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 終局限界状態 使用限界状態 疲労限界状態 荷重（P） 鉄筋の降伏 時間（t） ひび割れ 変位（δ） ・応力 ・応力 ・たわみ ・振動 ・ひび割れ 使用限界状態 疲労限界状態 時間（t） ひび割れ 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 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