〇過去問
・管理業務主任者 2004問19、2015問17、2017問19、2019問21
・マンション管理士 2014問40
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基礎
1)基礎の種類
〇直接基礎
・杭などを用いずに、上部構造の荷重を直接地盤に伝える基礎。
・荷重を支えるだけの十分な強度を持った地盤である支持層が比較的浅い場合に用いられる。
・建築物が比較的軽量である場合や、良質の土質が地表近くに存在している場合に用いられる。
・一戸建て住宅等の比較的軽量な建築物または地盤が強固な場合に用いられる
〇杭基礎
・マンション等の大規模建築物や地盤が軟弱な場合に用いられる。
〇摩擦杭
・地盤の土と杭周面の摩擦力によって建築物の重量を支えるもの
・建築物の重量が比較的軽いときには、下の強固な層にまで届かず、杭の周囲にある土との摩擦力で支える。
〇支持杭
・強固な支持層による杭先端の支持力によって建築物の重量を支える。
・軟弱な地盤を貫いて下の強固な支持層にまで先端の杭を打ち込む。
2)構造方法の基準(令38条)
●構造
・建築物の基礎は、建築物に作用する荷重及び外力を安全に地盤に伝え、かつ、地盤の沈下又は変形に対して構造耐力上安全なものとしなければならない。
・建築物の基礎の構造は、建築物の構造、形態及び地盤の状況を考慮して国土交通大臣が定めた構造方法を用いるものとしなければならない。
この場合において、高さ13m又は延べ面積3,000m2を超える建築物で、当該建築物に作用する荷重が最下階の床面積100kN/m2を超えるものにあつては、基礎の底部(基礎ぐいを使用する場合にあつては、当該基礎ぐいの先端)を良好な地盤に達することとしなければならない。
●異なる種類の基礎の併用
・建築物には、異なる構造方法による基礎を併用してはならない。
※同一の建築物に、支持杭と摩擦杭を混用すると、それぞれの部分に建築物の沈下に違いが生じ、不同沈下を発生させ、建築物の損傷のおそれがある。
3)地盤沈下と基礎
●地盤沈下が生じる現象
〇圧密沈下
・粘土質地盤に多く発生するもので、地中の間隙水の排出等により、地盤が圧縮変形して沈下する現象。
〇液状化現象
・砂質地盤に多く発生するもので、間隙水圧の上昇のため、砂が水で飽和し、地盤が液状化する現象。
●地震時に液状化のおそれのある地盤
・地表面から20m以内の深さにあること。
・砂質土で粒径が比較的均一な中粒砂等からなること。
・地下水で飽和していること。
・N値が概ね15以下であること。
●基礎の構造基準(令38条)
・建築物の基礎は、建築物に作用する荷重及び外力を安全に地盤に伝え、かつ、”地盤の沈下又は変形に対して”構造耐力上安全なものとしなければならない。
●地盤の許容応力度(令93条)
・地盤調査を行わない場合における地盤の許容応力度が規定されている。
〇砂質地盤
・”地震時に液状化のおそれのないものに限る”とされている。
〇直接基礎
・杭などを用いずに、上部構造の荷重を直接地盤に伝える基礎。
・荷重を支えるだけの十分な強度を持った地盤である支持層が比較的浅い場合に用いられる。
・建築物が比較的軽量である場合や、良質の土質が地表近くに存在している場合に用いられる。
・一戸建て住宅等の比較的軽量な建築物または地盤が強固な場合に用いられる
〇杭基礎
・マンション等の大規模建築物や地盤が軟弱な場合に用いられる。
〇摩擦杭
・地盤の土と杭周面の摩擦力によって建築物の重量を支えるもの
・建築物の重量が比較的軽いときには、下の強固な層にまで届かず、杭の周囲にある土との摩擦力で支える。
〇支持杭
・強固な支持層による杭先端の支持力によって建築物の重量を支える。
・軟弱な地盤を貫いて下の強固な支持層にまで先端の杭を打ち込む。
2)構造方法の基準(令38条)
