コンクリート強度 Fc・Fd・Fq・Fm・F

コンクリート部材を設計するには、コンクリートの力学的な強度やコンクリートの耐久性について検討し、設定する必要があります。コンクリートの強度には、設計基準強度Fc、耐久設計基準強度Fd、品質基準強度Fq、調合管理強度Fm、調合強度Fがあります。

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設計基準強度 Fc

コンクリートの設計基準強度\(F_{c}\)とは、構造設計において基準とするコンクリートの圧縮強度です。コンクリートの許容応力度を算出するのに用います。コンクリートの許容応力度についてはこちらで解説しています。コンクリートの許容応力度について
設計基準強度は図面に特記します。同じ建物でも、部位や階で設計基準強度を変えることがあるため、その場合は各部分ごとに特記する必要があります。
JASS5で標準とされているコンクリートの設計基準強度の値は以下になります。

コンクリートの設計基準強度 \(F_{c}\ \mathrm{[N/mm^{2}]}\)（JASS5）

コンクリートの種類設計基準強度 \(F_{c}\)
普通コンクリート18,21,24,27,30,33,36
高強度コンクリート36以上
無筋コンクリート
(捨てコンなど)		18

耐久設計基準強度 Fd

コンクリートの耐久設計基準強度\(F_{d}\)とは、計画供用期間に対応する中性化速度が得られるコンクリートの圧縮強度です。コンクリートの耐久性は、主としてコンクリートの中性化の進行速度によって評価しますが、中性化の進行速度は水セメント比の影響が大きいことが知られています。水セメント比はコンクリートの圧縮強度と直接関係しているため、コンクリートの耐久性をコンクリートの圧縮強度で表すことができます。

コンクリートの耐久設計基準強度 \(F_{d}\ \mathrm{[N/mm^{2}]}\)（JASS5）

計画供用期間の級耐久設計基準強度 \(F_{d}\)
短期18
標準24
長期30
超長期36*1

*1：計画供用期間の級が超長期で、かぶり厚さを10mm増やした場合は、30N/㎟とすることができる。

品質基準強度 Fq

コンクリートの品質基準強度\(F_{q}\)とは、コンクリートの強度が、設計基準強度\(F_{c}\)と耐久設計基準強度\(F_{d}\)の両方を満たすために必要なコンクリート品質の基準値です。JASS5では、品質基準強度\(F_{q}\)は、設計基準強度\(F_{c}\)と耐久設計基準強度\(F_{d}\)の大きい方の値をとると定められています。

調合管理強度 Fm

コンクリートの調合管理強度\(F_{m}\)とは、構造体コンクリートの強度が品質基準強度\(F_{q}\)を満足するようコンクリートの調合を定める際に標準養生した供試体が満足しなければならない圧縮強度です。コンクリートの調合管理強度は、以下の式で算出されます。

\[F_{m}=F_{q}+_{m}S_{n}\]
\(F_{m}\)：コンクリートの調合管理強度\(\mathrm{[N/mm^{2}]}\)
\(F_{q}\)：コンクリートの品質基準強度\(\mathrm{[N/mm^{2}]}\)
\(_{m}S_{n}\)：構造体強度補正値\(\mathrm{[N/mm^{2}]}\)

構造体強度補正値\(_{m}S_{n}\)は、標準養生した供試体の材齢m日における圧縮強度と構造体コンクリートの材齢n日における圧縮強度の差になります。特記がない場合、原則として\(_{28}S_{91}\)とします。

構造体強度補正値 \(_{28}S_{91}\)[N/㎟]（JASS5）

セメントの種類コンクリートの打込みから28日までの期間の
予想平均気温θの範囲[℃]
早強ポルトランドセメント5≦θ0≦θ<5
普通ポルトランドセメント8≦θ0≦θ<8
中庸熱ポルトランドセメント11≦θ0≦θ<11
低熱ポルトランドセメント14≦θ0≦θ<14
フライアッシュセメントB種9≦θ0≦θ<9
高炉セメントB種13≦θ0≦θ<13
構造体強度補正値\(_{28}S_{91}\)*136

*1：暑中期間における構造体強度補正値\(_{28}S_{91}\)は6N/㎟とする。

調合強度 F

コンクリートの調合強度\(F\)とは、コンクリートの調合を定める際に目標とする平均の圧縮強度です。調合管理強度\(F_{m}\)に強度のばらつきを考慮して割り増した値になります。調合強度\(F\)は、以下の2式を満足するように定めます。調合強度を定める材齢mは、原則として28日とします。

\[F{\geqq}F_{m}+1.73\sigma\] \[F{\geqq}0.85F_{m}+3\sigma\]
\(F\)：コンクリートの調合強度\(\mathrm{[N/mm^{2}]}\)
\(F_{m}\)：コンクリートの調合管理強度\(\mathrm{[N/mm^{2}]}\)
\(\sigma\)：使用するコンクリートの圧縮強度の標準偏差\(\mathrm{[N/mm^{2}]}\)