解説

コンクリート構造設計施工規準の改訂について
池田尚治＊1・春日昭夫＊2・酒井秀昭＊3・伊藤均＊4

2011 年 9 月にプレストレストコンクリート技術協会（現，プレストレストコンクリート工学会）から「コンクリート構造設計施工規準 －性能創造型設計－」が発刊された。これは，世界で初めての性能創造型の設計施工規準であった。その後 7 年以上が経過し，fib Model Code 2010 の Conceptual Design への対応などが図られた技術規準として，「コンクリート構造技術規準 －性能創造による設計・施工・保全－」と名称が若干変更された改訂版が 2019 年 3 月に発刊された。改訂にあたっては，2011 年の初版の規準と同一の性能創造の思想のもとに構想設計（Conceptual Design）の導入，維持管理を保全とした変更，他学協会の基準改定への対応，などが盛り込まれた。本稿は，「コンクリート構造設計施工規準」（2011）から「コンクリート構造技術規準」（2019）への改訂の概要について述べるものである。
キーワード：コンクリート構造，技術規準，性能創造，構想設計（Conceptual Design），設計・施工・保全記載されているので是非ご参照いただきたい。なお，規準

1．は じ め にのタイトルは初版の「コンクリート構造設計施工規準 －性能創造型設計－」から「保全」を含めた「コンクリート構世界で初めての性能創造型の設計施工規準が世に出たのは 2011 年 9 月であった。この年は 1000 年に 1 度の規模と造技術規準 －性能創造による設計・施工・保全－」に変更

いわれる大地震と大津波，およびそれに伴う原子力発電所された。の大事故によりわが国に未曾有の大災害である東日本大震

2．改訂について災が発生した年であった。その後すでに 7 年以上経過し，平成の年号の最後である平成 31 年 3 月に性能創造型の設プレストレストコンクリートがドイツとフランスで発明計施工規準が装いを新たにした改訂版の技術規準として完され，このことが，わが国の高度経済成長を支えるインフ成したのである。

ラ整備に欠かせないものとなった。当時の技術者たちはな

今回の改訂の主要な点は f ib Model Code 2010 に規定さぜあのような独創性のある技術に挑戦したのであろう。それている Conceptual Design に関する対応である。fib Model

れは技術者として新しいことに取り組みたいという強い欲

Code では性能創造型の規定に対応した書式として，限界求もさることながら，鋼構造だけにかぎられた構造の自由状態に関する照査とは独立した章立てで新しく Conceptual

度をコンクリートももつことや，世の中の経済性への要求Design（構想設計）なる性能創造的な概念を導入したのなどが影響したものと思われる。しかしプレストレストコであった。改訂作業では多くの議論を経て，この新しいンクリートも，1867 年のフランスの造園技師による鉄筋概念を性能創造型に取り入れた改訂が行われたのである。

コンクリートの発明が起源になっている。

Conceptual Design を日本語で「構想設計」とすることにつ

現在は，彼らの時代に比べてさまざまな面で技術が進歩いては種々の案の中から最適な訳語として決定された。

しているが，われわれははたして彼らのような創造的な構今回の改訂には盛り込めなかったが，PC 構造の卓越し造物を造っているであろうか。過去の事例を見てもわかる

た弾性復元性能を性能創造的に取り入れ，PC 耐震構造のように，イノベーションとなる技術は，そのときにある技分野が今後大いに発展することを期待したい。そのために術を一段階あがらないと解決できない制約条件が起爆剤とは「機能創造」へと発展することが必要であるが，今後はなる。現在は精緻な解析ツールがあり，規準はかゆいとこ

さらにこれに加えて「機構の創造」にも注目し，「性能，ろに手が届くがごとく整備され，考えなくても構造物を建機能，機構の創造」へと展開するのが良いと思われる。こ設することができる。いったい両者にどんな違いがあるのれにより，一層〝Conceptual Design〟との関係が明確になであろうか。このことに対する答えを示すのが本規準であるものと考えられる。

