温度変化による伸縮とエキスパンションジョイント【建築士試験】

こんにちは！ゼロ所長です。

今日は温度変化による伸縮とエキスパンションジョイントについて考えるね。
こんな問題が出題されることがある。

全長が長く、外部に露出している鉄骨架構において、温度変化による伸縮に対応するため、架構の中間に エキスパンションジョイント を設けた。

正解は・・・ 〇となるのだけど、なぜだかわかる？
知識ゼロの人が読んだら意味不明の文章だね。
一緒に考えてみよう。

温度変化による伸縮とエキスパンションジョイント

気温が高くなると、温度上昇により部材が伸びて、逆に、気温が低くなると温度低下に伴い部材が縮むよ。

これはみんなが普段の生活を通して体験していることだよ。
たとえば、ゆで卵の殻をきれいに剥きたいなら、ゆで卵を殻ごと氷水で冷やしてみて。

氷水で冷やすこと急激な温度低下が生じて、ゆで卵の中身が収縮し殻が剥きやすくなるんだよ。

さて、温度変化による部材の変形量は下式で求める。

ΔL＝Lα(t1－t)

ΔLが温度変化による変形量、Lは部材の長さ、αは熱膨張係数、t1は温度変化後の部材の温度、tは元の部材の温度だね。

上式より、温度変化による伸縮量は、部材の長さに比例する。
つまり、全長が長い部材ほど伸縮量が大きくなるってこと。

当然、外部に露出している部材ほど温度変化は大きいから、温度変化に伴う伸縮に注意が必要だね。

この温度変化による伸縮に対応するため、例えば、架構の中間にエキスパンションジョイントを設けることが有効なんだ！

エキスパンションジョイントを設ける意味は、１つの部材を２つの部材に分割するってことだ。

部材の長さはLよりもL／２の方が短いので、当然、温度変化による伸縮量も小さくなるってことだ。

まとめ

よし。これまでの情報を元に整理しようか。

• 温度変化による伸縮量は、部材の長さに比例する。全長が長い部材ほど伸縮量が大きくなる

• エキスパンションジョイントを設ける意味は、１つの部材を２つの部材に分割するってこと

• 部材の長さはLよりもL／２の方が短いので、当然、温度変化による伸縮量も小さくなる

こんなかんじで問題を解けるよ。

参考

最後に参考にした記事を掲載しておくね～。それでは～。

線膨張係数とは？1分でわかる意味、計算、単位、鉄とコンクリートの値

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