鉄筋・・・・・

質問

鉄筋の種類でＳＤ２９５Ａがありますがこの２９５の数字は参考書等見ると『降伏点または、0.2％耐力(残留ひずみが0.2％起きるときの引っ張り応力)が295Ｎ/mm2以上保証されているということ』とありますが、これをもっとイメージしやすく簡単な語句で誰か説明宜しくお願いします。

回答No.2

noname#65504 · ベストアンサー

これは図がないとイメージしにくいですね。

どのような参考書を見ているかわかりませんが、私は鋼材は専門外なので、藤本盛久著「鉄骨構造の設計」（技報道出版）を見て回答しています（ページ２５－２６）。

まず鉄の性状を知っておくと理解が早いと思いますので、本題とは関係ありませんが、説明します（鋼構造の参考書の方が説明が豊富です）。

鉄は線形弾性体と見なせます。
弾性というのは荷重を除去したら、元に戻る性状のことを言います（弾性材料としては外にゴムなどがあります。弾性でない材料としては粘土のようなものがあります）。
線形というのは荷重－変位曲線が直線であることを意味しています（コンクリートは弾性材料であるとは考えられますが、線形性はないです）。

鉄は引っ張り続けるとまず比例限界（線形限界）に達します（この時点では荷重－変形関係は直線でなくなりますが、除荷すると元に戻ります。）。ちなみにこの直線の角度がヤング率になります。
さらに引っ張ると、弾性限界に達します。この点を過ぎると、荷重を取り除いても最初の状態に戻らず変形は０になりません。残った変位をひずみで表して、残留ひずみが残るといいます（鋼材は塑性化していると言います）。
なお、弾性限界と比例限界は実用上は同じと見なして問題ありません。

弾性限界を超えていると鉄は降伏しているという状態になっているのですが、さらに引っ張り続けるとしばらくは、荷重が上昇します。
上昇が止まった地点を上位降伏点といい、この点を過ぎると変形は進むが荷重は低下します。しかし、ある荷重になると荷重がほぼ一定の状態（棚と言います）で、変形だけ進行します。この低下した点を下位降伏点といいます。

さらに引っ張り続けると、荷重は再び上昇します。これをひずみ硬化といいます。ひずみ硬化をしてさらに荷重があがるとやがて最大荷重を迎えてその後は急激に荷重が低下し、やがて破断します。

以上が、鉄の引っ張り試験における破断するまでの荷重－変位関係です。なお、荷重－変形関係は断面積と元の長さがわかれば、簡単に応力度－ひずみ関係に変換できます。

さて質問内容に戻りますが、鋼材の性状を示す際に用いる降伏点というのは、たいてい上位降伏点のことです。すなわち荷重が単調に上昇続けている（一度も低下することのない）範囲で一番大きい荷重のことです。

これだけで説明されていれば、そんなに難しいものではありません。
しかし、残留ひずみというややこしいものが定義に出てきます。これはなぜでしょうか？

実は鋼材には塑性加工されたものがあります（代表的なもの高張力鋼や鋼管などがその例）。このようなものの場合、荷重－変位関係は、先に述べたように明確な降伏点が現れず、単調上昇しやがて最大点に達して急激に荷重が低下します。そのため、降伏点で定義できません。
そこで、変位－荷重関係の代わりに応力－ひずみ関係で考え、残留ひずみが０．２％の点から、ヤング率Ｅの勾配をもつ直線を引き、応力－ひずみ曲線を交わった点を降伏点の代用と考えることにしています。

これが鉄筋にかかわらず建築鋼材の一般的な性能表示の仕方です。

まとめると、
１．降伏点で定義できる場合、荷重が上昇し続ける範囲での最大応力を示す点

２．降伏点が明確に現れない性状を有する鋼材に関しては、残留ひずみ0.2%になる応力度で定義する

なお、先に述べたようにコンクリートは線形性を有しておらず、ヤング率が求められないので、２の方法でヤング率を決めています。

お礼

これまたお礼が遅くなってすみませんでした。インフルエンザにかかってやっとのこと元気になりました・・・。健康が一番ですね。とてもわかりやすく幅の広い回答をありがとうございました。また何かあれば是非ともよろしくお願いします。

回答No.1

kenzi1

降伏点とは鉄筋を引っ張りだした時に伸びはじめる力の大きさ・・言葉での表現は難しいのですがゴムを考えてもらうと分かりやすいでしょうか？力をいれていな状態から力を入れて引っ張った時にゴムが伸び始める時の力の大きさ・・理解してもらえますか・・？0.2%の耐力とはSD490くらいになると鉄筋は伸びなくなってしまうので降伏点が発見しにくくなります、そこで引っ張った時に材料へ0.2%のヒズミが生じた時に降伏点と考えています、鉄筋が切れる数値ではなく伸び始める数値です・・回答になっていますか？

お礼

お礼が遅くなってすみませんでした。今流行のインフルエンザにかかってしまってしまいダウンしておりました・・・。とてもわかりやすい回答をありがとうございました。また何かあれば是非ともよろしくお願いします。因みに今日は病み上がり一発目で左官の押さえで朝までコースです・・・。