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設計基準強度と品質基準強度の違いと、５分で分かるそれぞれの意味

この記事の要点

設計基準強度（Fc）は構造設計で用いるコンクリートの圧縮強度の基準値で、品質基準強度（Fq）は実際の製造・施工を考慮した目標強度です。

品質基準強度は設計基準強度に温度補正値を加えた値で、常にFq≧Fcとなるよう設定します。

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設計基準強度と品質基準強度はコンクリートの強度を表す重要な指標です。また、品質基準強度という似たような用語もあります。

皆さんはこの用語の違いや意味をそれぞれ説明できるでしょうか。案外、ややこしくて忘れがちですよね。そこで今回は、設計基準強度と品質基準強度の違いを説明します。

生コンの強度、コンクリートの圧縮強度など、下記も参考になります。

生コンの強度は？1分でわかる強度、表記、単位、日数、冬の強度

圧縮強度の基礎知識、コンクリートの圧縮強度とは？

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設計基準強度とは何か

設計基準強度とはズバリ「構造設計時に考慮するコンクリートの圧縮強度」です。記号で「Fc」といいます。構造設計の実務では、「Fc（えふしー）」と呼ぶほうが多いです。

コンクリートの圧縮強度の意味は、下記が参考になります。

圧縮強度の基礎知識、コンクリートの圧縮強度とは？

建築材料のほとんどには「基準強度」という考え方があります。鋼や木、鉄筋にも基準強度が定められています。これを「F値」といいます。F値は材料の許容応力度を表す基準になる値で、安全率をvとするなら許容応力度ｆは下記で表します。

ｆ＝F／v

FcもF値と同じ概念です。ただし、コンクリートの場合は引張力に弱くF値の規定が無いようなものです。ですから、下添字に「Compression（圧縮）」の頭文字をつけて「Fc」とします。

時代と共に上昇傾向にある設計基準強度

設計基準強度は時代と共に、上昇傾向にあることをご存じでしょうか。昔は、一般的に用いられる普通コンクリートの設計基準強度は18N/m㎡でした。

その後、日本は震災を経験し21N/m㎡まで設計基準強度は上がります。近年では、コンクリートの耐久性、品質を向上させる認識が一般的になり、設計基準強度は24 N/m㎡が一般的です。

もしかすると今後は、27、30というように益々設計基準強度が上がるのかもしれません。

普通コンクリートの設計基準強度と下限値・上限値

普通コンクリートの設計基準強度には、下限値と上限値があります。前述したように、現在ではFc24が一般的ですが、小さい値を用いることも可能です。下記に普通コンクリートの下限値と上限値を示します。

下限値　18N/m㎡
上限値　36 N/m㎡（JASS5の場合、RC規準なら60まで）

Fcの高いコンクリートを高強度コンクリートといいます。高強度コンクリートは、下記が参考になります。

高強度コンクリートとは？1分でわかる意味、呼び強度、jis、水セメント比

耐久設計基準強度とは何か

耐久設計基準強度Fdという考え方があります。これは、構造体の計画強要期間の級に応じた、下記の定めによります。

短期　　　Fc18
標準　　　Fc24
長期　　　Fc30
超長期　　Fc36

近年、設計基準強度はFc24が一般的になりました。その理由がコンクリートの耐久性を表す、耐久設計基準強度が定められたことが要因です。

Fc18では短期間しか耐久性が無いので、せめて標準的な値のFc24にしておこう、ということですね。

ですから今後日本の方針で耐久性を長期に渡って保持する必要がある、というのならFc30が一般的になるでしょう。

耐久設計基準強度とは？一般、標準、長期の期間との関係、jass5の記述、設計基準強度との違いは？

品質基準強度とは何か

さて、品質基準強度とは前述したFcとFdの大きい値のことです。例えば、下記の条件における品質基準強度Fqを求めましょう。

設計基準強度　　　24
計画供用期間の級　長期

このとき、Fq=30です。品質基準強度はFcとFdの大きい値をとるからです。

調合管理強度と構造体強度補正値

前述した強度は、あくまでも設計上の話です。しかし、実際にコンクリートを造る際、想定通りの強度にできるか分かりません。様々な要因により、強度が上下します。必ず避けなければならないことは、設計で想定していた品質基準強度より実際のコンクリート強度が低いことです。

コンクリートは、鋼と違い品質にバラツキがあります。特に外気の温度によって強度は上下します。そこで、品質基準強度に「構造体強度補正値」という値を加えることで、実際のコンクリートの品質基準強度を満足させます。

構造体強度補正値は外気温により下記の値で定めます。

8℃≦θ　　　 3
0≦θ＜8℃　　6

例えば品質基準強度が30とします。外気温は8℃です。このとき、構造体強度補正値は3なので（※不等号の読み方に注意しましょう）、

30+3＝33

で実際のコンクリートは造ります。上記の33N/m㎡で造られるコンクリートの強度を、調合管理強度Fmといいます。記号で書くと下記の通りです。

Fm＝Fq+mSn

Fmは調合管理強度、Fqは品質基準強度、mSnは構造体補正値です。

構造体補正値の詳細は、下記が参考になります。

構造体強度補正値とは？3分で分かる意味、温度による違い

混同しやすい用語

設計基準強度（Fc）

構造設計において基準とするコンクリートの圧縮強度。24N/mm²など、設計図書に明記される値。

品質基準強度（Fq）に対して、構造計算で使う値であり、温度補正や割増を含まない純粋な設計上の目標値。

品質基準強度（Fq）

設計基準強度に耐久設計基準強度や構造体強度補正値を考慮した、製造時の目標圧縮強度。

設計基準強度に対して、実際の施工・養生条件を反映した値でFq≧Fcとなるよう設定される。

試験での問われ方｜管理人の一言

建築士試験ではFc・Fq・調合管理強度の大小関係と意味の違いを問う問題が頻出です。

「Fc→Fq→調合管理強度」と段階的に値が大きくなる流れを押さえると、各強度の位置づけが整理されます。

強度の種類	記号	定義・説明	大小関係
設計基準強度	Fc	構造計算で用いる圧縮強度の基準値	最小
耐久設計基準強度	Fd	計画供用期間に応じて定まる耐久性の目標値	—
品質基準強度	Fq	FcとFdの大きい方（Fq≧Fc）	Fq≧Fc
調合管理強度	Fm	FqにJIS補正値（s）を加えた製造目標値	最大