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存在応力とは？1分でわかる意味、梁の鉄筋、許容耐力との関係

この記事の要点

存在応力とは、部材に生じている応力のことです。

「存在している応力」だから、存在応力です。

この記事では、存在応力とは何か、許容耐力とどう比較するのか、梁の鉄筋との関係を整理します。

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存在応力とは、部材に生じている応力のことです。

「存在している応力」だから、存在応力です。

単に「応力」ともいいます。

基準や各種規準書では、用語の定義を明確にするため、「存在応力」と書いてあります。

今回は、存在応力の意味、鉄筋コンクリート梁との関係、存在応力と許容耐力との関係について説明します。

※応力の種類については下記の記事が参考になります。

応力とは？意味・種類・記号と求め方、応力度との違い

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存在応力とは？

存在応力とは、部材に生じている応力のことです。

存在している応力なので、存在応力です。

下図のように、単純梁に集中荷重が作用しています。

スパンがＬ、荷重がＰなので、曲げモーメントはＰＬ／4ですね。

曲げモーメントは応力の１つなので、存在応力は「ＰＬ／4」です。

単純梁の存在応力

また、継手や接合部などは「存在応力での設計」「母材耐力での設計」という考え方があります。※母材については下記の記事が参考になります。

母材とは？意味・溶接での定義・鉄骨（接合部以外）との関係と対義語

普通、接合部は保有耐力接合です。保有耐力接合は、母材耐力を割増した耐力以上の接合部とします。※保有耐力接合は下記の記事が参考になります。

接合部の保有耐力接合と計算方法

接合部や継手が壊れることは、架構にとって致命的です。それを防ぐために、接合部は母材以上の耐力で設計します。母材は存在応力に対して設計されるので、接合部には母材耐力以上の力は伝わりませんね。

存在応力と許容耐力との関係

存在応力と許容耐力の違いを下記に整理しました。

存在応力　⇒　部材に生じている応力（部材に存在する応力）
許容耐力　⇒　部材が負担できる最大の応力

許容応力度設計は、部材に生じる存在応力を、許容耐力以下にします。下式です。

存在応力≦許容耐力

なお、許容耐力は安全率が考慮されています。※許容応力度設計（計算）は下記の記事が参考になります。

許容応力度計算が簡単にわかる、たった3つのポイント

存在応力と鉄筋コンクリート梁の配筋

鉄筋コンクリートの梁の配筋は、下記の規定があります。

・存在応力によって必要とされる量の4/3倍
・0.004ｂｄ（ｂは梁幅、ｄは有効せい）

鉄筋コンクリート梁の引張鉄筋の断面積は、上記の小さい方の数値以上とします。存在応力が大きければ、その分、鉄筋量も増えます。

上記の規準は、鉄筋コンクリート構造計算規準・同解説に書いてあるので、確認してくださいね。

鉄筋コンクリート構造計算規準・同解説〈2010〉

posted with ヨメレバ

日本建築学会日本建築学会 2010-03-01

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根拠・参考

鉄筋コンクリート構造計算規準・同解説（日本建築学会）

実務では、設計条件・仕様書・適用する規準により確認してください。

混同しやすい用語

存在応力

部材に実際に生じている応力のこと。

荷重により発生する曲げモーメント・せん断力・軸力などがこれにあたる。

許容耐力

部材が負担できる最大の応力。

安全率が考慮されており、許容応力度設計では「存在応力≦許容耐力」を満たすよう設計する。

母材耐力

接合部や継手の設計に用いる基準となる部材（母材）の耐力。

接合部は母材耐力を割増した耐力以上となるよう設計する（保有耐力接合）。

存在応力を整理した表を示します。

項目	内容	備考
存在応力	部材に実際に生じている応力（曲げモーメント・せん断力・軸力など）	荷重条件により算定
許容応力度設計との関係	存在応力≦許容耐力を満足させる	許容耐力には安全率が含まれる
接合部・継手の設計	存在応力ではなく母材耐力を基準に設計（保有耐力接合）	接合部崩壊を防ぐため母材耐力以上の耐力を確保