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鉄筋重心位置とは?

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の記事が参考になります。


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。


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、

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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。


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。


まとめ

今回は鉄筋重心位置について説明しました。かぶりと同じくらい重要な値です。ぜひ理解してください。また、鉄筋の位置に関係する項目として、かぶり、鉄筋のサイズ、ピッチなども理解しましょう。下記の記事が参考になります。


以上、今回の記事が参考になれば幸いです。

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