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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

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コンクリートの強度を表す指標として設計基準強度という用語があります。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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記事を書いた人

ハナダユキヒロ／建築学生が学ぶ「構造力学」

難解な構造力学、建築構造の用語を分かりやすく解説する専門家。高等専門学校在学中から建築学生が学ぶ「構造力学」を運営。その後、国立大学大学院⇒組織設計事務所⇒弊サイト運営に従事している。

著書：「わかる構造力学/工学社」、「わかる構造力学 改訂版/工学社」

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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

まとめ

今回は設計基準強度と品質基準強度の違い、意味を説明しました。構造設計で考慮する設計基準強度と、構造体の耐久性を考慮した耐久設計基準強度の違いも理解したいですね。

また、コンクリートは鋼と違って、製品にバラツキがあります。そのことを頭にいれておくと、品質基準強度と調合管理強度の違いも明確になるかと思います。

生コンの強度、コンクリートの圧縮強度などの似た用語も理解しましょう。下記の記事も勉強しましょうね。

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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• 2010年　弊サイトを開設
• 2010～2017年　国立大学大学院修了
• 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。
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