圧壊とは？1分でわかる意味、読み方、地盤やコンクリートとの関係
この記事の要点
圧壊とは圧縮力による破壊形式であり、柱が圧壊すると軸力を負担できなくなるため、柱本数が少ない構造物では連鎖崩壊につながる恐れがある。
地盤や基礎のベースプレート設計では、接地圧や支圧力が地耐力・コンクリートの耐力を上回らないようにすることが圧壊防止の基本的な考え方となる。
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圧壊とは、部材などが圧縮力で壊れることです。建築の構造では、「圧縮破壊」のことを略して「圧壊」といいます。今回は圧壊の意味、読み方、地盤とコンクリートの圧壊について説明します。
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圧壊とは？
圧壊とは、地盤やコンクリートが圧縮力により壊れることです。圧縮破壊の略が、圧壊ともいえます。また「支圧破壊」ともいいます。支圧力は圧縮力だと考えてください。※構造部材には、引張力による破断、圧縮力による圧壊、せん断力によるせん断破壊があります。破断については下記の記事が参考になります。
部材の圧壊は、なるべく防ぐ破壊形式です。圧壊が起きると、軸力を負担できません。特に柱本数が少ない構造物では、１つの柱が圧壊を起こすとほかの柱の軸力が増大します。軸力に対する余裕のない構造物では、連鎖的に軸力を負担できず崩壊する可能性もあります。
圧壊との読み方
圧壊は、「あっかい」と読みます。構造設計の実務では、ごく一般的に使う用語なので覚えておきましょう。
地盤やコンクリートの圧壊
基礎は地盤の上に建っており、建築物の全重量を支えています。下図をみてください。基礎は上部構造の重量を負担し、その重量は地盤へ流れます。
地盤には、基礎から受ける圧縮力が作用しています。この圧縮力と地盤の耐力を比較して、地盤の耐力が上回っていることが必要です。
地盤の耐力を「地耐力」といいます。また基礎による圧力を接地圧といいます。地耐力および接地圧については下記の記事が参考になります。
一方、地耐力より接地圧が大きくなる過ぎると圧壊が起きます。
また柱脚は、柱からベースプレート、ベースプレートから柱型へ力が伝達されます。ベースプレートは柱の軸力を「分散して伝える」目的があります。軸力が大きい場合には、それに応じてベースプレートも大きくし、圧縮応力を分散して圧壊を防ぎます。
軸力に対してベースプレートが小さいと、圧縮応力が大きくなり圧壊が起きやすいです。※柱脚については下記の記事が参考になります。
混同しやすい用語
破断
破断は引張力によって部材が引きちぎれる破壊形式であり、圧縮力による圧壊とは作用する力の向きと破壊のメカニズムが異なる。
せん断破壊
せん断破壊はせん断力によって部材が斜めに割れる破壊形式であり、圧壊・破断とは別の破壊モードとして区別して理解する必要がある。
まとめ
今回は圧壊について説明しました。圧壊の意味が理解頂けたと思います。圧壊がどのような破壊形式か理解しましょう。また、圧壊のほかに、破断やせん断破壊などの破壊形式も覚えておきましょうね。
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意味を読んで終わりにせず、実際に理解できているかチェックしてみましょう。
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試験での問われ方｜管理人の一言
建築士試験では、破壊形式の種類として「引張による破断」「圧縮による圧壊」「せん断によるせん断破壊」の3種を区別させる問題が出やすい傾向があります。
圧壊は「圧縮破壊」の略であり、「支圧破壊」とも呼ばれることも押さえておくと混乱しにくいでしょう。
柱の圧壊が連鎖崩壊につながるという内容は、構造設計の概念問題として問われることもあります。公式の暗記よりも、なぜ圧壊を防ぐことが重要かという理由を理解しておくのが有効です。