対象部材：ＲＣボックスカルバートの頂版
【設計条件】 コンクリート強度 24N/mm2 引張鉄筋径・ピッチ D29@250mm 引張鉄筋かぶり 100mm 発生曲げ引張応力度 σs=150N/mm2 ＜σsa=180N/mm2
【設計曲げひび割れ幅】
・一般のRCカルバート、RC橋脚において かぶり100mmとすることはありません 少なくとも今は仕様ありきの設計です ・適用できるか？ではなく コンクリート標準示方書に準じた設計でひび割れ・・を配慮して 許容値内に入らないのであれば、それなりの対応をするだけです？
ありがとうございます。
もう1点、コメントをいただけるとありがたいです。
【設計条件】 ・鉄筋間隔Cs=250mm ・鉄筋径φ=29mm ・主鉄筋かぶりC=100-29/=85.5mm ・最大ひび割れ間隔ｌmax=4C+0.7(Cs-φ）＝497mm ・曲げひび割れ幅(コンクリート標準示方書) w=0.45mm ＜内訳＞ 引張鉄筋の応力によるひび割れ幅w=0.364mm（σs=133N/mm2） コンクリートの収縮によるひび割れ幅w =0.082mm(ε'csd=150×10^-6)
【質問】実構造物においても、曲げひび割れ幅の算出結果どおり、間隔500mmで0.4mm幅程度の曲げひび割れが発生してしまうのでしょうか？
このようなご相談をしたのは、供用間もないボックスカルバートの頂版下面に400mm程度のひび割れ間隔で、0.2〜0.4mm幅程度の曲げひび割れが発生しているからです。曲げひび割れの算定結果からは、ほぼ設計どおりに発生していることになります。しかし、一般な配筋仕様であり、設計荷重時の応力度にも余裕があること、類似構造物では曲げひび割れはほとんど見られないことから、設計で想定している荷重が原因とは思えません。
・標準設計の範囲の構造でしたら、施工状態を確認されたい （型枠・配筋・スペーサー・コンクリート打設順序・養生・支保工の設置撤去時期） 支保工の設置撤去時期が怪しいのでは
#3141さんの指摘されている点にも当てはまらないとすれば、構造的な観点から考える必要もあるかもしれません。 供用後にひび割れが発生したということは、活荷重が支配的なのでしょうか？土被りが薄いとすると・・・
・ボックスカルバートと言えど、土被りが薄いと活荷重による影響を強く受けますので、頂版の設計に際しては発生応力度を抑えて設計する必要があるかと思います。 ・ボックスカルバートはある程度土被りがあって、側方からの土圧が想定どおり働くことを前提として軸力を考慮したRC断面計算を行っていますが、実際には想定どおりの水平土圧が発生するとは限りません。裏込め土の単位体積重量が小さかったり、せん断抵抗角が大きかったりすると想定どおりの水平土圧が得られません。 ・そうすると、軸力が小さくなって、頂版下面鉄筋の応力度は想定以上となります。もちろんひび割れ幅も想定以上となります。 ・仮定の元で話を進めるのもどうかと思いますが、供用開始からこの状態だと、あまり長持ちする構造物にはならないような気がします。
アドバイスありがとうございます。大変勉強になりました。
対象のボックスカルバートは、土かぶりは60cmであり、たしかに活荷重の影響が大きい部材です。軸力をゼロにして計算してみましたが、土かぶりが小さいため、頂版に作用する土圧（軸力）の影響は少なく、曲げ応力度の増加はわずかでした。
また、今回の質問後ですが、同路線の別なボックスカルバートも調査しました。そこでも0.3mm程度（最大0.5mm）の曲げひび割れが生じていました。頂版下面の中央部、縦方向に3本程度、ひびわれ間隔は50cm程度です。こちらは土かぶりは3ｍで、活荷重の影響はそれほど大きくありません。設計計算上の応力度は177N/mm2あり、コンクリート標準示方書による計算上の曲げひび割れ幅は0.5mm程度になります。
（1）鉄筋コンクリート構造物は、ひび割れの発生を前提としており、ひび割れ幅の計算式もあります。しかし、私の認識では、実構造物においては、許容応力度以内に抑えてさえおけば、発生する曲げひび割れは0.1〜0.2mmで中央部に1本程度、です。この認識について、ご意見をお願いします。
（2）頂版下面のひび割れを曲げひび割れ幅の計算どおり、との結論付けについてのご意見をお願いします。コンクリート強度、配筋に特に問題はありません。
（3）曲げひび割れ幅の計算例は、鉄筋かぶりが小さく、鉄筋ピッチが狭い橋梁上部工のものしか手元にありません。ボックスカルバートでの計算例をご存知でしたら、お教え願います。また、関連する参考資料があれば、ご紹介願います。
#3167でコメントしたものです。
