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橋脚の設計計算のなぜ? 解決フォーラム
計算書における圧縮限界時と
引張限界時の曲げモーメントと曲率の値

 コンクリートの圧縮限界
「道路橋示方書・同解説X耐震設計編 平成24年3月(社)日本道路協会」(以下、道示X)の10.3では、最外縁の軸方向圧縮鉄筋位置のコンクリートの圧縮ひずみが限界圧縮ひずみ「εccl」に達する状態をコンクリートの圧縮ひずみに対する限界状態と定義しています。
本製品では、圧縮限界時のモーメントと曲率を便宜上「Mccl」,「φccl」と表記しています。

 軸方向鉄筋の引張限界
道示Xの10.3では、最外縁の軸方向引張鉄筋位置において軸方向鉄筋の引張ひずみが各耐震性能ごとの許容引張ひずみ「εst2」または「εst3」に達する状態を軸方向鉄筋の引張ひずみに対する限界状態と定義しています。
本製品では、引張限界時のモーメントと曲率を便宜上「Mst」,「φst」と表記しています。

 各耐震性能ごとの限界状態
上記に従い求められた曲げモーメント及び曲率より、小さい曲率を与える方を各耐震性能ごとの限界状態における曲げモーメント及び曲率とします。

■φst>φcclとなる場合
コンクリートの圧縮限界状態が先に生じるとする。

■φst<φcclとなる場合
軸方向鉄筋の引張限界状態が先に生じるとする。

本製品では、この限界状態におけるモーメントと曲率を便宜上「Mls」,「φls」と表記しています。

下記の計算書の例では、圧縮限界時と引張限界時の曲げモーメント及び曲率が同じ値となっています。
■図1 各限界状態の結果

この状態は、鉄筋の引張限界に達する前に、コンクリートの圧縮限界に達したことを意味しており、この時点で計算を終了しています。このとき、計算書の引張限界時では、中立軸位置の試算が続行できなくなったことを確認するため、便宜上、最終結果(≒圧縮限界時)を表示しています。

また、上記の計算書では、最外縁圧縮鉄筋位置でのひずみ「εsc」が限界圧縮ひずみ「εccl」と同じ値になっていること、その状態での引張限界時の最外縁引張鉄筋位置でのひずみ「εs」が鉄筋の許容ひずみ「εst」に達していないことからコンクリートの圧縮限界状態が先に生じていることを確認することができます。

■図2 限界状態とひずみ

     
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(Up&Coming '12 秋の号掲載)
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