年度 一級建築士試験 学科の試験 学科Ⅳ(構造)問題」
  • 鉄筋コンクリート構造の設計(付着割裂破壊は引張鉄筋比が大きいほど生じやすい、せん断圧縮破壊と軸力比、柱梁接合部の帯筋):鉄筋コンクリート構造計算規準・同解説(日本建築学会)。
ハナダユキヒロ

この記事を書いた人

ハナダユキヒロミツメラボ

設計事務所に7年勤務。

2010年より「建築学生が学ぶ構造力学」を運営(16年以上)。

著書「わかる構造力学」「わかる構造力学(改訂版)」(工学社)。

建築士 過去問(構造)

プロフィール

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