る。それは，構想設計の欠落である。

今回改訂のこの技術規準の思想は，2011 年の初版の規設計とは，オブジェクトに付加価値を与える行為であり，準と同一であり，その基本は 2011 年版の「まえがき」にその価値（コスト）の大部分は設計で決定する。そして設Shoji IKEDA：名誉会員，横浜国立大学名誉教授 ㈱ 複合研究機構代表取締役
Akio KASUGA：正会員，三井住友建設 ㈱ 執行役員副社長 CTO＊3
Hideaki SAKAI：正会員，中日本高速道路 ㈱ 技術・建設本部 専門主幹（橋梁担当）＊4
Hitoshi ITO：正会員，八千代エンジニヤリング ㈱ 事業統括本部 国内事業部 構造・橋梁部 課長
＊1
＊2

10

プレストレストコンクリート

解説
計のなかでももっとも重要なプロセスが構想設計である。

調査

性能にかかわる要求事項と制約条件を満たすために，構想設計の段階で設計者は性能を創造し付与する。そして，創構想設計（性能創造）

造された性能は，性能にかかわる要求事項にしたがって照査される。そして，設計図化され，これら一連の行為が設計である。厳しい制約条件下の最適解は，社会的側面，環構造概略検討

境側面，経済的側面からなる持続可能性を追求したものに設計なる。プレストレストコンクリートや張出し施工などのイノベーションは，性能創造無くしては生まれてこなかった。

構造詳細検討そしてこのことが技術の進歩を促してきた。本規準に述べられている，構想設計における性能の創造の意義は大きNOいと考える。

性能照査
YES

3．構想設計と性能の創造

設計図書

本規準の本質は，技術者が性能の創造を意識して設計・施工施工・保全を行うということである。性能の創造はけっして新しい考え方ではなく，偉大な過去の設計者たちも，その時々の知見，技術に基づいて創造性を発揮して最適解を保全求めてきた。現在の設計者は，これまでの構造物に確保さ図- 1れた安全の余裕度を的確に把握し，それと同等の性能を創ライフサイクルにおける設計・施工・保全の流れ造することが重要である。本規準の目的は，持続可能な構造物を創出し社会に貢献するため，設計・施工・保全を担

構想設計において，性能を創造することを心がける必要が当する技術者に性能を創造することをつねに意識させ，新ある。創造する性能は，性能にかかわる要求事項に基づいしい材料・構造・施工方法・保全方法にも取り組めるようて付与されるが，時間の経過とともに変化して，保全の状にすることである。

態によっても変わってくる。したがって，性能は時間軸に構想設計は，構造物の性能を決める重要な過程である。

わたって考慮され，適切な保全方法を設計時に示すことで，最適な構想設計を実現するためには，事前の調査が重要に付与した性能を設計供用期間に発揮することができる。つなる。調査で明確になってくる制約条件は，構想設計の重まり設計者は，構造物が時間の経過とともにどのように変要なインプットになり，構造形式の決定から大まかな施工化していくのかも想像する必要があるのである。

計画にいたるまでの過程を決定する基礎になる。構想設計

4．ライフサイクルマネジメント

は，制約条件が多いほど難易度が高くなる。そして，従来の技術では性能を発揮できない場合，新しい技術を取り入本規準では，構造物のライフサイクル全般（建設→供用れることになるが，実験や解析によって構造物の挙動を把→保全→更新→撤去）にわたって，設計者が構造物の状態握したあと，適切な安全度を見込んで設計を行う。構想設を想像して，意図する性能を創造することをもっとも重要

計では，このような新技術の採用も必要に応じて検討するな課題としている。初期最適化（たとえば，初期コスト最必要がある。そして，このばらつきをもとに必要な性能を小）は正しい答えではなく，構造物のライフサイクルにわ達成するために，どのくらいの余裕度をとるべきかを設計たる最適化が正解であり，そのような場合に構造物が持続者が提案するが，この決定根拠の説明責任を果たすことが可能であるといえる。性能創造による設計・施工・保全で重要である。さらには，新しい技術の長期挙動を把握するは，建設から設計供用期間の間の構造物の性能を担保するために，モニタリングを実施して，設計者が意図した性必要がある。したがって，設計者は，保全による時間軸上能が発揮されているかどうかを確かめることも考慮する。の耐久性と安全性や供用性などの性能を確保し，前提条件

