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2002年度後期回答集



10
質問者 0217092
的場 萌実
質問箇所 都市基盤工学概論(2)
『橋脚の正しい壊れた方』(担当:吉川教授)
質問内容 コンクリートに関する授業を通して思ったこと。
回答:
#1:
コンクリートの種類によって、破壊の形式が違うというのを、
実物を見て知ることができて、とても楽しかったです。

**やはり,スライドなり,視覚からの方が,わかりやすく,興味を持ってもらえると思う.
ただ,正確に言うと「コンクリートの種類」ではなく,
「鉄筋コンクリート構造物の特性」によって,破壊形式が異なる.
さらに,厳密に言うと,「地震波の特性と大きな」のよっても,破壊の仕方,程度が違ってくる.

#2:
どのコンクリートにも鉄筋の拘束をした方が丈夫でいいと思う のですが、
あえて無筋コンクリートを使う構造物もあるのです か?

**鉄筋を入れても,意味のない,というか,効果のない場合は,無筋コンクリートとなる.
例えば,重力式ダムは,マス(重量)を与えるものであり,鉄筋,入れても,意味がない.

#3:
また、清水建設の月面基地図はとても興味をそそられました。
地球からコンクリートを運び出さなくても水さえあればコンク リートを作る事ができるとは驚きでした。

**月面基地そのものは,未だ構想であり,低重力のため,むしろ,地球上より,設計が楽かもしれない.
ただし,材料の運搬/調達,および施工(組立て)となると,これは大問題.
指摘のように,コンクリート用の材料調達が,(水以下は)月面上で可能なこと.

追伸:
詳しくは,米国のNASA,または,日本の清水建設の宇宙開発室に,問いあわせてください.
                                                                    (2003/2/22)


9
質問者 0117011
伊藤 聖
質問箇所 鉄筋コンクリート(1)
鉄筋降伏の判定について
質問内容 鉄筋降伏の判定に関する問題を解く場合、
解答では降伏ひずみから降伏の判定をしていますが、
降伏ひずみでなければいけないんでしょうか?
降伏強度からでも解けると思うんですが・・・
回答:
1. まずは,結論として,そのとおりです.
鉄筋降伏の判定は,降伏ひずみ,降伏強度のどちらを使っても,OKです.

2.言い換えると,降伏判定は「弾性問題」であり,これは,
  σ=E*ε
で表現できるので,応力(強度)σ,またはひずみε,どちらを使っても同じ判定結果をなる.

3.ただし,その後の強度/応力の算出など,やはり,ひずみの方が便利なので,このようにした.
例えば,下記の課題のうち,#4を参照されたい.
ここでの,解法の手順と考え方を確認されたい.
この場合,間違いなく,ひずみの方が,便利でしっくりくる.

http://c-pc8.civil.musashi-tech.ac.jp/RC/lesson/0117kaitou.pdf
                                                                    (2003/2/22)


8
質問者 0117045
久保田 健悟
質問箇所 鉄筋コンクリート(1)
講義内容について 授業中回覧したアクリル模型
質問内容 講義中でアクリル模型の説明の時に、
ヒビを誘導するためにノコギリで切込みを入れるとおっしゃっていましたが、
ひび割れ(切り欠き)を入れないで圧縮試験をするとどうなるのですか?
回答:
送信の件は,アクリルの透明模型のことで, 学外にてご存知のない方は,
当Webの視聴覚教材:
http://c-pc8.civil.musashi-tech.ac.jp/RC/kyouzai.htm
にて,まずは,この模型の概要とひび割れの様子をご確認ください.

質問の模型は,梁部材の中央下縁側にノコギリにて
切込み(深さ1mm程度)を作り,曲げひび割れのTrigger(引き金)としたもの.
Webの視聴覚教材の写真をよく見ればわかるが,この切り込みから曲げひび割れが1本だけ生じている.