●構造
・建築物の基礎は、建築物に作用する荷重及び外力を安全に地盤に伝え、かつ、地盤の沈下又は変形に対して構造耐力上安全なものとしなければならない。
・建築物の基礎の構造は、建築物の構造、形態及び地盤の状況を考慮して国土交通大臣が定めた構造方法を用いるものとしなければならない。
この場合において、高さ13m又は延べ面積3,000m2を超える建築物で、当該建築物に作用する荷重が最下階の床面積100kN/m2を超えるものにあつては、基礎の底部(基礎ぐいを使用する場合にあつては、当該基礎ぐいの先端)を良好な地盤に達することとしなければならない。
●異なる種類の基礎の併用
・建築物には、異なる構造方法による基礎を併用してはならない。
※同一の建築物に、支持杭と摩擦杭を混用すると、それぞれの部分に建築物の沈下に違いが生じ、不同沈下を発生させ、建築物の損傷のおそれがある。
3)地盤沈下と基礎
●地盤沈下が生じる現象
〇圧密沈下
・粘土質地盤に多く発生するもので、地中の間隙水の排出等により、地盤が圧縮変形して沈下する現象。
〇液状化現象
・砂質地盤に多く発生するもので、間隙水圧の上昇のため、砂が水で飽和し、地盤が液状化する現象。
●地震時に液状化のおそれのある地盤
・地表面から20m以内の深さにあること。
・砂質土で粒径が比較的均一な中粒砂等からなること。
・地下水で飽和していること。
・N値が概ね15以下であること。
●基礎の構造基準(令38条)
・建築物の基礎は、建築物に作用する荷重及び外力を安全に地盤に伝え、かつ、”地盤の沈下又は変形に対して”構造耐力上安全なものとしなければならない。
●地盤の許容応力度(令93条)
・地盤調査を行わない場合における地盤の許容応力度が規定されている。
〇砂質地盤
・”地震時に液状化のおそれのないものに限る”とされている。
RC造の柱の構造設計
1)柱の構造設計の概要
〇曲げ降伏を先行
・柱は、十分なせん断力を確保し、曲げ降伏が先行するように設計する。
柱のせん断破壊は、極めて脆性的であり、建物の崩壊につながる危険性があるため、曲げ降伏が先行するように設計する。
2)構造耐力上主要な部分である柱の構造(令77条)
①主筋
●本数
・4本以上とすること。
●結合方法
・主筋は、帯筋と緊結すること。
●主筋の断面積の和
・コンクリートの断面積の0.8%以上とすること。
②帯筋
●帯筋の径
・帯筋の径は、6mm以上とする。
●帯筋の間隔
①柱に接着する壁、はり等の横架材から上方又は下方に柱の小径の2倍以内の距離にある部分
・10cm以下で、かつ、最も細い主筋の径の15倍以下。
②上記以外の部分
・15cm以下、かつ、最も細い主筋の径の15倍以下。
●帯筋比
・柱の軸を含むコンクリートの断面の面積に対する帯筋の断面積の和の割合として国土交通大臣が定める方法により算出した数値は、0.2%以上とすること。
③柱の小径
・その構造耐力上主要な支点間の距離の1/15以上とすること。
〇曲げ降伏を先行
・柱は、十分なせん断力を確保し、曲げ降伏が先行するように設計する。
柱のせん断破壊は、極めて脆性的であり、建物の崩壊につながる危険性があるため、曲げ降伏が先行するように設計する。
2)構造耐力上主要な部分である柱の構造(令77条)
①主筋
●本数
・4本以上とすること。
●結合方法
・主筋は、帯筋と緊結すること。
●主筋の断面積の和
・コンクリートの断面積の0.8%以上とすること。
②帯筋
●帯筋の径
・帯筋の径は、6mm以上とする。
●帯筋の間隔
①柱に接着する壁、はり等の横架材から上方又は下方に柱の小径の2倍以内の距離にある部分
・10cm以下で、かつ、最も細い主筋の径の15倍以下。
②上記以外の部分
・15cm以下、かつ、最も細い主筋の径の15倍以下。
●帯筋比
