鉄筋コンクリート造（RC造）の基礎知識｜構造力学の入口を一級建築士試験向けに解説

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1. はじめに：構造は「RC造の基本」から始めると整理しやすい

一級建築士学科試験の「構造」科目は、苦手意識を持つ受験生が最も多い分野の一つです。力学・構造力学・各種構造形式と範囲が広く、「どこから手をつければよいかわからない」という声を多く聞きます。

そのような受験生に特におすすめしたい学習の出発点が、鉄筋コンクリート造（RC造）の基礎知識です。RC造は日本の建築物で最も普及している構造形式であり、学科試験の構造科目においても毎年安定して出題されます。RC造の基本原理・配筋・コンクリートの性質・耐震設計を一通り整理することで、他の構造形式（鉄骨造・木造）との比較軸も自然に身につきます。

この記事では、RC造の構造原理から始まり、施行令の条文番号・試験頻出の数値・耐震設計の考え方まで、一級建築士試験に直結する知識を体系的に解説します。社会人受験生が限られた学習時間を最大限に活用できるよう、効率的な学習法も合わせて紹介します。

2. RC造の特徴と原理（鉄筋とコンクリートの役割分担）

RC造とは何か

鉄筋コンクリート造（Reinforced Concrete造、RC造）とは、コンクリートの中に鉄筋を配置して一体化させた複合構造です。「Reinforced」とは「補強された」という意味であり、コンクリートを鉄筋で補強した構造体という意味合いを持ちます。

コンクリートと鉄筋の特性の違い

RC造を理解するうえで最も重要なのが、コンクリートと鉄筋の特性の違いと役割分担です。

この特性の差こそが、RC造の合理性の根拠です。コンクリートは圧縮力には強いが引張力には弱く、鉄筋は引張力に強い。この弱点を互いに補い合う関係が成立しているのです。

熱膨張係数の一致が鍵

RC造が成立するもう一つの理由が、コンクリートと鉄筋の熱膨張係数がほぼ等しい点です。両材料の線膨張係数はいずれも約10×10⁻⁶/℃であり、温度変化があっても両者は同じ割合で伸縮します。これにより温度変化による内部応力の発生が抑制され、一体挙動が可能となっています。

アルカリ環境が鉄筋を守る

コンクリートは硬化後に強いアルカリ性（pH12〜13程度）を示します。このアルカリ環境が鉄筋の表面に不動態皮膜を形成し、鉄筋の錆（腐食）を防ぎます。コンクリートによるアルカリ保護があることで、鉄筋は長期にわたって耐久性を維持できます。ただし、中性化（炭酸ガスによってアルカリ性が失われる現象）が進むと腐食リスクが高まるため、かぶり厚さの確保が重要になります（後述）。

3. RC造の主な構造形式（ラーメン構造・壁式構造）

RC造には複数の構造形式がありますが、試験で特に重要なのがラーメン構造と壁式構造の2つです。

ラーメン構造

ラーメン構造とは、柱と梁を剛接合（接合部が回転しないように固定した接合）で連結した骨組みによって荷重を支える構造形式です。「ラーメン」はドイツ語の「Rahmen（枠組み）」に由来します。

特徴：
– 柱・梁・スラブで構成されるため、大空間や開口部の設計自由度が高い
– 高層建築物（マンション・事務所ビル等）に多く採用される
– 地震力は柱と梁で形成されるフレームが負担する
– 架構の変形能力（靭性）を高めやすい

壁式構造

壁式構造とは、耐力壁（構造壁）を主要な構造要素として荷重を支える構造形式です。柱・梁を独立した部材として設けないか、最小限にとどめます。

特徴：
– 壁が構造耐力を担うため、壁量の確保と配置バランスが重要
– 一般的に低層住宅（地上5階以下程度）に採用される
– ラーメン構造に比べて部材断面が薄くなりやすく、天井高の確保に有利
– 開口部の大きさ・位置が耐力上の制約を受けやすい

