2019年10月25日

構造の経済設計「高強度鉄筋の使用方法」

 柱や梁の断面算定で本数を増やすか、強度を上げるか、どちらにすべきかと考えることがあるかと思います。ここでは経済的な高強度鉄筋の使用方法について、説明します。

1.高強度フープ
 柱や大梁のせん断補強に高強度せん断補強筋(KSS785)を使用する事は良くある事と思いますが、材料単価は220,000円/tとSD295A(70,000円/t)に対し、3倍以上の金額となります。材工ではそれぞれ、271,000円/t、121,000円/tです。
 価格比2.24倍に対し、材料強度の比は2倍(590/295)ですのでコスト的には不利な材料です。

 以下に高強度フープを使用した場合とSD295Aを使用した場合の柱の短期許容せん断耐力、金額の比較を示します。
高強度フープ.png

 ケース@は片方向が耐震壁付きを想定した場合、ケースAは両方向とも耐震壁無しとした場合、SD295Aにおいて、Pwを上限まで増やした場合と高強度フープを使用し、同等のせん断耐力とした場合の比較です。
 ケース@では1.34倍、ケースAでは1.12倍の金額差があります。

 つまり、SD295Aで本数を増やして対応出来る範囲では、高強度フープは使用しない方が経済的なのです。梁についても同様です。

 尚、中子筋を増やすために主筋本数を増やすと逆転してしまう場合があるので注意が必要です。(D25:486円/m・本、D29:620円/m・本)また、せん断補強筋にSD345を使用する方法も考えられますが、現場での管理が煩雑になるので避けた方が良いでしょう。






2.柱梁の主筋
 柱、梁の主筋は通常、D22〜D32を使用し、D25以下はSD345、D29以上はSD390を使用します。この使い分けについて、説明します。
 材料単価はSD345:71,000円/t、SD390:72,000円です。強度の差は1.13倍(390/345)ですのでコストの上昇分以上に強度が上昇し、コスト的には有利な材料です。
 ただし、1本あたりの強度が大きくなるので、部材耐力を細かく調整する事が出来なくなります。では、どこから、切り替えるべきか。以下にD25(SD345)とD29(SD390)の鉄筋本数ごとの引張強度、単価をまとめました。
柱梁主筋.png

 7-D25と5-D29など、同じ色を付けた部分を比較してみて下さい。D29(SD390)の方が強度は上がり、コストが下がります。鉄筋本数が4本以下となると梁でカットオフにより、本数を減らす効果が減りますので、D25からD29に切り替えるのはD25で鉄筋本数が7本以上となる場合が経済的です。

 鉄筋本数を減らすと圧接コストも下がるでの更に有利になります。

≪まとめ≫
●高強度せん断補強筋は、SD295Aで本数を増やし、対応できない範囲では使用しない。
●柱、梁の主筋は7-D25以上となる場合は、D29(SD390)を使用する。





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posted by 建築構造設計べんりねっと at 08:00| Comment(0) | TrackBack(0) | 経済設計手法