図 - 1 に示すように，創造された性能を構造物のライに基づく構造物のライフサイクルにおけるマネジメント方フサイクルで確保するために，施工計画や保全計画は重要法を明確にすることが求められる。

である。設計では構造物の品質を保証する施工計画を規定

設計，施工，保全という構造物のライフサイクルにおけし，機能を満足する性能を設計供用期間中にわたって有するマネジメントは創造された性能を発揮するために非常にるための保全計画を定める必要がある。そして，これらの重要である。今までは，それぞれの過程が別べつに実施さ過程での情報を設計にフィードバックして，設計どおり設れ，連携することが少なかった。ライフサイクルマネジメ

計耐用期間を構造物が終えることができるよう，記録を残ントは，基本的には設計の段階で配慮する。設計者は意図すことは重要である。

する構造物の性能を確保するために，施工者への的確な施構造物はそのライフサイクルにおいて持続可能であるこ工法や構造的に重要な部位の施工上の注意事項，品質保証とが求められる。そして，性能の創造とは，構造物が持続を示し，管理者へは保全方法，とくに構造上重要な部位の可能となるような性能を付与される行為である。設計者は，点検方法やメンテナンスを行ううえでの注意事項をマニュ

Vol.62, No.1, Jan. 2020

11

解説
5.2

アルなどによって示すことが重要である。施工や保全は設

限界値

計図書に示された情報により行われるため，必要事項はす本規準においては，コンクリート構造物が設計供用期間べて設計で網羅される必要がある。したがって，ライフサ中および施工中に，供用性，安全性，耐久性などの所要のイクルマネジメントの基本は，設計において配慮される。

性能を保持するためには，供用限界状態，終局限界状態，要求される性能が発揮できる状態を保つためには，疲労限界状態の各限界状態，施工時および耐久性に関して構造物の種類と供用目的，環境条件，部材の条件などを考1）最適な構造に導くための調査
2）設計における設計図書の施工への引継ぎ

慮し適切に限界値を設定し照査するものとしており，4 章

3）施工における設計どおりの構造物を実現する品質保「限界値」では，各限界状態における応答限界値，耐久性に関する限界値，施工時における限界値の設定に関する一証般事項について示している。

4）保全で得られた情報のフィードバックと将来の活用

5.3の適切な実施が重要である。

作用

5 章「作用」では，応答値の算出に用いる作用の特性値，5．性能照査に用いられる項目の改訂作用係数について示している。また，各限界状態に応じて3 章～ 6 章では，使用材料，限界値，作用，性能照査と考慮する作用の種類（表 - 1）のうち，プレストレス力，いった性能創造により構造物に付与された性能の照査を行

コンクリートの収縮およびクリープの影響，環境作用，施う際に用いられる項目について示している。

工時荷重について解説している。

本規準における構造物の性能照査では，構造物が確保す

なお，作用のなかには設計供用期間中に生じる頻度がきべき機能を満たすことを適切な照査指標を用いて照査する

わめて小さいが，生じるとその影響が非常に大きい作用でことを原則としており，構造物あるいは構成部材ごとに限ある偶発作用があり，地震の影響，津波の影響，衝突荷重，界状態を設定し，設計で仮定した形状・寸法・配筋などの強風の影響，および火災の影響などがある。巨大地震後に構造詳細を有する構造物あるいは構成部材の応答が限界状襲来する巨大津波に対する安全性を照査する場合には，偶態に至らないことを確認することで行ってよいこととして発作用としての地震の影響を含めて偶発作用としての津波いる。この限界状態を設定する場合，構造物や構成部材のの影響を考慮する必要があり，これについては大規模災害

状態，材料の状態に関する適切な指標を選定し，機能に応に対する提言（プレストレストコンクリート Vol.57，No.5）じた応答限界値を設定する。さらに荷重や環境の影響によが参考にできる。

