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コンクリートの静弾性係数は?1分でわかる意味、数値、計算(算出)、圧縮強度との関係

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コンクリートの静弾性係数(せいだんせいけいすう)は、コンクリートの単位体積重量や圧縮強度に比例します。よって鋼のように決まった値(2.05×105N/m㎡)では無いです。コンクリートの静弾性係数は、計算式から求める必要があります。なお静弾性係数は、「ヤング係数」「弾性係数」ということも多いです。


今回は、コンクリートの静弾性係数の意味、数値、計算(算出)、圧縮強度との関係について説明します。ヤング係数の意味は下記をご覧ください。

ヤング係数(ヤング率)ってなに?1分でわかるたった1つのポイント

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コンクリートの静弾性係数は?数値

コンクリートの静弾性係数(せいだんせいけいすう)は、下式で計算します。鋼のように一定の値ではなく、単位体積重量(γ)や圧縮強度(σB)に比例します。


E=3.35×104×(γ/2.4)2×(σB/60)1/30


静弾性係数は、単に「弾性係数」や「ヤング係数」といいます。また静弾性係数と似た用語に「動弾性係数」もあります。動弾性係数は供試体に振動を与えて算出します。一方、静弾性係数は、応力とひずみの関係から求めます。弾性係数(ヤング係数)の詳細は下記が参考になります。

ヤング係数(ヤング率)ってなに?1分でわかるたった1つのポイント


下図をみてください。コンクリートの応力―ひずみ関係の概略図です(圧縮強度試験時)。


図 コンクリートの静弾性係数


鋼の応力ひずみ線図と比べて、直線部分が少なく曲線を描いています。つまり静弾性係数も一定ではないです。前述の静弾性係数を求める式は、全国で実施された圧縮強度試験の「実験結果」に基づき求められたものです。

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コンクリートの静弾性係数の計算(算出)方法

コンクリートの静弾性係数の計算式を下記に示します。


E=3.35×104×(γ/2.4)2×(σB/60)1/30


実際に静弾性係数を計算しましょう。γ=2.3、σB=24とします。計算結果は下記の通りです。


E=3.35×104×(γ/2.4)2×(σB/60)1/30=3.25×104N/m㎡


上記の通り、コンクリートの静弾性係数は、鋼の1/10程度になりましたね。鋼のヤング係数は下記をご覧ください。

ss400のヤング率とは?1分でわかる意味、n/mm2、kgf/mm2

コンクリートの静弾性係数と圧縮強度の関係

コンクリートの静弾性係数は、圧縮強度に比例します。コンクリートの圧縮強度は「24N/m㎡」が一般的です。27⇒30⇒33…と強度を上げるに従い、静弾性係数も高くなります(かたくなる)。


「当たり前だな…」と思うかもしれませんが、鋼は強度を大きくしても静弾性係数は一定です。強度を大きくすると静弾性係数も大きくなるのは、コンクリートならではの特長です。コンクリートの圧縮強度は、下記が参考になります。

コンクリートの圧縮強度と引張強度の関係は?1分でわかる意味、試験

まとめ

今回はコンクリートの静弾性係数について説明しました。意味や数値が理解頂けたと思います。コンクリートの静弾性係数は一定の値が無いです。単位体積重量や圧縮強度に比例するため、計算式から求めます。計算式を暗記する必要は無いですが、計算内容の意味は理解しましょうね。下記も参考になります。

ヤング係数(ヤング率)ってなに?1分でわかるたった1つのポイント

コンクリートの圧縮強度と引張強度の関係は?1分でわかる意味、試験

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