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標準材料(プリセット)一覧

材料タブの「プリセット追加」から選択できる標準材料と、その登録値を示します。 プリセットにない材料は、各定数(E・ν・ρ・Fc・Fy)と区分を直接入力して登録できます。

プリセットの分類(鋼材・鉄筋・コンクリート)は、そのまま材料の区分になります。 区分は部材が RC 造か S 造かを決めるため、直接入力でも必須の入力項目です (構造種別の判定)。

材料グレード名と基準強度の対応は H12 建告第 2464 号(JIS 規格品)および 大臣認定品の基準強度によります。

共通の材料定数

材料ヤング係数 E [N/mm²]ポアソン比 ν単位体積重量 [kN/m³]
鋼材205,0000.3設計用 γs = 78.5(固定荷重。密度 > 0 なら保存密度に依らず固定)
鉄筋205,0000.3設計用 γ = ρ×g(RC/SRC の γRC/γSRC に内包。別加算しない)
コンクリート\( E_c = 3.35\times10^4 \cdot (\gamma/24)^2 \cdot (F_c/60)^{1/3} \)0.2単位体積重量表による(下表)
  • せん断弾性係数はいずれも \( G = E / {2(1+\nu)} \) で算定します(鋼材 G ≒ 78,846 N/mm²)。
  • コンクリートの \( E_c \) 式は、RC 単位体積重量 γRC から \(\gamma_C=\gamma_{RC}-1.0\) [kN/m³] とした γC を用います。
  • 鋼材の固定荷重(DL・地震用重量)は設計用単位体積重量 γs = 78.5 kN/m³ を用います (基準資料の単位体積重量表(鉄骨)による固定値)。保存された質量密度には依存しません (カスタム密度の鋼材でも設計重量は 78.5 固定)。質量密度 0 の材料は自重 0 とします。 質量行列・動的解析に用いる物理質量密度は 7.85 t/m³ で、用途は別です (78.5 kN/m³ を g = 9.80665 m/s² で質量へ換算すると約 8.005 t/m³ になり、 7.85 t/m³ とは一致しません)。鉄筋の自重は RC/SRC のコンクリート単位体積重量 (γRC/γSRC)に内包されるため、鉄筋を別途加算しません。
  • γs = 78.5 kN/m³ は物理質量密度に g ≒ 10 m/s² を掛けた値に相当します。これを超える 密度(78.5/g ≈ 8.005 t/m³ 超)をカスタム入力した鋼材では、設計重量(地震用重量)が 物理質量を下回る側になり得ます(危険側)。これは設計重量を密度に比例させず基準資料 どおり 78.5 kN/m³ 固定としているための留保です。
  • 質量密度は内部単位系(N-mm-s)の ton/mm³ で保持します。鋼材・鉄筋は物理質量密度 7.85 t/m³ をそのまま用い、コンクリートは単位体積重量を重力加速度 g = 9.80665 m/s² で除して導出します。

実装参照:プリセットの材料定数は sepika_core::material_grade::material_presets(crates/sepika-core/src/material_grade.rs)が与え、せん断弾性係数は sepika_core::model::Material::shear_modulus(crates/sepika-core/src/model/material.rs)が \( G = E/{2(1+\nu)} \) で算定します。

コンクリート Ec の扱い

標準コンクリート材料の Ec は、構造区分に応じた単位体積重量表の γC から生成します。RC は γC = γRC - 1.0、SRC は γC = γSRC - 2.0 とするため、同じ Fc の RC/SRC で Ec は同一です。標準材料は、標準プリセットまたは標準グレード生成経路で作成された材料に限られ、材料タブで E を編集できません。ST-Bridge の RawMaterial など、物性値を明示入力して作成された材料は、標準グレードと同名でも直接入力材料として扱います。この場合は入力した E(Material.young)を編集でき、線形剛性などの線形材料経路ではその値を使います。NewRC ファイバーの圧縮包絡線は Fc から算定し、初期接線は Fc≤60 では Material.young、Fc>60 では NewRC 固有 Ec の暫定外挿を使います。

CFT の充填コンクリートだけは別経路で、Fc・コンクリート種類から無筋コンクリートの γC を求めて Ec を算定します。鋼管材料の密度・ヤング係数は充填 Ec に用いません。

鋼材プリセット

基準強度 F [N/mm²] は、JIS 規格品では板厚 t による区分があります。

名称区分F(t≦40mm)F(40mm<t≦100mm)
SS400一般構造用圧延鋼材(JIS G3101)235215
SN400建築構造用圧延鋼材(JIS G3136)235215
SM400溶接構造用圧延鋼材(JIS G3106)235215
SM490溶接構造用圧延鋼材(JIS G3106)325295
SN490建築構造用圧延鋼材(JIS G3136)325295
BCR295建築構造用冷間ロール成形角形鋼管(大臣認定品)295―
BCP235建築構造用冷間プレス成形角形鋼管(大臣認定品)235―
TMCP325建築構造用 TMCP 鋼材 490N 級(大臣認定品の一般名)325325
TMCP355建築構造用 TMCP 鋼材 520N 級(同上)355355
TMCP385建築構造用 TMCP 鋼材 550N 級(同上)385385
TMCP440建築構造用 TMCP 鋼材 590N 級(同上)440440
SA440建築構造用高性能 590N/mm² 鋼材(大臣認定品)440440
LY100建築構造用低降伏点鋼材 100N 級(大臣認定品)80―
LY225建築構造用低降伏点鋼材 225N 級(大臣認定品)205―
  • TMCP 鋼材(HBL 等の商品名で流通する大臣認定品の一般名)は板厚 40 mm 超 100 mm 以下でも F の低減がありません。
  • プリセットの Fy には F(t≦40 mm)を登録しますが、許容応力度検定では 材料名から板厚区分込みの F を都度解決するため、板厚 40 mm 超の 断面には低減後の F が適用されます(鋼材(F 値・許容応力度・座屈) 参照)。
  • プリセット以外にも、SM520(355/335 の 2 区分)・SS490・STK400/490・ STKN400/490・STKR400/490・SNR400/490・SSC400・SWH400・BCP325 等の グレード名を材料名として登録すれば同様に F 値が解決されます (SN490B・SM490YA のような JIS 種別記号付きの名称も前方一致で解決します)。
  • 保有水平耐力計算(プッシュオーバー)では、鋼材の材料強度として基準強度の 1.1 倍(590N 級の SA440・TMCP440 は 1.05 倍)、RC 主筋は 1.1 倍を用います (せん断補強筋は割増ししません)が、材料ごとに割増係数の直接入力もできます (プッシュオーバー解析 参照)。