り生じる応答値を算定し，これが応答限界値を超えないこ

表- 1とで照査を行う（図 - 2）。
5.1

使用材料

直接作用

3 章「使用材料」では，コンクリート，鋼材，その他材

各作用の関係・死荷重・活荷重・土圧・水圧・流体力・波力・プレストレス力・風荷重・雪荷重・その他

・コンクリートの収縮およびクリープの影響
間接作用 ・温度の影響および温冷繰返しの影響
・地震の影響・施工時荷重・その他料に関して，基本事項のほか，応答限界値の算出に用いる材料強度の特性値，材料係数や，そのほか，性能照査に必要な事項などを示している。

（構造物に対する）・温度，日射の影響
環境作用 ・湿度，水分の供給・各種物質の濃度，その供給・火災の影響・その他

そのほかの材料としては，定着具・接続具および偏向具，シース，PC グラウトのように PC 構造物に特有なもの，構造用鋼材のほか，高耐久材料を用いることにより構造物※その他：衝突荷重や地盤変動・支点移動の影響の耐久性を向上させるものとして樹脂被覆鋼材，ステンレ
ス鋼材，新しい構造材料として繊維強化ポリマーについて，5.4

概要，留意事項などを記載している。

性能照査

構造物の性能照査を合理的に行うためには，性能項目を応答値
作用の特性値

材料強度の特性値

Fk

荷重係数 γf

限界値と応答値の比較を行うことが原則であり，6 章「性fk能照査」では，構造物の性能照査の一例を紹介している。

材料係数 γm

設計作用

Fd＝γf・Fk

材料の設計強度f d＝fk /γm

応答値IR（Fd）

応答限界値

IL（ f d）

6 章「性能照査」では，構造解析方法を示すとともに，供用限界状態に対する検討，終局限界状態に対する検討，疲労限界状態に対する照査について表 - 2 のとおり記載

部材係数 γb

構造解析係数γa

設計応答値

可能なかぎり直接表現することができる照査指標を用いて応答限界値

IRd＝γa・IR（Fd）

設計応答限界値

している。

ILd＝ IL（ f d）/γb

ただし，偶発作用に対する構造物の堅牢性および安全性，

γi 構造物係数

耐久性，復旧性については「6.1 一般」の解説に示すのみ

照査γi・IRd /ILd ≦1.0とした。耐久性に関して，本規準では最終的には材料劣化を考慮した性能についても評価することを目指すものの，

図- 2統一された方向性が示されていない現状を鑑み，所定のか性能照査の方法ぶりを確保することにより性能の経時変化を考慮しないで

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プレストレストコンクリート

解説
表- 2
性能

6 章で取り扱う照査項目・指標と限界状態

り綿密な施工計画を立案し，より入念に施工を行う必要照査項目・照査指標がある。

・外観＝ひび割れ幅，応力度
供用性 ・走行性＝変位・変形，応力度・水密性＝ひび割れ幅，応力度

安全性

限界状態

備 考

8．保全について供用限界状態 6 章 6.3

・断面破壊＝断面力

終局限界状態 6 章 6.4・疲労破壊＝断面力，応力度

疲労限界状態 6 章 6.5

9 章「保全」では，構築されたコンクリート構造物が，設計供用期間内において供用目的に適合した所要の機能を確保できる性能を有するように保全する基本的な方法を示

・偶発作用に対する構造物の堅 構造の倒壊な牢性，安定性＝構造冗長性， ど避けるべき 6 章 6.1
堅牢性，変位・変形状態

・鉄筋・PC 鋼材の腐食＝ひび割れ幅，応力度，中性化，塩化耐久性物イオン ・コンクリートの劣化＝ ASR，凍害，化学的侵食－している。コンクリート構造物は，設計供用期間内において供用目的に適合した所要の機能を確保できる性能を有しなければならない。そのためには，設計供用期間中に所要6 章 6.1の機能を確保するための性能要求事項による性能を満足している必要がある。したがって，本規準に則ってコンクリ・偶発作用に対する構造物の修損傷に関する復旧性
復性＝応力度，ひび割れ幅，6 章 6.1
限界状態
断面力，変位・変形ート構造物の設計を行った場合，設計供用期間のいずれの時点においても，機能を確保するための性能にかかわる要求事項による性能が保たれることから，図 - 3 のケース 1に示すように，定期の診断などの定期的な診断は必要であ照査することとし，耐久性は独立させた性能として取り扱うこととした。復旧性に関しては，冗長性や堅牢性の確保と同じく，性能照査指標としては供用性，安全性と類似で