コンクリートのひび割れは本当に厄介ですよね。実は私が設計した土被りの薄いカルバートの底版の中央に0.5mm程度のひび割れ(カルバートの縦方向です）が発生したことがありまして・・・ 当初は構造的な問題なのかと思ったのですが、最終的には乾燥収縮の影響ということで自分を納得させることにしました。
>また、今回の質問後ですが、同路線の別なボックスカルバートも調査しました。そこでも0.3mm >程度（最大0.5mm）の曲げひび割れが生じていました。頂版下面の中央部、縦方向に3本程度、ひ >びわれ間隔は50cm程度です。こちらは土かぶりは3ｍで、活荷重の影響はそれほど大きくありませ >ん。設計計算上の応力度は177N/mm2あり、コンクリート標準示方書による計算上の曲げひび割れ >幅は0.5mm程度になります。
私が勝手に導き出した考えなのですが、乾燥収縮の影響を受ける部材で、何らかの形で拘束されている部材は発生応力度を140N/mm2程度に抑えたほうが良いような気がします。 前述の事例において、次年度に同様のカルバートにこの考え方を適用したら、ひび割れは発生しませんでした。（コンクリート標準示方書のひび割れ算定式でひび割れ幅が0.5mm以下になるようにしました。）
>（1）鉄筋コンクリート構造物は、ひび割れの発生を前提としており、ひび割れ幅の計算式もあり >ます。しかし、私の認識では、実構造物においては、許容応力度以内に抑えてさえおけば、発生 >する曲げひび割れは0.1〜0.2mmで中央部に1本程度、です。この認識について、ご意見をお願いし >ます。
私も同じように認識していますが、実構造物に計算通りの応力が発生しないのは、ほとんどの構造物が全断面有効の状態だからなのなのではないかと思います。 何かのきっかけで、全断面有効状態から、引張側コンクリート無効状態に移行した時点で、計算どおりのひび割れが生じるのではないでしょうか？
>（2）頂版下面のひび割れを曲げひび割れ幅の計算どおり、との結論付けについてのご意見をお願 >いします。コンクリート強度、配筋に特に問題はありません。
計算通りと言ってしまうと、全ての構造物に計算通りのひび割れが発生するということになってしまいますので、その他の要因（乾燥収縮による影響、側方土圧等）を含めた見解を示した方が良いのではないでしょうか？
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#3136 曲げひび割れ幅の適用条件について
・一般のRCカルバート、RC橋脚において かぶり100mmとすることはありません
少なくとも今は仕様ありきの設計です
・適用できるか？ではなく
コンクリート標準示方書に準じた設計でひび割れ・・を配慮して
許容値内に入らないのであれば、それなりの対応をするだけです？
#3140 Re:曲げひび割れ幅の適用条件について
ありがとうございます。
もう1点、コメントをいただけるとありがたいです。
【設計条件】
・鉄筋間隔Cs=250mm
・鉄筋径φ=29mm
・主鉄筋かぶりC=100-29/=85.5mm
・最大ひび割れ間隔ｌmax=4C+0.7(Cs-φ）＝497mm
・曲げひび割れ幅(コンクリート標準示方書) w=0.45mm
＜内訳＞
引張鉄筋の応力によるひび割れ幅w=0.364mm（σs=133N/mm2）
コンクリートの収縮によるひび割れ幅w =0.082mm(ε'csd=150×10^-6)
【質問】実構造物においても、曲げひび割れ幅の算出結果どおり、間隔500mmで0.4mm幅程度の曲げひび割れが発生してしまうのでしょうか？
このようなご相談をしたのは、供用間もないボックスカルバートの頂版下面に400mm程度のひび割れ間隔で、0.2〜0.4mm幅程度の曲げひび割れが発生しているからです。曲げひび割れの算定結果からは、ほぼ設計どおりに発生していることになります。しかし、一般な配筋仕様であり、設計荷重時の応力度にも余裕があること、類似構造物では曲げひび割れはほとんど見られないことから、設計で想定している荷重が原因とは思えません。
#3141 Re:曲げひび割れ幅の適用条件について
・標準設計の範囲の構造でしたら、施工状態を確認されたい
（型枠・配筋・スペーサー・コンクリート打設順序・養生・支保工の設置撤去時期）
支保工の設置撤去時期が怪しいのでは
#3167 Re:曲げひび割れ幅の適用条件について
#3141さんの指摘されている点にも当てはまらないとすれば、構造的な観点から考える必要もあるかもしれません。
供用後にひび割れが発生したということは、活荷重が支配的なのでしょうか？土被りが薄いとすると・・・
・ボックスカルバートと言えど、土被りが薄いと活荷重による影響を強く受けますので、頂版の設計に際しては発生応力度を抑えて設計する必要があるかと思います。
