RCの断面計算｜許容応力度法による部材計算

計算方法と適用範囲

このツールで計算できること

RC矩形断面の許容応力度法による断面計算を行います。単鉄筋・複鉄筋に対応し、曲げモーメント（軸力併用可）によるコンクリート・鉄筋の応力度、平均せん断応力度、付着応力度を算定して許容値と比較します。

計算方法・使用式

• 曲げ応力度: ひずみは中立軸からの距離に比例し、鉄筋とコンクリートのヤング係数比を15とし、コンクリートの引張応力度を無視して算出します（道路土工－擁壁工指針 5-4-2）。単鉄筋・複鉄筋を同一の式で扱い、複鉄筋の圧縮鉄筋の換算断面積はn・As′を用います。
• 軸力N（圧縮を正）は断面図心（h/2）に作用するものとし、力とモーメントのつり合いを満たす中立軸位置を求めます。断面全体が圧縮になるときは全断面有効の換算断面で縁応力度を求め、断面全体が引張になるとき（複鉄筋）は上下の鉄筋だけで受けるものとして鉄筋の応力度を求めます。
• 有効高dは、断面高さから芯かぶり（断面表面から鉄筋中心までの距離）を差し引いて算定します。
• せん断: 平均せん断応力度 τ = S/(b・d)（同指針 式(解5-22)。等断面なので有効高の変化の影響は無い）を、コンクリートのみでせん断力を負担する場合の許容せん断応力度τa1と比較します。τa1には有効高d（表4-4）・軸方向引張鉄筋比pt（表4-5）・軸方向圧縮力（式(4-1)）による補正係数を乗じます。
• 付着: 引張主鉄筋の周長の合計Uを用いて τo = 1.15S/(U・d)（道路橋示方書Ⅲ（平成14年3月）式(4.5.1)）を算定し、許容付着応力度と比較します。周長は鉄筋の公称直径から求めます。
• 許容応力度: コンクリートは同指針 表4-3、鉄筋は表4-10の値とし、荷重の組合せ（地震の影響・風荷重・衝突荷重）に応じて表4-2の割増し係数を乗じます。圧縮側の鉄筋が引張になるときは許容引張応力度と、引張側の鉄筋が圧縮になるときは許容圧縮応力度と比較します。

入力と出力

入力: 断面寸法（幅・高さ）・単鉄筋/複鉄筋の別・芯かぶり・鉄筋（径・本数）、材料（コンクリートの設計基準強度・鉄筋の種類・荷重の組合せ・部材の環境・鉄筋の許容引張応力度・ヤング係数比n）、断面力（曲げモーメントM・せん断力S・軸力N）。

出力: 応力状態、中立軸位置、コンクリート圧縮応力度σc・鉄筋応力度（引張側・圧縮側）・平均せん断応力度τ・付着応力度と各許容値の比較、総合判定のOK/NG。計算過程つきの帳票（計算書）を出力できます。

適用範囲・計算上の仮定

• 矩形断面のみを対象とします。T形断面・円形断面には対応しません。
• 許容応力度法による弾性計算です。終局耐力（破壊抵抗曲げモーメント）・限界状態設計法の照査は行いません。
• せん断はコンクリートのみで負担する場合の照査で、斜引張鉄筋（スターラップ）の設計は行いません。
• 軸力は断面図心に作用する圧縮（または引張）として扱います。2軸曲げには対応しません。単鉄筋で断面全体が引張になる組み合わせなど、コンクリートの引張を無視した断面でつり合いが取れない場合は算定しません。

使用基準・参考文献・設計者が確認すべき事項

• 道路土工－擁壁工指針（平成24年度版、日本道路協会）: 許容応力度と割増し係数（4-5、表4-2〜表4-5・表4-10、式(4-1)）、曲げモーメント及び軸方向力の応力度の算出の仮定（5-4-2）、平均せん断応力度（5-4-3、式(解5-22)）。 Amazonで見る
• 道路橋示方書・同解説 Ⅲ コンクリート橋編（平成14年3月、日本道路協会）: 鉄筋とコンクリートとの付着に関する照査（4.5、式(4.5.1)）。

許容応力度は適用する基準・部材の環境条件・荷重の組合せにより異なります。鉄筋の許容引張応力度は入力欄で直接直せますが、コンクリートの許容応力度は表4-3の値を使います。最小鉄筋量・最大鉄筋量・かぶりなどの構造細目、斜引張鉄筋の要否は、設計者が適用基準に照らして別途確認してください。

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