土木工学設計製図(課題II)を はじめる前に

コンクリート構造物の設計法
コンクリート工学研究室
岩城 一郎
設計とは?
(広辞苑)
せっ‐けい【設計】(plan; design)
 ある目的を具体化する作業.製作・工事など
に当り,工費・敷地・材料および構造上の諸
点などの計画を立て図面その他の方式で明
示すること.「ビルの―」
 比喩的に,人生や生活について計画を立て
ること.
土木における設計とは?



一般に土木構造物(橋,トンネル,擁壁,ダム
等)の構造設計(他に,配合設計,景観設計)
構造設計とは?:構造物に要求される性能
(主として,安全性能,耐久性能)を満足する
とともに,経済性を考慮し(景観,環境への影
響にも配慮し),材料,構造形式,部材寸法
等を決定し,これらを計算書や図面,その他
の方法により表すこと.
安定計算と断面計算に大別される.
安定計算と断面計算
安定計算
構造物そのものの安定(転倒,滑動)に関す
る安全性の評価
 断面計算
構造物を構成する部材に作用する力(断面
力:曲げモーメント,せん断力)に対する安全
性の評価
 人,ブックエンド,擁壁を例に

コンクリート構造物の設計法
許容応力度設計法
古典的な設計法,100年以上の実績と
経験(十分な実績,苦い経験)
 限界状態設計法
現在,またこれから発展する設計法,我
が国での実績は未だ20年程度と浅いが,
世界の趨勢,合理的な設計法

許容応力度設計法と限界状態設計法
限界状態設計法
許容応力度設計法



荷重レベルの違い
理論の違い:弾性理論
(線形理論)と弾塑性
理論(非線形理論)
安全性の照査手法の
違い:安全率と部分安
全係数,応力による比
較と断面力による比較
許容応力度設計法
使用状態における作用応力σと許容応力度σaと
の比較 σ<σa:O.K.
 弾性理論(線形理論):コンクリート及び鉄筋の
応力-ひずみ関係は直線
 安全率kのみによる安全性評価(一般にコンクリート
の場合:3,鉄筋の場合:1.7程度)
 例えば,
f’ck=24N/mm2,k=3.0→σ’ca=f’ck/k=8N/mm2
fy=295N/mm2,k=1.7→σsa=fy/k=176N/mm2

限界状態設計法





終局限界状態,使用限界状態,疲労限界状態
抵抗値R(Resistance,断面耐力)と作用値S(Subject,
断面力)との比較:γi・S/R<1 例 γi・Md/Mud<1.0
弾塑性理論(非線形理論):コンクリート(2次曲線と直線),
鉄筋(バイリニア)
部分安全係数法:構造材料の品質のばらつき,荷重の大
きさの決定に対する不確実性などを考慮するためにいく
つかの安全係数を導入(材料係数,部材係数,構造解析
係数,荷重係数および構造物係数)
コンクリート標準示方書:1986年に限界状態設計法が採
用,2002年まで許容応力度設計法と併記,2002年より限
界状態設計法のみ(許容応力度設計法は付録扱い)