ケース 1（補修・補強を行わない）あるため解説に示すのみとした。

6．構造細目について性

7 章「構造細目」では，コンクリート構造物ならびにプ能性能の限界値

ケース 2（補修・補強を実施）

レストレストコンクリート構造物，および構成部材の計画・設計において，求められる性能照査により決定されない一般的な構造細目について示している。

補修・補強時間

設計供用期間プレストレストコンクリート構造物においては，設計供用期間中において，設計で設定したプレストレスが持続し図- 3て作用することが必要となる。このためには，緊張材の定保全における性能と時間との関係着具および接続具は，部材に所定のプレストレスが確実に導入されるように配置し，構造物の設計耐用期間中に破損構造物の設計施工または腐食しないように十分に保護しなければならない。
また，緊張材の緊張および定着により定着部コンクリート

初 期 の 診 断定め，定着部付近のコンクリートは鉄筋やプレストレスにより適切に補強しなければならない。

対策の要否
No

7．施工について

Yes

対策

保全計画の決定

8 章「施工」では，設計図書に示されたコンクリート構造物を構築するための施工に，性能創造の概念を取り入れ点る場合の基本的な考え方を示している。コンクリート構造物の施工にあたっては，まず安全に構造物が構築され，か検Yes

予

現場における種々の制約条件や要求を解決するために，

測性 能 の 評 価

従来にない新しい発想で施工方法を考案し，それを実現するために詳細な検討や実験によって施工の安全性を確認す

対策の要否Yesるという行為は，性能創造の概念を取り入れた施工であるといえる。とくに新工法，新材料および新しい構造形式を対採用する場合には，施工方法が確立されていなかったり，図- 4施工時の挙動が明確でなかったりする場合があるため，よ13

録法や施工性を考慮することが必要である。

No
保全計画の見直しの要否

記

劣化機構の推定までもない。これらを実現するには，設計段階から施工方

断早く，より経済的に施工されることが求められるのはいう

詳細調査

診

詳細調査の要否Noつ品質が確保されることが必須条件である。さらに，より

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保全計画

保全計画の策定に有害なひび割れが生じないように断面形状および寸法をYes

No策
コンクリート構造物の保全の標準的な手順

解説
るが，補修および補強などの対策を実施する必要がない。

橋梁は一般に社会資本の一部として利用することを目的

ただし，コンクリート構造物を構成する部位・部材が図として構築されるため，管理者における適切な保全のもと- 3 のケース 2 に示すように，性能の低下により設計供用で，設計供用期間中に目的に合致した機能を有すること期間中に補修・補強を実施することを前提として設計されがもっとも重要である。また，橋梁の設計において計画た部位・部材は，適切な時期に対策を実施する必要がある。

した Conceptual Design（構想設計）が，実際の橋梁においコンクリート構造物の保全は，保全計画の策定，診断，て供用中に具現化されているかについてもきわめて重要で対策，記録から構成される。したがって，コンクリート構ある。今後の橋梁の調査・設計・施工および保全の従事者

造物の保全者は，設計供用期間内において供用目的に適合は，本規準および資料を参考に橋梁の適切なライフサイクした所要の機能を確保できる性能を有するように保全計画ルマネジメントを実施されることを強く希望するものであを策定し，これによる構造物の診断，診断結果に基づいたる。

