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第13回
鉄筋コンクリート造のしくみ
鉄筋は圧縮には弱いが引っ張りには強い。コンクリートは圧縮には強いが、引っ張りには弱い。これらの、それぞれの短所を補いあったのが鉄筋コンクリート造(RC)(Reinforced Concrete)です。
下図で説明しますと、コンクリートでできた角材の両端に支持材を入れて浮かせ、中央に力を掛けたとします。すると角材の下側が引っ張られ、力が強くなるとしまいには下側からヒビが入り最後には折れて壊れてしまいます。この角材が壊れないようにするには、角材の引っ張られる部分に、部材が引っ張られたとしてもそれに抵抗する事ができる鉄筋を挿入すればヒビ割れが出ずに壊れないようになります。
この角材を梁に見立てると、中央部は図のように下側に多くの鉄筋が入ることになります。
四隅には帯筋(梁に使用する場合はあばら筋/スタラップ、柱に使用する場合は帯筋/フープという)を保持するために主筋が必ず入ります。帯筋の役割は、部材に力が加わったときに部材内部で滑りやずれを生じさせる力をせん断力(ハサミはせん断を利用して物をカットする道具です)といい、せん断力に抵抗させるために挿入します。そのため、この間隔が狭いほど柱や梁は頑丈といえます。特に柱は地震時に激しい力が上から加わってずれるように崩壊するケースが多いため、新耐震設計では帯筋の間隔を狭め(樽のタガの間隔が狭い方が丈夫と同じような理屈です)で地震に対して強くなりました。
下図で説明しますと、コンクリートでできた角材の両端に支持材を入れて浮かせ、中央に力を掛けたとします。すると角材の下側が引っ張られ、力が強くなるとしまいには下側からヒビが入り最後には折れて壊れてしまいます。この角材が壊れないようにするには、角材の引っ張られる部分に、部材が引っ張られたとしてもそれに抵抗する事ができる鉄筋を挿入すればヒビ割れが出ずに壊れないようになります。
この角材を梁に見立てると、中央部は図のように下側に多くの鉄筋が入ることになります。
四隅には帯筋(梁に使用する場合はあばら筋/スタラップ、柱に使用する場合は帯筋/フープという)を保持するために主筋が必ず入ります。帯筋の役割は、部材に力が加わったときに部材内部で滑りやずれを生じさせる力をせん断力(ハサミはせん断を利用して物をカットする道具です)といい、せん断力に抵抗させるために挿入します。そのため、この間隔が狭いほど柱や梁は頑丈といえます。特に柱は地震時に激しい力が上から加わってずれるように崩壊するケースが多いため、新耐震設計では帯筋の間隔を狭め(樽のタガの間隔が狭い方が丈夫と同じような理屈です)で地震に対して強くなりました。