さて,質問の内容であるが,この切り欠きがない場合,アクリルには,大かれ少なかれ(目に見えない)欠陥があり,
おそらく,その欠陥部から,やはり1本だけ,(曲げ)ひび割れ生じるであろうと,類推できる.
(どこからかは,予測できないが,どこから1本だけ発生するはず)

これを本来のコンクリート部材と比較すると,
・鉄筋コンクリート部材:これは大小の欠陥が存在し,複数の曲げひび割れが発生する.
(これは,授業にて実物を見学したとおり)
・透明のアクリル部材:コンクリートに比べて,脆性的かつ均質なので,ただ1本のひび割れしか発生しない.

このように,材料の性質と均質性により,実際の挙動が異なる.
私たち,教員にとっても,興味深く,非常に面白い比較と思います.
再度,注意深く観察されたい.
                                                                    (2003/1/7)


7
質問者 0117046
栗原 崇
質問箇所 鉄筋コンクリート(1)
第4章:曲げモーメントを受ける部材
4-3:曲げ部材の終局耐力
教科書P61,62のところで
質問内容 #1:
鉄筋降伏はεy=fy/Esと計算しますが,
コンクリートの終局ひずみεcu’の0.0025から0.0035という値は
どのように求め たのですか?

#2:
降伏点でのひずみはグラフから弾性状態にないので,
直線による近似ができないので
鉄筋と同様に求められないことは思いついたのですが・・・。
回答:
なるほど,なかなか,大切なところに気がついている.
質問のとおり,本質的に,「鉄筋という鋼材」,と「コンクリートという混合材料」 という,
根本的な材料の差異と考えてもらいたい.
(これについては,p.17(第2章)に説明している)

#1:
指摘のとおり,鉄筋のように,算出式では表現できず,
多くの実験結果から,大略の値を規定している.
簡単に言うと,
普通コンクリート → ε'cu=0.0035
高強度コンクリート → ε'cu=0.0025
いうことになる.
これは,高強度になるほど,終局ひずみが小さくなることを意味している.

#2:
質問文にあるとおりです.
コンクリートの応力ーひずみ関係は,荷重初期から非線形にあり,
これが,コンクリートの強度,配合(セメント水比など),骨材(種類,最大寸法) などによって異なる.
このため,終局ひずみに関する実験式はいくつか提案されているが,
上記のような規定がわかりやすく,かつ曲げ部材の終局耐力の算定にはそれほど影響を与えないでの,
このような単純な決め方にしている.

最後に,コンクリートの応力ーひずみ関係の解析例が,
下記のところにあるので参照 されたい.
http://c-pc8.civil.musashi-tech.ac.jp/RC/hight_a.htm
                                                                  (2002/12/17)


6
質問者 0017062
匿名
質問箇所 鉄筋コンクリート
第4章:曲げを受ける部材
質問内容 この前の授業で鉄筋コンクリートの模型が回ってきたときに,
荷重を掛けてみたところ横のほうが丈夫だったのですが,なぜなのでしょうか?
先生は答えを保留にしていたのですが,どうしても知りたいです。よろしくお願いします.

平成14年11月27日掲載
回答:

1.まず,質問の内容を解説しよう(そこに居なかった人のために).
これは,授業中に回覧した,硬質ゴムブロック(コンクリートのつもり)に針金(鉄筋のつもり)を
差し込んだ‘模擬鉄筋コンクリート’のこと(だよね?.染谷君).
(これは,スケルトンのアクリル模型とセットで,本研究室が誇る,世界に類のない,教材模型と自負している.)

2.これは,単鉄筋(片側に2本鉄筋(針金))長方形断面を模擬しているが,
ゴムブロックが,施工継ぎ目により,隙間が空いている.
そして,これを両手で曲げる(断面に曲げモーメントを付与する)ことにより,
その硬さ(曲げ剛性)を実感できるところがミソである.

本来の‘正の曲げモーメント’(鉄筋が引張力になるように)を与えると:剛性が大きく感じる(抵抗が大きい)
逆に,‘負の曲げモーメント’(隙間が開くような方向に)を与えると:剛性が小さく感じる(抵抗が小さい)
ことは,容易にわかり,教科書とおりである.これが,回覧した先生の意図である.

だが.指摘のように,
これを横に向けて曲げると(つまり,圧縮鉄筋1本,引張鉄筋1本の状態),それ以上に硬く(高剛性)に感じるのは何故か
というのが,質問である.

