リラクセーションとは？PC鋼材・ボルト軸力への影響と設計上の注意点

この記事の要点

長期荷重を担うPC鋼材の張力が時間とともに下がっていくことをリラクセーションといいます。設計時に見込んでいた緊張力が実際には低下するため、プレストレスの損失量として考慮する必要があります。

この記事では、リラクセーションの意味・主な材料ごとの影響と、設計での取り扱いを解説します。

ボルトに導入した軸力や、PC鋼材に導入した張力はリラクセーションに注意します。

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リラクセーションとは、時間と共に導入した力が抜ける現象です。ボルトに導入した軸力や、PC鋼材に導入した張力はリラクセーションに注意します。今回はリラクセーションと材料の関係、意味、鋼材、コンクリートの関係について説明します。

似た用語に、クリープや変形増大係数があります。下記の記事も参考になります。

リラクセーションと材料の関係は？

リラクセーションとは、時間と共に導入した力が抜けることです。例えば、下記の現象があります。

高力ボルト　⇒　リラクセーションにより、高力ボルトに導入した軸力が抜ける。ボルトが緩む。

PC鋼材　⇒　リラクセーションにより、PC鋼材に導入した張力が抜ける。PCに所定の圧縮力が入らない。

リラクセーションは、時間の経過と共に力が抜けるので、それを見越した設計が必要です。

鋼材を高力ボルトで締めるとき、リラクセーションの影響は少ないです。鋼材はクリープが起きにくい材料だからです。建築物の構造設計では、クリープの影響は「変形増大係数」という形で考慮されます。詳細は、下記の記事が参考になります。

コンクリートに高力ボルトを締める時、リラクセーションの影響があります。コンクリートはクリープを起こし、時間と共に変形が増大する影響で、導入力が抜けるからです。

なお、高力ボルトの導入軸力はリラクセーションや、施工誤差を考慮して１割増しの値とします。これを標準ボルト張力といいます。１割増しする前の張力は、設計ボルト張力です。標準ボルト張力、設計ボルト張力の意味は、下記の記事が参考になります。

コンクリートはクリープが起きやすい材料です。コンクリートのクリープは、下記の記事が参考になります。

混同しやすい用語

リラクセーション vs クリープ

リラクセーションは時間とともに導入した力（応力）が減少する現象で、クリープは一定の力（応力）のもとで時間とともに変形が増大する現象です。

どちらも時間依存の変化ですが、変化する量が異なります。

標準ボルト張力 vs 設計ボルト張力

設計ボルト張力は設計上必要なボルトの張力で、標準ボルト張力はリラクセーションや施工誤差を見越して設計ボルト張力の1割増しとした値です。

実際の施工では標準ボルト張力を導入します。

試験での問われ方｜管理人の一言

リラクセーションと材料の関係は？に関する問題は建築士試験の構造分野で出題されます。

定義と計算の両面から理解しておきましょう。

試験ではコンクリートの設計基準強度Fc・調合管理強度・品質基準強度の区別と適用が問われます。

「設計基準強度≦品質基準強度≦調合管理強度」の大小関係を理解しましょう。

リラクセーションを整理した表を示します。