対策の実施，それらの結果の記録を適切に行うものとする。

10．お わ り に

この保全の標準的な手順を図 - 4 に示す。
設計施工段階においては，保全計画が適正に実施できる本規準によれば性能創造が付加された構造物が自動的にように，点検が容易な構造の採用や点検設備などを整備す設計できるものではない。設計者は，構想設計の重要性をる。また，初期の診断や定期の診断において，点検設備な十分認識し，積極的に性能を創造したオブジェクトを建設

どの不足により，保全計画に基づく点検が困難な場合は，することを心がけなければならない。施工者は，施工時の必要に応じて点検設備を追加して設置するなどの対策を講

品質管理がその後の構造物の性能に大きく影響を与えるこじる必要がある。とから，性能にかかわる要求事項の実現のほとんどが，施工という過程で確保されるということを認識する必要があ

9．資料編についてる。また，保全を行う管理者は，構造物が設計で付与され資料編では，既設の橋梁のうち本規準の趣旨にある程度た性能における要求事項をきちんと満足しているかを診断合致すると思われる橋梁など 16 例を抽出して掲載していするとともに，とくに耐久性が確保されているかについてる。橋梁の設計や施工にあたっては，対象構造物の目的をの点検が重要である。創造された性能を検証する過程は，達成するのに必要な機能を設定し，設定された機能に対しこの保全にかぎられ，得られた知見は記録として残される。てその機能を満足する性能を創造し，目的を満たす構造物そして，必要に応じて将来の同種の構造物のために，設計，を構築する必要がある。構築された構造物は，設定した設施工にフィードバックすることが重要であることを心がけ

計供用期間中に機能を満足する性能を有している必要がる必要がある。
今回の規準改訂は，構想設計における性能の創造についある。
既設の橋梁のうち特筆すべき橋梁としては，E. Freyssinetて，かなり書き込んだつもりである。設計においてほとん（1879～1962 年）による Luzancy 橋であり，1946 年に世界どのエネルギーが注がれる構造設計が適切に行われれば，ではじめてのプレキャストセグメント工法による PC 橋がそのあとは，性能にかかわる要求事項に則って照査を機械構築された。引き続いて E. Freyssinet は，1947～1951 年的に行うだけで持続可能な構造物が建設できる。に本資料に紹介しているマルヌ河に支間 74 m の変断面ポ精緻な解析ツールと詳細にカバーされた基準をもつ現代

ータルフレーム橋を同一支間・同一形式で 5 橋をモルタルのわれわれは，過去の偉大なエンジニアが残したオブジェ目地を用いたプレキャストセグメント工法で建設した。マクトに負けないものを造っていかなければならないと考えルヌ河は，セーヌ河の支流であり，第二次世界大戦終了直る。

前に破壊された多くの橋梁の代替路線として建設された橋⎡ コンクリート構造設計施工規準 改訂小委員会⎤⎜⎜委員長春日昭夫⎜⎜⎜ 副委員長 酒井 秀昭⎜⎜委員 池田 尚治，石田 哲也，伊藤 均，岩城 一郎， ⎜⎜⎜大島 義信，大場 誠道，緒方 辰男，⎜⎜⎜⎜
河野 広隆，河村 直彦，塩畑 英俊，⎜⎜
白鳥 明，堤 忠彦，寺島 善宏（～ 2018 年 8 月⎜⎜まで），長井 宏平，中村 光，西 恭彦，⎜⎜⎜
花島 崇，藤野 和雄（～ 2018 年 8 月まで）， ⎜⎜⎜藤山 知加子，細田 暁，細谷 学，山本 徹⎣⎦

梁群のひとつである。これらの橋梁は，現在の技術から見ても高度な技術が結集されており，材料・構造および施工方法が英知を結集して創造されたものであると推察できる。また，70 年程度経た現在においても適切な補修・補強などにより十分に健全な状態で保全されており，適切なライフサイクルマネジメントが実施されている。本資料中の国内の橋梁は，設定した設計供用期間中に機能を満足する性能を有している必要があるので，掲載した橋梁は比較的供用年数が少ないため，これらの妥当性の評価について【2019 年 12 月 16 日受付】

は今後の経過を待つ必要があるものと思われる。

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プレストレストコンクリート