未分類

そで壁柱の曲げ耐力 完全塑性理論について

鉄骨と違ってRCは分からないことが沢山あります。最近、耐震補強の物件を担当する機会がありました。Is値が足りなかったので、そで壁で補強を行ったのですが初めて増設袖壁の耐力を手計算で解きましたら、意外と面倒。

建防協の規準で袖壁の耐力は引っ張り側は無視することが一般的です。ですから意匠的な制約で片側しか袖壁を設けられなかった場合、引っ張り側の耐力は落ちます。しかし、引っ張り側の鉄筋を考慮する計算方法もあります。

これが『完全塑性理論』です。片側に袖壁をつけても、耐力が同じように算出される完全塑性理論は、現在ほとんどの診断で取り入れられている計算手法です。今回は完全塑性理論について特集します。

スポンサーリンク

 

計算手法の概要

完全塑性理論は、袖壁付き柱を数個のピースに分割します。ピースに分割することで、袖壁の端部補強筋や、袖壁の縦筋、柱の主筋を袖壁付き柱の曲げ耐力として考慮可能です。他にも仮定条件があります。が、ともかく袖壁付き柱を『数個のピースに分割する』ということを覚えておきましょう。

 

まずは中立軸Zを算定する。

普通の規準式よりも中々面倒な式になっています。例えば両側袖壁付き柱と考えたとき、7つのピース分割を行います。Zを求めるために必要な未知数は下記の通り。

m iとjの扱い方で-1叉は1に代わります。

n iとjの扱い方で-1叉は1に代わります。

i 構造的に必要なあまり意味のない記号ですが、Σ計算の便宜上必要ですね。

j ピースの番号を意味します。

D ピースのせい(ピース毎に違いますね。)

B ピースの幅(ピース毎に違いますね。)

sA ピースの鉄筋量/ピースのせい(ピース毎に違いますね。)

Fc ピースの設計基準強度(ピース毎に違いますね。)

N 袖壁付き柱に作用する軸力

σy 鉄筋の降伏強度

L 圧縮縁からピースの重心までの距離(ピース毎に違いますね。)

中立軸Zを求めるコツは、『どのピースに中立軸があるかアタリをつけて計算する』ことです。例えば、両側袖壁付き柱を7つにピース分割したとき、3~5のピースのどこかに中立軸があるはずです。なぜなら、①や⑦は袖壁の両端であり、対称形ならほぼ真ん中に中立軸があるから。と、いうことを念頭に⑤番目のピースを最初に計算しましょう。

⑤番目のピースに中立軸があると仮定したとき、j=5となります。これを覚えておきましょう。iとjを混同しなように。jはピースの番号ですが、iはΣ計算上に必要な記号なだけです。

 

曲げ耐力Muの算定

実は、上記のZを計算した時点でほとんど終わっています。なぜならZ算出のときに求めた項に、LをかければMuが求められるからです。ここでは、計算式を示しませんがZの算定が終わっていれば難しい計算はありません。

また、上記で⑤ピースの中立軸を算定しているので、j=5のときでZを求めましょう。

 

まとめ

完全塑性理論は名前が難しくて中々とっつきにくい計算です。が、本を読み込めばそこまで複雑な計算はしていません。ただ、構造的に何をやっているかまだよくわかっていないですが・・・。ま、完全塑性理論とは、袖壁及び柱をピースに分割すること、分割したピースの鉄筋を考慮できる、ということを覚えてください。

あとは、面倒な計算なのでj=1~7まで計算しようとせず、ある程度アタリをつけて手計算するようにしましょう。あと、エクセルで簡単な数式を組むと簡単に算定できるかなあと思います。

今回、この計算を算定するにあたって一番参考になった資料がSS3のQ&A。ぶっちゃけ建防協の規準書よりわかりやすいですよ。規準書って、なんでこんなに難しいんでしょーか。もっと初学者にも、頭悪くてもわかるように説明して欲しいものです。

スポンサーリンク
 

こちらも人気の記事です

ピックアップ記事

  1. 信念・思想が無ければ、タダの図面屋に成り下がる、と言う話
  2. 24才までに二級建築士を受けるならば、2人に1人は合格可能な件
  3. 不静定次数を計算して、不安定、静定・不静定を判別する方法
  4. 社畜の僕が、毎日でもブログを更新できた4つの秘訣
  5. 建築家の長ーい名言を超訳して、簡潔にした。

関連記事

  1. 構造設計に関すること

    【技術大国の崩壊】構造設計者の倫理観 その2 東洋ゴムの件

    以前、『構造設計者の倫理観』というタイトルで記事を書きました。その数日…

  2. 構造設計に関すること

    EV棟の設計マニュアル その2

    前回に引き続き、EV棟の設計について紹介します。前回のおさらいポイント…

  3. 構造設計に関すること

    人は何キロの衝撃で死に至るのか?地震と圧死の関係について

    地震で、頭上に物が落下すれば生命の危機です。地震による死亡被害で、溺死…

  4. 一級建築の試験勉強

    構造一級建築士制度で構造屋が減っていく件

    ども、tyazukeです。構造一級建築士って必要か?、と常々疑…

  5. 構造設計に関すること

    面倒な計算はExcelで!作ると便利な計算プログラム5つ。

    構造計算では必ず行う計算があります。と、いうよりルーティンワークのほう…

スポンサーリンク

最近の記事

Tazukeのおすすめ書籍

  1. 一級建築の試験勉強

    【一級建築士】独学2ヶ月で法規勉強したけど、21点とれた。
  2. 建築のこと

    基礎から学ぶ、隣の音が聞こえないマンションの特徴と遮音等級について
  3. 労働のこと

    建築設計を辞めたい!と思ったときチェックする3つの項目
  4. 労働のこと

    超高齢化社会と未来の住居スタイルについて
  5. 建築のこと

    藤村龍至が唯一無二の存在に成れたメディア戦略について
PAGE TOP