3.ウーーん,どう説明しよう.
たぶん,ゴムブロックに隙間があるので,そこに鉄筋(圧縮鉄筋)があると,かなり剛性向上に効果がるということではないか.
言い換えると,引張側2本より,圧縮1本,引張1本の方が曲げ剛性がもっとも大きくなるということ.
ただし,これは,この模擬模型に限ることに留意されたい.

4.さて,これは,実は数年前に,授業中に回覧したきに,ある学生が言い出して,先生を困らせたことが発端.
こういう,「先生が頼みもしないこと」をやることが,いろいろ役立つことが多いのも事実.
この模擬模型は,近々,デジカメにて公開することにしましょう.


5
質問者 0217042
齊藤の一人
質問箇所 都市基盤工学概論(2),第8回 「コンクリート工学分野」の体系と教育目標
質問内容 この前のあのコンクリートの棒は静定構造なのですか?
講義中に確か静定だといったのですがあれだと支点と支点で不静定構造な気がします。
どうして静定構造でいいのか,教えてください。

あと,構造物でコンクリートが使われますがコストを考えないで,
最も強度,耐久力に優れる素材はなんですか?
回答:

指摘のとおり.スルドイ質問!!

ただ,「支点と支点で不静定構造」の表現は,適切でなく,
静定梁の支点条件は,一端ピン支承,他端ローラー支承,のはず.

講義で使ったコンクリートの梁は,ピンとローラーの中間のような構造.
結論から言うと,横方向に荷重が作用していないでの,
その方向の自由度(固定か自由か)は,あまり関係ないということです.

もちろん,実際の構造物は,授業で学習したおとりに設計してあることは言うまでもない.

後半の質問は,この次にまた.


4
質問者 0217049
質問箇所 都市基盤工学概論(2) 「コンクリート工学分野」の体系と教育目標
質問内容 @ SRCの鉄骨はなぜH型なのでしょうか?
利点など詳しくお願いします。

A 錆びている鉄筋と錆びてない鉄筋での強度の違いはあるのでしょうか?

B マスコットの名前はあるんですか?(笑)
回答:

@
H型にすると,断面の剛性(曲げ剛性)が,効率的に大きくとれるからです.

つまり,同じ断面積で,四角,長四角,中空箱型など,いろいろの形状が考えられるが,
I型,H型にすると,断面2次モーメントが最も大きくできるからです.
このため,自重も軽くなり,経済的となる.
他の例として,鉄道のレールもそうです.一度,その断面形状を確かめられたい.

これは,必ず,応用力学(1)で最初のころに習うはず.
(忘れていれば,復習を!!)

A
うーーん,これは,何とも答えられない.
施工マニュアルとしては,錆ないように管理する必要があるンだが.

B
マスコットの名前?
あのニワトリ親子のことだね.

とりあえず,イメージキャラクターと呼んでいるが,
やはり,名前がほしいですね.
今度,公募することにしましょうか.
そのときは,大々的に公示するので,応募されたい.


3
質問者 0216118
渡邊
質問箇所 都市基盤工学概論2 「コンクリート工学分野の体系と学習目標」
質問内容 なぜ,柱と梁で帯鉄筋とスターラップと呼び方を変えるのですか?
回答:

やはり,機能が多少異なるし,見た目も違うからです.

・柱部材 → 帯鉄筋
せん断補強に加えて,主鉄筋を囲なで,コンクリート拘束する役目がある.
このため,必ず,閉合型となり,フックできちんと留めるのが大原則.

・梁 → スターラップ
この場合,せん断補強が主たる役目.
このため,U型など,閉じないタイプも用いてよいことになっている.

ただ,片方は,日本語,片方は英語.なぜだかわからない.
「スターラップだけ,どうして英語なのだろう」
そう言えば,学生時代から,25年間,ずーーと疑問に思っていました.


