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.22を解説、プレストレストコンクリート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.22は、プレストレスト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

圧着接合のせん断伝達、緊張材定着部の支圧、アンボンド緊張材のグラウト、そしてプレストレス力の時間的な変化が問われます。決め手は、導入したプレストレス力が時間とともに増えるか減るかです。

引っかけの核心は、導入されたプレストレス力を「緊張材のリラクセーション等により時間の経過とともに増大する」としているところです。リラクセーションやコンクリートのクリープ・乾燥収縮で、プレストレス力は減少します。

※ 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4(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) プレキャスト部材をプレストレスで圧着接合する場合、継目のせん断力は、圧着で生じる摩擦抵抗機構で伝達するように設計します。正しい記述です。
2 ○(正しい) 緊張材定着部では、コンクリートの支圧破壊を避けるため、耐圧板とコンクリート端面の接触面積を広くします。正しい記述です。
3 ○(正しい) 防錆材で被覆された緊張材(アンボンド)を使う場合、シース内にグラウト材を注入しなくてもよいとされています。正しい記述です。
4 ×(最も不適当) プレストレス力は、リラクセーションやコンクリートのクリープ・乾燥収縮により時間の経過とともに減少します。増大する、とする点が誤りです。

選択肢4は、プレストレス力が時間とともに増大するとした点が誤りで、リラクセーション等により減少します。

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選択肢4のポイント

プレストレストコンクリートは、緊張材(PC鋼材)を引っ張った状態でコンクリートに固定し、部材にあらかじめ圧縮力(プレストレス)を与えたものです。この圧縮力でひび割れやたわみを抑えます。

ところが、導入したプレストレス力は時間とともに少しずつ失われます。理由は主に3つで、緊張材そのものが張力を保てず緩むリラクセーション、コンクリートが持続荷重で縮むクリープ、乾燥で縮む乾燥収縮です。これらでコンクリートが縮むと緊張材の張力も下がり、プレストレス力は減少します。

選択肢4は、プレストレス力が時間とともに増大するとしていますが、実際は減少するので誤りです。この減少分を「プレストレスの損失」と呼び、設計では見込んでおきます。「リラクセーション・クリープ・乾燥収縮でプレストレスは減る」と押さえます。

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覚え方

  • プレストレス力は、リラクセーション・クリープ・乾燥収縮で時間とともに減少する(増大しない)
  • この減少分=プレストレスの損失として設計で見込む
  • アンボンド(防錆被覆)緊張材はシース内グラウト不要
  • 圧着接合の継目せん断は摩擦抵抗機構で伝達、定着部は接触面積を広く

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理解度チェック

Q.

導入されたプレストレス力は、リラクセーション等により時間の経過とともに増大する。〇か×か。

×。リラクセーション・クリープ・乾燥収縮により、プレストレス力は時間とともに減少します。

Q.

防錆材で被覆された緊張材(アンボンド)を用いる場合、シース内へのグラウト注入は必要か。

不要です。防錆被覆で保護されているため、グラウトを注入しなくてもよいとされています。

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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」
  • プレストレストコンクリート(プレストレス力はリラクセーション・クリープ・乾燥収縮で減少、圧着接合、定着部の支圧、アンボンド緊張材のグラウト):プレストレストコンクリート設計施工規準(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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