鉄筋重心位置とは？

この記事の要点

鉄筋重心位置（dt）とは、RC面から鉄筋の重心位置までの距離のことで、「設計かぶり厚さ＋鉄筋径/2」で求められる。

2段筋になるとdtが大きくなり応力中心間距離jが小さくなるため、必要引張鉄筋量が増えて不経済になる。

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鉄筋コンクリート造は、鉄筋の位置がとても重要です。なぜなら、鉄筋の位置が変わるだけで柱や梁の断面性能が大きく変わるからです。

そのため、鉄筋の位置は「かぶり」「あき」など、様々な規定があります。かぶりに関しては下記が参考になります。

では、鉄筋重心位置という言葉をご存知でしょうか。これは、部材の断面算定を行うとき、とても重要な値です。今回は鉄筋重心位置について説明します。

鉄筋重心位置の計算方法

RCの梁や柱の断面算定をするとき、RCの断面は単純に梁せいが重要ではなく計算に用いるのは応力中心間距離ｊです。

このjが何なのか？ということを突き詰めると少々面倒なので、参考書をご確認ください。

さて、ｊは下式により算定できます。

ｊ＝７ｄ/８

ｄ＝Ｄ－ｄｔ

Dは梁せいですが、ｄｔを鉄筋重心位置といいます。鉄筋重心位置とは、その名通り、RC面から鉄筋の重心位置までの距離を意味します。

つまり、鉄筋重心位置＝（所定のかぶり厚さ）+（鉄筋径/2）となります。

例えば、上図のように梁せいD＝800で引張鉄筋の径がD19の場合を想定します。設計かぶり厚さ＝40ｍｍとすると、

鉄筋重心位置ｄｔ＝40ｍｍ　+　19/2＝49.5ｍｍとなります。設計する場合は細かすぎる値なので、余裕を持ってｄｔ＝50や60とします。

では次のような、鉄筋が2段で配置された場合はどうなるのでしょうか？

このときの、鉄筋重心位置とは２段で入っている鉄筋の距離の中心が、鉄筋重心位置となります。

つまり、ｄｔ＝40mm + （30+19+19）/2　＝74ｍｍ

となります。

いかがでしょうか？２段筋にすると、鉄筋重心位置が大きくなりましたね。これは、何を意味するかというと、ｊの値が小さくなるといことです。

ｊの値が小さくなれば、必要とされる引張鉄筋が多くなるということで、出来れば、２段筋は好ましくないのです。

※２段筋の詳細は下記が参考になります。

とはいっても、梁幅や梁せいには意匠的な制限もありますし、コストの問題や、構造的な配筋の納まり等、

１段で必要なだけ鉄筋を並べるということはできません。そういったときは２段筋で納める必要があります。

以上のように、鉄筋の重心位置の計算はRCの設計でものすごく重要でひとたび設定を間違えると、鉄筋量が足らないことも起きます。

混同しやすい用語

鉄筋重心位置（dt）

鉄筋重心位置dtは、RC部材の面（外縁）から引張鉄筋の重心位置までの距離で、「設計かぶり＋鉄筋径/2」で算定し、有効高さdの計算に使う。

設計かぶり厚さは鉄筋外面からコンクリート表面までの距離であり、鉄筋重心位置dtはかぶり厚さに鉄筋半径を加えた値で両者は意味が異なる。

設計かぶり厚さ

設計かぶり厚さとは、鉄筋の外面からコンクリートの表面までの距離のことで、耐久性・耐火性の確保や定着のために最低限必要な厚さである。

鉄筋重心位置dtはかぶり厚さに鉄筋径の半分を加えたものであり、設計かぶり厚さそのものとは異なる数値になる。

試験での問われ方｜管理人の一言

建築士試験では「鉄筋重心位置が大きくなると有効高さdが小さくなり、必要鉄筋量が増加する」という増減の方向性が問われやすい。

dt＝かぶり＋鉄筋径/2、d＝D－dt、j＝7d/8 という一連の式の流れを押さえると、2段筋の影響も含めて論理的に解答できる。

鉄筋重心位置を整理した表を示します。