2
質問者 0117109
宮田 昌幸
質問箇所 鉄筋コンクリート(1)
紅白の教科書:2章:鉄筋とコンクリートの材料力学
質問内容 昨日は風邪をひいて授業に出られなくて残念でした。 ので,質問です。

応力や強度の単位のことですが,,kN/cm2,と表記するのではなく,
先生は授業で,N/mm2,と表すように,説明していますが,何故でしょうか?
教えてください!お願いします。
回答:

1:
材料力学における,応力や強度は,「応力=力(荷重)/面積」ですから,
単位としては,
kN/cm2, MN/cm2, GN/m2, N/mm2,
など,すべてOKです.
(この画面では, mm2 の2が上付きにならないことを,お断りします.)

2:
これは,従来単位で言えば,
kgf/cm2, tonf /m2, gf/mm2,
にも,同じことが言える.
(ここで,f=重,であり,例えば,kgfがキログラム重であることを意味する.ことは言うまでもない)

注意
ここで,k,M,G は,すべて,’桁数を表す接頭語’であることを,再確認せよ.

3:
ただし,単位がバラバラだと,授業中や演習問題,また,実社会における設計業務に混乱を生じ,
間違いを起こし易いので,
これまでの,土木/建築での慣例に従い,
応力や強度 ⇒  N/mm2
と,決めています.

4:
これは,例えば,我々の身の廻りでも,

・車の速度: km/h とし,m/secとはしない.
・アルバイトの単価: 円/時間,とし,円/分,とか,ドル/時間,とはしない.
・牛肉の単価: 普通,円/100g とすることが多く,円/kgとはしません.
・車の燃費: km/L (ガソリン1リットルあたりの走行距離)が多く,m/ccとは,しません.

のように,固定された単位が,日常的に決められている.
また,そうしないと,良否,高い安い,多い少ない,の感覚がつかめません.

5:
以上のことに留意して,
改めて,紅白の教科書の冒頭にある,
『SI単位と従来単位の上手な使い方』
を,熟読されたい.


1
質問者 9917○○7 天○ 君
質問箇所 鉄筋コンクリート(1) 課題より
(紅白の教科書,p.21〜,<例題2.2>,問題f)
質問内容 #1:P21の≪例題2・2≫のfの問題で、圧縮強度を求める問題で、答えを見る限りでは、
圧縮強度=応力となってるみたいなんですが、良く分かりません。

#2:そもそも、応力(定義は、ある範囲にかかる力?だと思います。)が
どれかがあまり分かっていません。

#3:再履修で、そんなかんたんなことも分からないのかと思うかもしれませんが、
詳しく教えてもらえませんか。
回答:
#1: 質問の内容が違うので,ちょっと変えると,
   圧縮破壊時の荷重を求める場合,「圧縮応力 = 圧縮強度」から求めることになる.

#2: 応力は,‘単位面積あたり作用している力’,として定義される.

#3: No.No.そんなことは,多くの学生が疑問に思っている.
授業中にも指摘したが,重要な点に気がついている.

さて,簡単に説明すると,

外から作用する荷重Pを,ゼロらスタートし,徐々に,増加させたとしよう.
これに呼応して,内部では,(単位面積あたりの荷重である)応力σも,徐々に増加する.
(あたりまえだの,クラッカー)

このときの,増加の仕方は,コンクリートの応力〜ひずみ曲線上をたどる.
例えば,図2−5(p.18:紅白の教科書)を参照されたい.

そうすると,だんだんピークに近づき,頂点に達すると圧縮破壊(こわれてしまう)となる.
この圧縮破壊時では,(内部の)応力σが,そのコンクリートの圧縮強度fcに達しているからである.
従って,応力σ = コンクリートの圧縮強度fc,によって,破壊条件が決まる.

言い換えると,
「強度は,応力の最大値または特異点」ということになる.

例えば,

・鉄筋の降伏条件: 鉄筋応力σs=降伏強度fy

・コンクリートの引張破壊条件: コンクリートの引張応力σt = コンクリートの引張強度ft

また,このような条件が,‘物体中(部材中)のある一点’にて,議論されるということである.


過去の回答集

2003前期
0件
2003後期
24件
2004前期
2004後期

2001前期
10件

2001後期
16件
2002前期
10件