実装参照:基準強度 F の板厚区分込みの解決は sepika_core::material_grade::{steel_f_value, steel_f_value_prefix}(crates/sepika-core/src/material_grade.rs)が行います。

鉄筋プリセット

基準強度(=規格降伏点)[N/mm²]。

名称区分基準強度
SD295異形鉄筋(JIS G3112)295
SD345異形鉄筋(JIS G3112)345
SD390異形鉄筋(JIS G3112)390
  • SD / SR に続く数値を基準強度として解決するため、プリセット外の SR235・SD490 等も材料名から解決できます。
  • 鉄筋の許容応力度(径区分・せん断補強筋の上限)は 鉄筋(径区分に注意) によります。
  • せん断補強筋として対応するのは SR235・SR295・SD295(SD295A・SD295B を含む)・ SD345・SD390・SD490 の普通強度のみです。高強度せん断補強筋の製品名(KH785 等)や 未知名は現時点で未対応であり、割り当てた断面を含む検定・解析は停止します。

実装参照:基準強度(=規格降伏点)の名称解決は sepika_core::material_grade::rebar_f_value(crates/sepika-core/src/material_grade.rs)が行います。

コンクリートプリセット

普通コンクリートを対象とし、γC は気乾単位体積重量(Ec 算定用)、γRC は鉄筋コンクリートの 単位体積重量(自重・質量算定用。γRC = γC + 1.0)とします。

名称Fc [N/mm²]γC [kN/m³]Ec [N/mm²]γRC [kN/m³]
Fc181823.020,59624.0
Fc212123.021,68224.0
Fc242423.022,66924.0
Fc272723.023,57724.0
Fc303023.024,41924.0
Fc333323.025,20824.0
Fc363623.025,94924.0
Fc404023.528,05824.5
Fc424223.528,51824.5
Fc454523.529,18224.5
Fc505024.031,52525.0
Fc555524.032,54225.0
Fc606024.033,50025.0
  • RC の自重・質量は鉄筋の実体積を置換せず、総断面へ γRC を一様に適用します。標準プリセットの γRC は表の値とし、Ec 算定時は必ず γC = γRC - 1.0 とします。SRC 造(鉄骨鉄筋コンクリート)用に追加する場合は γSRC = γC + 2.0 を総断面の密度に 用います(プリセット追加時の「SRC造」指定。名称は Fc24(SRC) のようになります)。
  • CFT の充填コンクリート部は鉄筋が無いため、無筋コンクリートの \( \gamma_C \) をそのまま用います(γRC・γSRC は用いません)。設計重量(DL・地震用重量)と質量のどちらも同じ \( \gamma_C \) を使い、鋼管部の設計用単位体積重量 \( \gamma_s = 78.5\ \text{kN/m}^3 \)・物理質量密度 7.85 t/m³ とは別領域として合算します。
  • CFT の等価断面性能に用いる Ec は、充填コンクリートの Fc と種類から無筋コンクリートのγCを求めて算定します。鋼管材料の密度は用いません。
  • Fc に続く数値を設計基準強度として解釈するため、プリセット外の Fc38 等も材料名から解決できます。
  • コンクリートの許容応力度は コンクリート によります。

実装参照:設計基準強度の名称解決は sepika_core::material_grade::parse_concrete_fc(crates/sepika-core/src/material_grade.rs)が行い、プリセットの γC・γRC は sepika_core::units::concrete_unit_weight_kn_m3(crates/sepika-core/src/units.rs)、Ec は sepika_core::section_shape::concrete_young_modulus_gamma(crates/sepika-core/src/section_shape/material.rs)を用いて算定します。

ナビゲータの材料一覧

左ドックのナビゲータには「材料一覧」があり、材料は区分ごとにグループ化して表示します。 表示順は鋼材 → コンクリート → 鉄筋で固定し、各区分の中に材料名が並びます。 材質の行をクリックすると、下ドックの「モデル」タブ→「材料」テーブルへ移動して、その材料行が選択状態になります。 グループの既定状態は閉じているため、必要な区分だけを開いて確認できます。

実装参照:区分ごとのグループ化(鋼材 → コンクリート → 鉄筋の固定順)と一覧の描画は sepika_app::app::nav_model::material_category_groups・App::nav_materials(crates/sepika-app/src/app/nav_model.rs)が行い、材質クリックでモデルタブの材料テーブルへ移動します。