使用限界状態コンクリート工学研究室岩城一郎３つの限界状態 • 終局限界状態：最大耐力に対応する限界状態 • 使用限界状態：通常の供用または耐久性に関する限界状態（荷重，ひび割れ，変形等） • 疲労限界状態：荷重が繰り返し作用することによって破壊が生じる限界状態 3つの限界状態のイメージ荷重（P）終局限界状態鉄筋の降伏使用限界状態ひび割れ・応力・たわみ・振動・ひび割れ疲労限界状態時間（t）変位（δ）使用限界状態における曲げ応力度算定のための仮定 (1)維ひずみは断面の中立軸からの距離に比例する（平面保持の法則）． (2)鉄筋のひずみはその位置のコンクリートのひずみに一致する（完全付着）． (3)コンクリートの引張応力は無視する． (4)コンクリートおよび鋼材は弾性体とする． σc＝Ec・εc，σs＝Es・εs，n=Es/Ec （ex. f'ck=24N/mm2のとき，n=8.00）ひび割れに対する検討 • コンクリートは圧縮に強く，引張に弱い材料である．→ 引張に対して鉄筋により補強 • 曲げを受ける鉄筋コンクリート（RC）単純梁：上側で圧縮，下側で引張．コンクリートに作用する引張応力が引張強度を上回るとひび割れが発生． • RC部材はひび割れを許容→ただし過大なひび割れは許容せず． • 過大なひび割れ：コンクリート構造物の耐久性を損なう． • 有害な物質（塩NaCl，二酸化炭素CO2，酸，例えば H2SO4）の浸入経路→鋼材腐食をはじめとするコンクリート構造物の劣化を促進．ひび割れ幅を許容値以下に抑える必要がある．（大雑把には0.3mmが目安）ひび割れに対する検討 • w<wa：O.K. • w:発生したひび割れ幅，wa：許容ひび割れ幅ひび割れ • wは，ひび割れ間隔とコンクリートに発生するひずみに依存する．これらは，鋼材に作用する引張応力σs，コンクリートの（乾燥）収縮ε’cs，かぶりc，鉄筋の中心間隔 Cs，鉄筋の径φ等に依存する．※かぶり：鉄筋表面からこれを覆うコンクリート表面までの最短距離 • w=l×ε • ここで，l：ひび割れ間隔，ε：ひずみ • ひび割れ間隔が長く（ひび割れ分散性が悪い），発生するひずみが大きい⇒ひび割れ幅が大きい．ひび割れに対する検討 • l=4c＋0.7（Cs－φ） • ε＝σs／Es＋ε’cs • 許容ひび割れ幅waは，かぶり，腐食性環境の厳しさに依存する． • 一般：wa=0.005c • 腐食性環境：wa=0.004c • 厳しい腐食性環境：wa=0.0035c