コンクリート構造物の 力学を学ぶために コンクリート工学研究室 岩城 一郎
教科書の構成
講義の流れと教科書との対応 1章：鉄筋コンクリートの力学を学ぶために 3章：曲げを受ける鉄筋コンクリート部材 5章：せん断力を受ける鉄筋コンクリート部材 2章：設計法 プレストレストコンクリート
力と変形に関する重要用語 応力 ひずみ 応力－ひずみ関係 弾性係数（ヤング係数） 荷重（外力） 変位（変形） 断面力（内力） 曲げモーメント（関連語句：曲率） せん断力 主応力（例：主圧縮応力度，主引張応力度） 強度（例：圧縮強度，引張強度，せん断強度等） 耐力（耐荷力） 剛性
力と変形の関係
用語の説明 （直）応力とは？ 部材に外力（P）が作用するとき，この外力に釣り合う内力の単位面積（A）当たりの力 σ＝P/A→単位：N/mm2あるいはMPa （直）ひずみとは？ 部材に外力が作用するとき，部材に生じる変形量（ΔL）をもともとの長さ（L）で除した値 ε＝ΔL/L→単位：無次元 応力－ひずみ関係 y軸に応力，x軸にひずみをとり，両者の関係を表したもの． 弾性係数（ヤング係数）とは？ 材料のかたさを表す指標で，単位ひずみあたりの応力の値（応力－ひずみ関係が直線であれば，E=σ/ε）で表される．→単位：N/mm2あるいはMPa
例題 長さ1mの鉄筋を0.3mm伸ばしたときのひずみと応力？ただし，鉄筋の弾性係数は，Es=200kN/mm2とする．
問題を解く上での留意事項 式を立てる． 数値を代入する． 答えを出す（有効数字に気をつける） 単位の有無を考え，有の場合，単位が妥当であるかどうか考える． 答えが妥当なオーダーであるかどうか考える． 検算する． →コラム：教科書p.27（単位と有効数字）
例題 長さ1mの鉄筋を0.3mm伸ばしたときのひずみと応力？ただし，鉄筋の弾性係数は，Es=200kN/mm2とする． 解答 ε＝ΔL/L＝0.3/1000＝3.00×10-4あるいは＝300×10-6 σ＝εEs＝300×10-6×200×103 N/mm2＝60.0N/mm2（MPa）
つよさ？かたさ？もろさ？ つよさ 材料→強度 部材・構造→耐力（耐荷力） かたさ 材料→弾性係数（ヤング係数） 部材・構造→剛性 もろさ 材料→最大ひずみ 部材・構造→最大変位
演習 直径10cm，長さ20cmのコンクリート（円柱供試体）に500kNの圧縮力を作用させたときの，軸応力（圧縮応力），ひずみ，変形量を求めよ．ただしコンクリートの弾性係数Ec＝30kN/mm2とする．単位・有効数字に気をつけること．
演習 直径10cm，長さ20cmのコンクリート（円柱供試体）に500kNの圧縮力を作用させたときの，軸応力（圧縮応力），ひずみ，変形量を求めよ．ただしコンクリートの弾性係数Ec＝30kN/mm2とする．単位に気をつけること． 解答 σ＝P/A＝500×103/(50×50×π)＝63.6619・・・→63.7N/mm2（MPa）有効数字！！ ε＝σ/Ec＝63.7/（30×103）＝2.12×10-3 ΔL＝L×ε＝200×2.12×10-3＝0.424mm