コンクリート工学 No.1 学籍番号 ( 氏名 (

コンクリート 工学 No.1
1
学籍番号 (
以下の問題に答えよ．
)
氏名 (
)
6. 鉄筋で , SR ， SD は何を意味するか．
1. コンクリートを構成する材料を書け．
2. コンクリートの引張強度と圧縮強度の関係の概略
7. 下図の（
）に適当な用語を書け．
値を書け．
3. 鉄筋コンクリートの成立理由を 3 つ書け．
4. 鉄筋コンクリートの長所を 5 つ書け．
8. 冷間加工鋼などには 0.2% 耐力が用いられる． 0.2%
耐力を説明せよ．
5. 鉄筋コンクリートの短所を 4 つ書け．
9. コンクリート標準示方書で用いられる鉄筋の設計
用応力 – ひずみ曲線の概形を描け．また鉄筋の弾
性係数を書け．
2
16. 下図の A, B, C 点での構造物に生じ る現象を書
10. コンクリートの圧縮強度に及ぼす影響を書け．
け．また，図の段階 I, IIa, IIb, III での応力状態
の概形を描け．
11. 設計基準強度と設計圧縮強度の関係について説明
せよ．
12. 引張試験は (
) 試験，曲げ強度
は (
) 試験により得られる．
13. コンクリートの圧縮終局状態の応力 – ひずみ関係
において， fck ≤ 50 N/mm2 の場合，圧縮ひず
みが 0.002 までは二次式， 0.002 で最大となり，
その値は設計圧縮強度 fcd の (
)
倍で，圧縮ひずみの限界値を (
)
としている．また，コンクリートの応力 – ひずみ
関係概形を描け．
17. 下図の（
）に適当な用語を記入せよ．
14. 耐力と耐久性について説明せよ．
15. 鉄筋とコンクリートは一体となって外力に抵抗す
る鉄筋コンクリートには両者の相互作用によって
どのような性状が現われるか． 4 つ記せ．
18. 鉄筋コンクリートには乾燥収縮によりひび割れが
発生する．そのメカニズムを説明せよ．
コンクリート工学試験 02/7
19. クリープ 現象に関して，下図の（
3
）に適当な用
語を記入せよ．
24. ひび割れ部における鉄筋の σs − εs の関係の概略
図を描け．
20. 鉄筋とコンクリートとの間に付着が生じるメカニ
ズムについて 3 つの作用を記せ．
25. プレ ストレストコンクリートについて次の用語を
説明せよ．
(a) プレテンション方式
21. 鉄筋とコンクリートの付着に影響を及ぼす事項に
ついて 3 つ書け．
(b) フルプレストレッシング方式
(c) アンボンド
22. 端部鉄筋の定着法を書け．
(d) 緊張作業中および直後にプレストレスが損失
23. 限界状態設計法の 3 つの限界状態を記せ．
する原因を書け．また時間経過にともないプ
レストレスが損失する原因を書け．
4
2
図の矩形断面を有する RC 部材が，一般の環境に
設置されているものとする．このとき次に答えよ．ただ
し ，作用モーメント M = 500kN·m，コンクリート fck =
30N/mm2 , γc = 1.0，鉄筋 SD295A 25 を 10 本配筋
(As = 5067mm2)， εcsd = 100×10 −6，かぶり 50mm，
鉛直あき 30mm
3
下図に示すような単鉄筋長方形断面の設計曲げ耐
力 Mud を求めよ．ただし ，材料の力学的性質および安
全係数は次のとおりである．
∗
コンクリートの設計基準強度
fck = 30 N/mm2
∗
コンクリートの圧縮終局ひずみ
εcu = 0.0035
∗
鉄筋の降伏強度 (特性値)
fyk = 295 N/mm2
∗
安全係数
γc = 1.3,
γs = 1.0,
γb = 1.15
1. 鉄筋の引張応力度 σs を求めよ．
2. 許容曲げひび割れ幅 w を求めよ．
3. 許容ひび割れ幅 wa を計算し ，ひび割れに対する
以下の図や式を用いよ．
h = 800
d = 710
安全性を検討せよ．
10D25
30
50
50
Cφ = 69
44
(mm)
b = 400
以下の表や式を用いよ．
nAs
2bd
−1 + 1 +
x=
b
nAs
σc =
2M
bx d − x3
σs =
nσc
(d − x)
x
例題図 -6.1.2
• ひずみ適合条件
σs
+ εcs
w = k {4c + 0.7 × (cs − φ)}
Es
表 -2.1
コンクリートのヤング係数比 n
2
εcu
d
εcu + εs
• 等価応力ブロックにおけるβ 値(土木学会式)
x : εcu = (d − x) : εs → x =
fck ≤ 50N/mm2 −→
• コンクリートの圧縮力
fck (N/mm )
18
24
30
40
50
n
9.1
8.0
7.1
6.5
6.1
β = 0.8
Cc = 0.85fcd · β · x · b
• 鉄筋の引張力
T = Asb fyd
表 -2.2 許容ひび割れ幅 wa (mm)
鋼材の種類
鋼材の腐食に対する環境条件
異形鉄筋・普通丸鋼
一般の環境
腐食性環境
0.005c
0.004c
c：かぶり（ mm ）
• モーメントのつり合い条件式
Mu = Cc (d − βx/2)
または，
Mu = T (d − βx/2)
