【コンクリート技士・主任技士】どこにひび割れが入る?コンクリート構造に関する問題その2

問題

下図(1)~(4)は、高さが異なる鉄筋コンクリート柱に水平荷重を作用させたときに発生する曲げひび割れとせん断ひび割れのを模式的に示したものである。(1)~(4)のうち、適当なものには〇、不適当なものには×を付けよ。

解説

コンクリート構造についての少々発展的な問題。曲げひび割れとせん断ひび割れの両方について、どのようにひび割れが発生するかを理解しておかなければなりません。

ひび割れの形状から、(1)(2)は曲げひび割れ、(3)(4)はせん断ひび割れに関する問題だと考えられます。

それでは、曲げひび割れとせん断ひび割れそれぞれについて、何が正解なのか考えていきましょう。

(1)(2)曲げひび割れ

今回の問題よりも基礎的な以前の記事での問題と同様に、コンクリート部材が柔らかいと仮定して、どのように変形するかを考え、引張が生じる部分はどこか見ていきましょう。

関連記事はこちら:【コンクリート技士・主任技士】どこにひび割れが入る?コンクリート構造に関する問題

変形した場合は下図のようになることが想像できます。

図の青い部分が引張側になるのは簡単にわかりますね。

よって、ここに曲げひび割れが発生すると考えられるため、(1)は×、(2)は〇が正解です。

(3)(4)せん断ひび割れ

(3)(4)はせん断ひび割れに関しての問題です。せん断ひび割れは図のように斜めに入るのは教科書などでよく見るひび割れの形でしょう。

せん断ひび割れのメカニズムなどについては、こちらの記事で紹介しています。

関連記事はこちら:準備中・・・

これも曲げひび割れと同様に、部材がせん断力によってどのように変形するかを考えてみましょう。右側にこの部材内の微小面積における変位と力のかかり方についての模式図を示しています。

少々想像しにくいかもしれませんが、正に右側の模式図のような変位となり、図の青矢印の方向に引張が生じます。

ここまでわかれば、曲げひび割れのときと同じようにコンクリートが引張に弱いことを思い出したら、引張と垂直方向にひび割れが生じることがわかるでしょう。

と言うことで、答えは(3)が〇、(4)が×です。

せん断ひび割れはこのように斜めに発生するのが一般的な形です。曲げひび割れと違って鉄筋コンクリート部材の設計上許されないひび割れなので、どのひび割れがそうなのかわかるようにしておくことも重要です。

解答

と言うわけで、正解は以下の通り。

(1)×
(2)〇
(3)〇
(4)×

どういった部材にどのような力が作用するとどのようなひび割れが考えられるかと言う問題は、コンクリート技士・主任技士試験だけではなくコンクリート診断士などの試験にも頻出です。

コンクリートの性質を知るのにそれほど重要であるということなので、きちんと理解しておきたいですね。

特に、曲げひび割れだけでなくせん断ひび割れが絡んでくると、力学的性質をしっかり理解しておかないと答えにはたどり着かないので、解き方を含めて理解しておくことが重要です。

より基本的な問題は以下の記事に書いていますので、わからなかった方はこちらから勉強してみてください!

関連記事(その1):【コンクリート技士・主任技士】どこにひび割れが入る?コンクリート構造に関する問題

関連記事(その3):【コンクリート技士・主任技士】どこにひび割れが入る?コンクリート構造に関する問題その3

関連記事(その4):【コンクリート技士・主任技士】主筋をどこに配置する?コンクリート構造に関する問題その4

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