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変形増大係数とは？1分でわかる意味、木造、コンクリート、鉄骨の値

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変形増大係数は、長期荷重により変形が増大すること（クリープという）を想定して、たわみ量を割増す係数です。変形増大係数は、木造、鉄骨造、鉄筋コンクリートなどで値が規定されています。今回は、変形増大係数の意味、各構造による変形増大係数の値、片持ち梁や片持ちスラブと変形増大係数の関係を説明します。

※クリープまたは長期荷重については下記が参考になります。

コンクリートのクリープってなに？その原因と、変形増大係数の関係

長期荷重・短期荷重

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変形増大係数とは？

変形増大係数とは、クリープにより変形が増大することを見越して、あらかじめたわみ量を割増す係数です。

建築物ができあがった当初は大丈夫でも、時間と共に変形が増大すると大変ですよね？

ですから、構造計算では変形増大係数を考慮し、クリープ後の変形が、所定の変形角以内になることを確認します（法律では1/250以下）。

さて、梁は荷重が作用するとたわみます。これを取り除くと、変形も無くなります。このような変形を「弾性変形」といいます。

しかし、実際には荷重が取り除かれることはありません。長期荷重は、常に作用する荷重なので、梁やスラブは常に「変形している状態」です。

長期荷重が作用し続けると、その期間に応じて、変形が増大する現象が起きます。これが「クリープ」です。

※クリープについては下記が参考になります。

弾性変形をδｓ、クリープ後の変形をδｙとします。このとき、

δｓ＜δｙ

の関係です。δｓに変形増大係数を乗じて、δｙの値に近づけます。変形増大係数をαとすると、下式の関係になります。

δｙ＝δｓ×α

δｙ＜1／250

各材料の変形増大係数

変形増大係数は、各材料に応じて値が異なります。下表に整理しました（建築物の構造関係技術基準解説書ｐ.326を参考に作成）。

構造の形式		変形増大係数
木造		2
鉄骨造		1（デッキプレート版は1.5）
鉄筋コンクリート造	床板	16
	はり	8
鉄骨鉄筋コンクリート造		4
アルミニウム合金造		1
軽量気泡コンクリートパネルを用いた構造		1.6

上表より、最もクリープが起きやすい材料が鉄筋コンクリートです。逆に鉄骨造は、全くクリープしないと分かります。

なお鉄筋コンクリートは、梁およびスラブで値が異なります。スラブの方が、よりクリープが起きやすい構造部材です。※下記の記事も参考にしてください。

コンクリートのクリープってなに？その原因と、変形増大係数の関係

※16および8は、「鉄筋コンクリート造」の値です。「コンクリート」の値ではないので注意してください。コンクリートは鉄筋が入っていない分、よりクリープの影響は大きいです。

軽量気泡コンクリートパネルを用いた構造とは、ＡＬＣなどです。ＡＬＣパネルは、床として使うことは少ないですが、屋根には利用します。変形増大係数を忘れずに考慮しましょう。

「変形増大係数」は、平12建告1459号に規定されます。各自、確認してみましょうね。

変形増大係数とたわみの検討

簡単な問題を解いてみましょう。

・ＲＣ梁の弾性変形が1.0mmだった。スパンは1500mmである。変形角はいくらか？

ＲＣ梁の変形増大係数は「8」です。よって、クリープ後の変形は

δ＝1.0×8＝8.0mm

です。変形角は

変形角＝8／1500＝1／187 ＞ 1／250

なので結果はＮＧです。1/250以下となるよう部材を大きくする必要があります。

片持ちスラブと片持ち梁の変形増大係数

変形増大係数は、片持ちスラブと片持ち梁で特別な規定はありません。但し、片持ち部材は静定構造なので下記の配慮が必要です。

• ・片持ちスラブ　⇒片持ち寸法の1／10をスラブ厚とすること


• 　　　　　　　　⇒曲げひび割れモーメントと設計用モーメントの確認
• 　　　　　　　　⇒応力を1.5倍（鉛直震度の考慮）

• ・片持ち梁　　　⇒曲げひび割れモーメントと設計用モーメントの確認


• 　　　　　　　　⇒応力を1.5倍（鉛直震度の考慮）

片持ち部材は規定が無くても、変形量および応力度を一般部材より小さくしたいですね。

まとめ

今回は、変形増大係数について説明しました。鉄骨造は特に配慮不要ですが、鉄筋コンクリートは床板で弾性たわみの16倍、梁で8倍です。大きな数値なので、忘れずに考慮したいですね。

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• 2010年　弊サイトを開設
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• 2017年12月に当HPが書籍化。
• 「わかる構造力学」
• 2022年4月に「わかる構造力学」の改訂版出版。
• 「わかる構造力学(改訂版)」


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