・柱の軸を含むコンクリートの断面の面積に対する帯筋の断面積の和の割合として国土交通大臣が定める方法により算出した数値は、0.2%以上とすること。
③柱の小径
・その構造耐力上主要な支点間の距離の1/15以上とすること。
RC造のはりの構造設計
1)はりの構造設計の概要
〇はりにかかる荷重
・主として曲げモーメントとせん断力。
〇設計
・はりにかかる曲げモーメントやせん断力に十分に耐え、かつ、経済的に設計しなければならない。
・状況に応じて梁の各部分で断面形や配筋を変えることによって、経済的な設計ができる。
2)はりの主筋
●単筋はりと複筋ばり
・長期荷重による曲げモーメントによって、はりの中央部では下側、端部では上側に引張応力が生じる。
この引張応力を負担する側にのみ主筋を配置するはりを単筋梁といい、圧縮側にも主筋を配置する梁を複筋梁という。
●令78条
・構造耐力上主要な部分であるはりは、複筋ばりとしなければならない。
3)あばら筋
・はりには、曲げモーメントと共にせん断力が生じる。コンクリートはせん断力はある程度耐えるが、普通あばら筋を入れて補強する。
・主筋を拘束する効果もある。
主筋に圧縮力が作用すると座屈してしまうが、あばら筋を配置することで、主筋を拘束する。
●あばら筋の間隔(令78条)
・構造耐力上主要な部分であるはりは、複筋ばりとし、これにあばら筋をはりの丈の3/4以下の間隔で配置しなければならない。
〇臥梁(がりょう:壁の頂部に設けられた梁)
・30㎝以下の間隔で配置しなければならない。
〇はりにかかる荷重
・主として曲げモーメントとせん断力。
〇設計
・はりにかかる曲げモーメントやせん断力に十分に耐え、かつ、経済的に設計しなければならない。
・状況に応じて梁の各部分で断面形や配筋を変えることによって、経済的な設計ができる。
2)はりの主筋
●単筋はりと複筋ばり
・長期荷重による曲げモーメントによって、はりの中央部では下側、端部では上側に引張応力が生じる。
この引張応力を負担する側にのみ主筋を配置するはりを単筋梁といい、圧縮側にも主筋を配置する梁を複筋梁という。
●令78条
・構造耐力上主要な部分であるはりは、複筋ばりとしなければならない。
3)あばら筋
・はりには、曲げモーメントと共にせん断力が生じる。コンクリートはせん断力はある程度耐えるが、普通あばら筋を入れて補強する。
・主筋を拘束する効果もある。
主筋に圧縮力が作用すると座屈してしまうが、あばら筋を配置することで、主筋を拘束する。
●あばら筋の間隔(令78条)
・構造耐力上主要な部分であるはりは、複筋ばりとし、これにあばら筋をはりの丈の3/4以下の間隔で配置しなければならない。
〇臥梁(がりょう:壁の頂部に設けられた梁)
・30㎝以下の間隔で配置しなければならない。
RC造のスラブの構造設計
1)スラブ(床版)の構造設計の概要
・スラブの設計は、スラブ周辺の支持条件を十分考慮し、適正な荷重条件のもとで応力算定を行う。
・応力のほか、たわみ、振動、施工性等を考慮して設計する。
●スラブの面積及び厚さ
・1枚のスラブの面積は一般に25㎡程度までとする。
・それ以上の面積となる場合及び荷重の大きな場合は、スラブ厚の検討を行う。
・スラブ厚は、応力等のほかに配筋種別によっても異なってくるため、鉄筋の相互のあき、鉄筋のかぶり厚さ等が確保されているかを確認のうえ決定する。
〇注意事項
・面積の大きいスラブ及び厚さの薄いスラブは、たわみ、振動又はひび割れ等の問題が生じやすい。
・埋込み配管及び施工時の配筋の乱れ等についても考慮し、ある程度の厚さと配筋量を確保する必要がある。
●スラブのひび割れ防止
・スラブは、ひび割れ防止や施工性を考慮して設計する。
・建築物の出隅部及び入隅部は、周辺拘束によるハの字型のひび割れが発生しやすいので、次に示す補強を行う。
①小梁を入れて、スラブの面積を小さくする。
②隅角部に補強筋を入れる。
