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RCスラブを直感的に設計する5つのTIPs

梁に比べてスラブは力を多方向へ伝えることができる部材です。反力は辺で伝え、周辺の固定度が剛ならば、四辺が固定となりとても固い部材となります。


一般的にスラブ面積は15〜25u(t=150のとき)で、真四角のスラブだとすれば5m×5mの版が、梁もなく力を伝えられることは、中々すごいことです。


今回は、そんなスラブに関するポイント(TIPs)について紹介します。


1.正方形の四辺固定版の場合、Cは一方向梁のCに比べ半分になる。

当HPで理論式を導出しているように、スラブは2方向の梁と仮定し、中央の変位が同じ(同一変位)であることを利用して解いています。


つまり、スラブの長辺方向、短辺方向の長さが荷重の大きさに大きく影響します。正方形の場合、2方向均等に力が分担されるので、一方向梁のCに比べ半分になります。


2.正方形の四辺固定版の場合、中央曲げはCの66.6%程度となる。

一方向版の梁は、両端固定の中央曲げはCの半分でした。しかし、スラブの場合、それよりもやや大きいことに注意が必要です。


M1=1/24×l^2

M2=1/36×l^2


です。

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3.短辺と長辺の長さが2倍以上違うと、Myの値はMxの概ね半分となる。

短辺と長辺の長さは、スラブ応力を決める重要なファクターです。例えば、短辺と長辺で2倍スパンが異なるとwxは16/17倍、つまり全荷重の94%となります。


応力に着目すると、長辺方向の曲げMyは短辺方向の曲げMxの概ね半分に近づきます。ですから、2倍以上の長辺比であれば一方向版として検討されます。短辺方向の半分程度の応力なら、計算外で鉄筋を配置すれば問題ないからです。

しかし、床荷重が大きくなると、残り5%の荷重も決して無視できないかもしれません。


4.長辺比が1.25倍のとき、My/Mxは7割程度、1.5倍のときMy/Mxは6割程度となる。

3番と似た話題です。長辺比が1.25倍のとき、Myの値はMxの7割程度となります。1.5倍のとき、Myの値はMxの6割程度です。


スラブの配筋リストをみたとき、これを覚えておけば、大方の予測はつくでしょう。例えば、スラブ長辺比が1.25倍程度であれば、MxがD13@200、MyがD10D13@200程度が妥当な配筋です(長辺方向が概ね短辺方向の7割程度の配筋)。


5.自由辺のあるスラブは、四辺固定版に比べ最大応力が5倍程度増大する。

片持ちスラブの応力が大きいことは周知の事実ですが、三辺固定版1辺自由のスラブは前社に比べ最大曲げが5倍程度大きくなります。


これは2隣辺固定他辺自由版でも同じです。つまり、三辺固定しているから・・・と過信してはいけません。


1辺でも荷重を支持していない(支点が無い)ことは大変なことだ、と改めて感じます。

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