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ヤング係数比ってなに?1分でわかる意味と、Fcとの関係

ヤング係数比をご存じでしょうか。一級建築士の試験勉強で目にしたとか、構造設計で使うことがあると思います。今回は、そんなヤング係数比について説明します。

ヤング係数比ってなに?

ヤング係数比は、鉄筋のヤング係数とコンクリートのヤング係数の比率です。つまり、鉄筋コンクリート造で使います。ヤング係数比は下式で算定します。

鉄筋のヤング係数は一定の値です。一方、コンクリートのヤング係数はFcやコンクリートの単位体積重量に応じて値が変わります。


※ヤング係数に関しては、下記の記事が参考になります。

ヤング係数ってなに?1分でわかるたった1つのポイント


ヤング係数比が意味することは、下式をみれば分かります。

鉄筋とコンクリートを比べると、鉄筋がコンクリートの10倍以上高いヤング係数です。それは、鉄筋の方がコンクリートの10倍以上の応力度を負担しています。


鉄筋に比べてコンクリートは、あまり応力を負担しない、ということです。詳しい話は、やや趣旨と違いますし、話が逸れるのでまたの機会とします。


ヤング係数比はコンクリートの強度が大きくなるほど、小さい値になります。逆になれば、ヤング係数比は大きい値です。一級建築士の試験でも出題されやすいポイントなので理解しましょう。

ヤング係数比とFcの関係

前述したように、ヤング係数比はFcによって値が変わります。下表をみてください。ヤング係数比は下記の値を使います。

勘が良い人は「おやっ?」と思われたでしょうか。ヤング係数比を実際に計算すると分かりますが、7〜9程度の値です。それにも関わらず、n=15ですね。コンクリートのヤング係数は2.0×10^4程度ですが、クリープやひび割れにより、ヤング係数が落ちることが知られています。


それらの影響を考慮してコンクリートのヤング係数は計算値よりも「小さめ(柔らかめ)」に見込んでおきます。よってFc≦27のとき、n=15の値を使うのです。

まとめ

今回はヤング係数比について説明しました。ヤング係数比は鉄筋コンクリート造で重要な概念です。例えば、鉄筋コンクリート部材の断面二次モーメントを算出するときも、ヤング係数比を使います。※下記の記事が参考になります。

RC梁の鉄筋を考慮した断面二次モーメントの算定方法について


ヤング係数比とFcとの関連性は必ず覚えておきましょう。以上、今回の記事が参考になれば幸いです。

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