※大梁、小梁、床梁
〇大梁
・柱に直接つながっている主要な梁。柱と柱をつなぐ
〇小梁
・大梁をささえる梁。
〇床梁
・梁という部材は建物の水平面を構成するが、床自体の荷重やそこで生活する人・家具の荷重を柱に伝える構造上とても大事な役割を担っていて、これを床梁という。
・床荷重は床、小梁、大梁、柱、基礎、地盤の順に伝達される。一般に小梁の支える床荷重は、大梁に伝達されることになる。
2)スラブの構造(令77条の2)
●構造耐力上主要な部分であるスラブの構造
〇スラブの厚さ、スラブの短辺方向有効張り間長さ
・厚さは、8㎝以上とし、かつ、短辺方向における有効張り間長さの1/40以上とすること。
〇最大曲げモーメントを受ける部分
・引張鉄筋の間隔は、短辺方向において20㎝以下、長辺方向において30㎝以下で、かつ、スラブの厚さの3倍以下とすること。
・スラブの設計は、スラブ周辺の支持条件を十分考慮し、適正な荷重条件のもとで応力算定を行う。
・応力のほか、たわみ、振動、施工性等を考慮して設計する。
●スラブの面積及び厚さ
・1枚のスラブの面積は一般に25㎡程度までとする。
・それ以上の面積となる場合及び荷重の大きな場合は、スラブ厚の検討を行う。
・スラブ厚は、応力等のほかに配筋種別によっても異なってくるため、鉄筋の相互のあき、鉄筋のかぶり厚さ等が確保されているかを確認のうえ決定する。
〇注意事項
・面積の大きいスラブ及び厚さの薄いスラブは、たわみ、振動又はひび割れ等の問題が生じやすい。
・埋込み配管及び施工時の配筋の乱れ等についても考慮し、ある程度の厚さと配筋量を確保する必要がある。
●スラブのひび割れ防止
・スラブは、ひび割れ防止や施工性を考慮して設計する。
・建築物の出隅部及び入隅部は、周辺拘束によるハの字型のひび割れが発生しやすいので、次に示す補強を行う。
①小梁を入れて、スラブの面積を小さくする。
②隅角部に補強筋を入れる。
※大梁、小梁、床梁
〇大梁
・柱に直接つながっている主要な梁。柱と柱をつなぐ
〇小梁
・大梁をささえる梁。
〇床梁
・梁という部材は建物の水平面を構成するが、床自体の荷重やそこで生活する人・家具の荷重を柱に伝える構造上とても大事な役割を担っていて、これを床梁という。
・床荷重は床、小梁、大梁、柱、基礎、地盤の順に伝達される。一般に小梁の支える床荷重は、大梁に伝達されることになる。
2)スラブの構造(令77条の2)
●構造耐力上主要な部分であるスラブの構造
〇スラブの厚さ、スラブの短辺方向有効張り間長さ
・厚さは、8㎝以上とし、かつ、短辺方向における有効張り間長さの1/40以上とすること。
〇最大曲げモーメントを受ける部分
・引張鉄筋の間隔は、短辺方向において20㎝以下、長辺方向において30㎝以下で、かつ、スラブの厚さの3倍以下とすること。
RC造の壁の構造設計
1)壁の構造設計の概要
・壁は、平面計画及び耐震計画からくる全体の壁量、壁配置バランス、ひび割れの影響等を考慮して設計する。
・耐震壁の破壊モードは、基礎の浮上がり、回転又は壁の曲げで水平耐力がきまるじん性型が望ましく、壁のせん断破壊で決まる強度型の場合には、十分に余力を持たせる必要がある。
・地震時の水平荷重による骨組みの変形を防ぎ、建築物の剛性を高めるため、平面上、立面上でつり合いよく配置しないと、ねじれが生じやすくなる。
●壁厚、壁配筋の設計
・壁厚及び配筋は、応力状態やひび割れ等を考慮して設計する。
・壁は平面計画と適合させながら、耐震計画上の全体の壁量、壁配置のバランス、ひび割れに配慮して設計する。
●壁の開口補強
・補強筋量が壁厚に対して多い場合は、必要に応じて、開口周囲にリブ等を設ける。
・耐力壁以外の壁では、主に乾燥収縮によるひび割れに対して補強を行うこととする。
2)耐力壁の構造(令78条の2)
〇厚さ
・12㎝以上
〇補強筋
