鉄筋とは、鉄筋コンクリート構造などに用いられる棒状の鋼材のことです。
コンクリートは圧縮力に強い一方、引張力に弱い性質があります。
その弱点を補うために、引張力に強い鉄筋を内部に配することで、高い耐荷力と耐久性を実現します。
建築物や土木構造物など、鉄筋コンクリート構造が幅広く利用されているのは、鉄筋とコンクリートを組み合わせることで安全かつ経済的に設計できるからです。
鉄筋の主な分類
鉄筋は、用途や特性、製造方法などに応じてさまざまに分類されます。建築分野で一般的に用いられる鉄筋には、主に以下のようなものがあります。
- 普通鉄筋(丸鋼)
円形断面で表面がほぼ滑らかな鉄筋です。鉄筋コンクリートがまだ普及しはじめの頃は、こうした丸鋼が主流でした。現在でも補強などの目的で使用されるケースがあります。 - 異形鉄筋
表面に節(リブ)が付いており、コンクリートとの付着力を高めた鉄筋です。多くの建築物において主筋として使用されます。SD295、SD345、SD390、SD490など、強度レベルによって規格が細かく分かれています。 - 高強度鉄筋
一般的な鉄筋よりも降伏点や引張強度を高めたタイプです。高層ビルや大スパンの構造など、より高い強度が求められる建物に用いられます。耐震性や省スペース性に貢献するため、先進的なプロジェクトで注目されています。 - エポキシ樹脂鉄筋
表面にエポキシ樹脂コーティングを施した鉄筋で、腐食や錆に対する耐久性が高いのが特徴です。高塩分環境や湿気の多い場所での鉄筋腐食を抑制するために活用され、橋梁などのインフラ構造でも導入が進んでいます。 - ステンレス鉄筋
腐食に非常に強く、メンテナンスコストを大幅に低減できる可能性がありますが、材料費が高い点がネックとなります。耐久性を最優先する建築物や、塩害が深刻な地域においては選択肢の一つです。 - 溶接金網
鉄筋を格子状に溶接し一体化したもので、配筋作業を効率化できる利点があります。工期短縮が図れるほか、品質のばらつきが少なく管理しやすいのもメリットです。
異形鉄筋の規格
異形鉄筋は、SD295AやSD345といった規格表記によって強度ランクが区別されます。
SDとは「Steel Deformed bar」の略で、数値は降伏点の下限値を示しています。数値が大きいほど引張強度が高い傾向にあります。たとえばSD345は、降伏点が295 N/mm²のSD295よりも強度的に優れています。設計者は建物の耐力や用途に合わせて、適切な鉄筋グレードを選択します。
鉄筋の比較表
以下に主な鉄筋の特徴を比較した表を示します。
種類 | 特徴 | 用途 | メリット | デメリット |
---|---|---|---|---|
普通鉄筋(丸鋼) | 表面が滑らか | 小規模補修や補強工事 | 安価 | 定着力が低い |
異形鉄筋 | 表面にリブがある | 一般的な鉄筋コンクリート構造 | 付着力が高く主筋に最適 | 種類が多く選定に知識が必要 |
高強度鉄筋 | 降伏点・引張強度が高い | 高層建築や大スパン構造 | 部材断面を小さくでき省材料化可能 | 材料費が高い |
エポキシ樹脂鉄筋 | コーティングで錆を抑制 | 海辺や塩害地域の建築物 | 耐久性向上でメンテナンス負担軽減 | コーティング費用がかかる |
ステンレス鉄筋 | 非常に高い耐食性 | 特殊環境、塩害地域の大型施設 | 長期耐用性に優れ維持コスト軽減 | 材料費が高価 |
溶接金網 | 格子状に溶接された鉄筋の集合体 | 床スラブや小規模基礎配筋 | 配筋作業の効率化と品質安定 | 大規模物件や特殊形状に向かない場合も |
設計上のポイント
鉄筋を選定する際は、強度のほか、耐疲労性や耐腐食性、施工性など多方面での検討が欠かせません。
高強度鉄筋を使えば部材断面を減らせますが、コスト面や加工性に配慮が必要です。また、地域特有の環境条件(塩害や寒冷地など)に合わせて、表面処理やステンレス鉄筋を選ぶことで長寿命化を狙うケースも増えています。
Q&A
Q1: 鉄筋の太さの違いはどのように表されるのですか?
A1: 鉄筋は直径(呼び名)で区別され、D10やD13などの呼称で呼ばれることが多いです。数字が大きいほど直径が太くなります。
Q2: 鉄筋の表面に錆がついている場合は使えないのでしょうか?
A2: 軽微な錆であれば施工段階で除去し、引張性能に問題がなければ使用可能です。ただし深刻な錆は強度を低下させるため注意が必要です。
Q3: 建築の強度を上げるためには高強度鉄筋を使うのがベストですか?
A3: 単に高強度鉄筋を使えばよいわけではなく、設計目的やコスト、加工性などを総合的に考慮して最適な鉄筋を選びます。
Q4: エポキシ樹脂鉄筋とステンレス鉄筋ではどちらが腐食に強いですか?
A4: 耐食性の面ではステンレス鉄筋が上ですが、費用対効果や施工性を考慮するとエポキシ樹脂鉄筋を選択するケースも少なくありません。
Q5: 溶接金網はどんなメリットがありますか?
A5: 工場で溶接済みなので品質にばらつきが少なく、現場での配筋作業も簡略化できます。ただし、特殊な形状や大スパン部分には対応が難しい場合があります。
まとめ
鉄筋はコンクリート構造物に欠かせない材料であり、強度・耐久性・施工性などの観点から多彩な種類が選択できます。
普通鉄筋や異形鉄筋、高強度鉄筋、耐食性に優れたエポキシ樹脂鉄筋やステンレス鉄筋、さらに溶接金網など、用途や環境、コストに応じて組み合わせることで、安全性と経済性を両立した建物を実現できます。
地域の気候や設計上の制約を踏まえたうえで最適な鉄筋を選ぶことが、長寿命かつ高品質な建物づくりの鍵となります。