コンクリート工学試験 02/7
5
1 下図の長方形断面のポストテンション PC 梁
4
プレストレス導入直後のコンクリートの応力度
に，緊張作業直後 (コンクリートの弾性変形，緊張材と
シースとの摩擦，緊張時のセットロスによる減少量は考
慮されている) のプレストレス力 Pt = 650kN を与えた
σcoi
=
σcui
=
ときの有効係数 η を求めよ．ただし ，設計条件は次の
Pt
Pt epe
Md1
−
yco +
yco
Ac
Ic
Ic
Pt
Pt epe
Md1
+
ycu −
ycu
Ac
Ic
Ic
とおりとし ，簡単のため総断面を用いてよいものとする．
fck = 50N/mm2 , Ec = 33kN/mm2 ，
(コンクリート )
全設計荷重作用時のコンクリートの応力度
クリープ係数 ϕ = 2.1，収縮ひずみ εcs = 200×10−6，
(PC 鋼材)
PC 鋼棒 SBPR 785/1030, φ32， Ap = 804mm2 ，
σco
Ep = 200kN/mm2 ，リラクセーション率 γ = 3%，
自重によるモーメント : Mp1 = 40kN · m
自重以外の持続荷重によるモーメント : Mp2 = 10kN · m
変動荷重によるモーメント : Mr = 90kN · m
b=30cm
h/2
h=50cm
ep = 18cm
2
1 において，プレ ストレ スの導入直後，および
全設計荷重が作用した場合について，上下縁のコンクリー
トの応力度を求めよ．
以下の式を用いよ．
• コンクリートのクリープと乾燥収縮による
P C 鋼材の引張応力度の減少量∆σpcs
∆σpcs
nϕ(σcd + σcpt ) + Ep εcs
=
1 + n(σcpt /σpt )(1 + ϕ/2)
• P C 鋼材のリラクセーションによる
引張応力度の減少量∆σpr
∆σpr = γσpt
• 有効プレストレス力Px
Px = Pi − (∆Pi + ∆Pt )
題意より，∆Piはすでに考慮されている．
• プレストレス力の有効係数
Px
η=
Pt
σcu
Pt
Pt epc
= η
−
yco
Ac
Ic
Md1
Md2 + Ml
+
yco +
yeo
Ic
Ie
Pt
Pt epc
= η
+
ycu
Ac
Ic
Md1
Md2 + Ml
−
ycu −
yeu
Ic
Ie
6
2
図の矩形断面を有する RC 部材が，一般の環境に
設置されているものとする．このとき次に答えよ．ただ
4
図に示す複鉄筋矩形断面の相互作用図を描け．た
だし ，コンクリートの圧縮強度を fcd = 24N/mm2 ，
し ，作用モーメント M = 500kN·m，コンクリート fck =
鉄筋の降伏点を fsy = fsy = 350N/mm2 ，鉄筋の縦
30N/mm2 , γc = 1.0，鉄筋 SD295A 25 を 10 本配筋
弾性係数を Es = 2.0 × 105 N/mm2 ， As = As =
(As = 5067mm2)， εcsd = 100×10 −6，かぶり 50mm，
2250mm2 とする．
鉛直あき 30mm
b = 500mm
d = 50
1. 鉄筋の引張応力度 σse を求めよ．
2. 許容曲げひび割れ幅 w を求めよ．
3. 許容ひび割れ幅 wa を計算し ，ひび割れに対する
安全性を検討せよ．
d = 450
h = 500
As
As
1 下図の長方形断面のポストテンション PC 梁
h = 800
d = 710
5
10D25
に，緊張作業直後 (コンクリートの弾性変形，緊張材と
シースとの摩擦，緊張時のセットロスによる減少量は考
慮されている) のプレストレス力 Pt = 650kN を与えた
30
ときの有効係数 η を求めよ．ただし ，設計条件は次の
50
50
44
とおりとし ，簡単のため総断面を用いてよいものとする．
(コンクリート )
Cφ = 69
(mm)
b = 400
fck = 50N/mm2 , Ec = 33kN/mm2 ，
クリープ係数 ϕ = 2.1，収縮ひずみ εcs = 200×10−6 ，
(PC 鋼材) PC 鋼棒 SBPR 785/1030, φ32， Ap = 804mm2 ，
3
下図に示すような単鉄筋長方形断面の設計曲げ耐
Ep = 200kN/mm2 ，リラクセーション率 γ = 3%，
力 Mud を求めよ．ただし ，材料の力学的性質および安
自重によるモーメント : Mp1 = 40kN · m
全係数は次のとおりである．
自重以外の持続荷重によるモーメント : Mp2 = 10kN · m
∗
コンクリートの設計基準強度
fck = 30 N/mm2
∗
コンクリートの圧縮終局ひずみ
εcu = 0.0035
∗
鉄筋の降伏強度 (特性値)
fyk = 295 N/mm2
∗
安全係数
γc = 1.3,
変動荷重によるモーメント : Mr = 90kN · m
γs = 1.0,
b=30cm
γb = 1.15
h/2
h=50cm
ep = 18cm
2
1 において，プレ ストレ スの導入直後，および
全設計荷重が作用した場合について，上下縁のコンクリー
トの応力度を求めよ．