・開口部周囲に径12㎜以上の補強筋を配置する。
〇鉄筋
①複配筋として配置する場合
・径9mm以上の鉄筋を縦横に45cm以下の間隔で配置。
②上記以外の場合
・径9mm以上の鉄筋を縦横に30cm以下の間隔で配置
〇接合部
・周囲の柱及びはりとの接合部は、その部分の存在応力を伝えることができるものとする。
●壁式構造の耐力壁
〇長さ
・45㎝以上
〇鉄筋
・端部及び隅角部に径12㎜以上の鉄筋を縦に配置する。
〇接合部
・各階の耐力壁は、その頂部及び脚部を当該耐力壁の厚さ以上の幅の壁ばり(最下階の耐力壁の脚部にあつては、布基礎又は基礎ばり)に緊結し、耐力壁の存在応力を相互に伝えることができるようにすること。
・壁は、平面計画及び耐震計画からくる全体の壁量、壁配置バランス、ひび割れの影響等を考慮して設計する。
・耐震壁の破壊モードは、基礎の浮上がり、回転又は壁の曲げで水平耐力がきまるじん性型が望ましく、壁のせん断破壊で決まる強度型の場合には、十分に余力を持たせる必要がある。
・地震時の水平荷重による骨組みの変形を防ぎ、建築物の剛性を高めるため、平面上、立面上でつり合いよく配置しないと、ねじれが生じやすくなる。
●壁厚、壁配筋の設計
・壁厚及び配筋は、応力状態やひび割れ等を考慮して設計する。
・壁は平面計画と適合させながら、耐震計画上の全体の壁量、壁配置のバランス、ひび割れに配慮して設計する。
●壁の開口補強
・補強筋量が壁厚に対して多い場合は、必要に応じて、開口周囲にリブ等を設ける。
・耐力壁以外の壁では、主に乾燥収縮によるひび割れに対して補強を行うこととする。
2)耐力壁の構造(令78条の2)
〇厚さ
・12㎝以上
〇補強筋
・開口部周囲に径12㎜以上の補強筋を配置する。
〇鉄筋
①複配筋として配置する場合
・径9mm以上の鉄筋を縦横に45cm以下の間隔で配置。
②上記以外の場合
・径9mm以上の鉄筋を縦横に30cm以下の間隔で配置
〇接合部
・周囲の柱及びはりとの接合部は、その部分の存在応力を伝えることができるものとする。
●壁式構造の耐力壁
〇長さ
・45㎝以上
〇鉄筋
・端部及び隅角部に径12㎜以上の鉄筋を縦に配置する。
〇接合部
・各階の耐力壁は、その頂部及び脚部を当該耐力壁の厚さ以上の幅の壁ばり(最下階の耐力壁の脚部にあつては、布基礎又は基礎ばり)に緊結し、耐力壁の存在応力を相互に伝えることができるようにすること。
鉄筋のかぶり厚さ
1)鉄筋のかぶり厚さ(令79条)
●耐力壁、柱又ははり
①直接土に接する部分
・4㎝以上
②上記以外の部分
・3㎝以上
●耐力壁以外の壁又は床
①直接土に接する部分
・4㎝以上
②上記以外の部分
・2㎝以上
●基礎
①布基礎の立上り部分
・4㎝以上
②上記以外
・6㎝以上
2)かぶり厚さ不足が発生しやすい箇所
・コンクリートの打ち込み中にスペーサーやバーサポートが外れて、鉄筋位置がずれたり、型枠が変形したりして、所定のかぶり厚さが確保されない場所が生じる。
・一般的には以下の箇所でかぶり厚さ不足となる可能性が高いと言える。
①部材の下面とその隅角部や端部
②部材が交差する配筋密度が高い部位
③鉄筋の継手・接合箇所および定着筋周辺
●耐力壁、柱又ははり
①直接土に接する部分
・4㎝以上
②上記以外の部分
・3㎝以上
●耐力壁以外の壁又は床
①直接土に接する部分
・4㎝以上
②上記以外の部分
・2㎝以上
●基礎
①布基礎の立上り部分
・4㎝以上
②上記以外
・6㎝以上
2)かぶり厚さ不足が発生しやすい箇所
・コンクリートの打ち込み中にスペーサーやバーサポートが外れて、鉄筋位置がずれたり、型枠が変形したりして、所定のかぶり厚さが確保されない場所が生じる。
・一般的には以下の箇所でかぶり厚さ不足となる可能性が高いと言える。
①部材の下面とその隅角部や端部
②部材が交差する配筋密度が高い部位
③鉄筋の継手・接合箇所および定着筋周辺