・ボックスカルバートはある程度土被りがあって、側方からの土圧が想定どおり働くことを前提として軸力を考慮したRC断面計算を行っていますが、実際には想定どおりの水平土圧が発生するとは限りません。裏込め土の単位体積重量が小さかったり、せん断抵抗角が大きかったりすると想定どおりの水平土圧が得られません。
・そうすると、軸力が小さくなって、頂版下面鉄筋の応力度は想定以上となります。もちろんひび割れ幅も想定以上となります。
・仮定の元で話を進めるのもどうかと思いますが、供用開始からこの状態だと、あまり長持ちする構造物にはならないような気がします。
#3186 Re:曲げひび割れ幅の適用条件について
アドバイスありがとうございます。大変勉強になりました。
対象のボックスカルバートは、土かぶりは60cmであり、たしかに活荷重の影響が大きい部材です。軸力をゼロにして計算してみましたが、土かぶりが小さいため、頂版に作用する土圧（軸力）の影響は少なく、曲げ応力度の増加はわずかでした。
また、今回の質問後ですが、同路線の別なボックスカルバートも調査しました。そこでも0.3mm程度（最大0.5mm）の曲げひび割れが生じていました。頂版下面の中央部、縦方向に3本程度、ひびわれ間隔は50cm程度です。こちらは土かぶりは3ｍで、活荷重の影響はそれほど大きくありません。設計計算上の応力度は177N/mm2あり、コンクリート標準示方書による計算上の曲げひび割れ幅は0.5mm程度になります。
（1）鉄筋コンクリート構造物は、ひび割れの発生を前提としており、ひび割れ幅の計算式もあります。しかし、私の認識では、実構造物においては、許容応力度以内に抑えてさえおけば、発生する曲げひび割れは0.1〜0.2mmで中央部に1本程度、です。この認識について、ご意見をお願いします。
（2）頂版下面のひび割れを曲げひび割れ幅の計算どおり、との結論付けについてのご意見をお願いします。コンクリート強度、配筋に特に問題はありません。
（3）曲げひび割れ幅の計算例は、鉄筋かぶりが小さく、鉄筋ピッチが狭い橋梁上部工のものしか手元にありません。ボックスカルバートでの計算例をご存知でしたら、お教え願います。また、関連する参考資料があれば、ご紹介願います。
#3201 Re:曲げひび割れ幅の適用条件について
#3167でコメントしたものです。
コンクリートのひび割れは本当に厄介ですよね。実は私が設計した土被りの薄いカルバートの底版の中央に0.5mm程度のひび割れ(カルバートの縦方向です）が発生したことがありまして・・・
当初は構造的な問題なのかと思ったのですが、最終的には乾燥収縮の影響ということで自分を納得させることにしました。
>また、今回の質問後ですが、同路線の別なボックスカルバートも調査しました。そこでも0.3mm
>程度（最大0.5mm）の曲げひび割れが生じていました。頂版下面の中央部、縦方向に3本程度、ひ
>びわれ間隔は50cm程度です。こちらは土かぶりは3ｍで、活荷重の影響はそれほど大きくありませ
>ん。設計計算上の応力度は177N/mm2あり、コンクリート標準示方書による計算上の曲げひび割れ
>幅は0.5mm程度になります。
私が勝手に導き出した考えなのですが、乾燥収縮の影響を受ける部材で、何らかの形で拘束されている部材は発生応力度を140N/mm2程度に抑えたほうが良いような気がします。
前述の事例において、次年度に同様のカルバートにこの考え方を適用したら、ひび割れは発生しませんでした。（コンクリート標準示方書のひび割れ算定式でひび割れ幅が0.5mm以下になるようにしました。）
>（1）鉄筋コンクリート構造物は、ひび割れの発生を前提としており、ひび割れ幅の計算式もあり
>ます。しかし、私の認識では、実構造物においては、許容応力度以内に抑えてさえおけば、発生
>する曲げひび割れは0.1〜0.2mmで中央部に1本程度、です。この認識について、ご意見をお願いし
>ます。
私も同じように認識していますが、実構造物に計算通りの応力が発生しないのは、ほとんどの構造物が全断面有効の状態だからなのなのではないかと思います。
何かのきっかけで、全断面有効状態から、引張側コンクリート無効状態に移行した時点で、計算どおりのひび割れが生じるのではないでしょうか？
>（2）頂版下面のひび割れを曲げひび割れ幅の計算どおり、との結論付けについてのご意見をお願
>いします。コンクリート強度、配筋に特に問題はありません。
計算通りと言ってしまうと、全ての構造物に計算通りのひび割れが発生するということになってしまいますので、その他の要因（乾燥収縮による影響、側方土圧等）を含めた見解を示した方が良いのではないでしょうか？