2つの構造形式の比較

4. 配筋の基本（主筋・せん断補強筋・かぶり厚さ）

RC造の配筋に関する知識は試験の頻出事項です。特にかぶり厚さは施行令79条に具体的な数値が規定されており、正確な数値の暗記が求められます。

主筋（主鉄筋）

主筋とは、部材に作用する主要な力（曲げモーメント・軸力）に抵抗するために配置される鉄筋です。

• 柱の主筋：柱の四隅に配置される縦方向の鉄筋（軸力・曲げに抵抗）
• 梁の主筋：梁の上端・下端に配置される水平方向の鉄筋（曲げモーメントに抵抗）
• スラブの主筋：スラブ内に格子状に配置される鉄筋

せん断補強筋（帯筋・あばら筋）

せん断補強筋とは、部材に作用するせん断力（ずれようとする力）に抵抗するために配置される鉄筋です。

• 柱に配置されるせん断補強筋：帯筋（フープ筋）
• 梁に配置されるせん断補強筋：あばら筋（スターラップ）

帯筋の間隔（ピッチ）は耐震設計上重要で、令77条に規定があります。柱の帯筋の間隔は一般部で150mm以下（かつ最も細い主筋の径の15倍以下）、柱端部（横架材から柱の小径の2倍以内の距離にある部分）では100mm以下（かつ最も細い主筋の径の15倍以下）とされており、密に配置するほど靭性（粘り強さ）が向上します。

かぶり厚さ（令79条）

かぶり厚さとは、鉄筋の表面から、それを覆うコンクリートの外表面までの距離のことです。かぶり厚さが不足すると、外気の影響（炭酸ガス・水分・塩分等）により中性化や腐食が早まり、鉄筋の耐久性が損なわれます。

かぶり厚さは建築基準法施行令79条に規定されています。

令79条1項（主な規定値）：

試験でよく問われる数値：「土に接する部分＝6cm」は必ず覚える。

令79条1項では捨コンクリートの部分を除いた数値が規定されています。設計上は施工誤差を考慮して法定値に10mm程度の余裕を加えた設計かぶり厚さを用いるのが一般的です。

5. コンクリートの性質（圧縮強度・引張強度・設計基準強度）

圧縮強度と引張強度

コンクリートの強度特性は、RC造の構造設計において根幹をなす知識です。

• 圧縮強度：コンクリートが最も得意とする方向への強度。設計基準強度（Fc）として規定される
• 引張強度：圧縮強度の約1/10程度しかない。RC造ではこの弱点を鉄筋が補う

設計基準強度（Fc）

設計基準強度（Fc）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。単位はN/mm²（ニュートン毎平方ミリメートル）で表します。

試験では「設計基準強度18N/mm²以上」という下限値が問われることがあります。

スランプ（workabilityの指標）

スランプとは、フレッシュコンクリート（まだ固まっていないコンクリート）の軟らかさ（流動性）を示す指標です。スランプ試験では、円錐形の型（スランプコーン）にコンクリートを詰めて引き抜き、コンクリートが沈み込んだ高さ（cm）をスランプ値として測定します。

スランプ値が大きいほど施工性は向上しますが、水が増えることで強度の低下・ひび割れリスクが高まります。

水セメント比

水セメント比（W/C比）とは、コンクリートの配合において水の質量をセメントの質量で割った値（百分率で表すことが多い）です。

水セメント比が小さいほど、コンクリートの強度・耐久性が高くなる

建築基準法施行令では、水セメント比の上限が規定されています。

試験では「水セメント比が大きいほど強度が低下する」という方向性と、「65%以下（一般の場合）」という上限値が頻出です。

6. 耐震設計の基本（靭性・強度・変形能力）

二段階設計の考え方

日本の耐震設計は、二段階の地震動レベルに対して安全性を確保する設計思想に基づいています。

RC造の耐震設計では、この二段階に対応するため「強度」と「靭性」のバランスが重要です。

靭性（ductility）とは

靭性（じんせい）とは、部材や構造物が大きく変形しても破壊されない粘り強さのことです。地震エネルギーを塑性変形によって吸収し、倒壊を防ぐ能力を意味します。

RC造では、適切な配筋（特にせん断補強筋を密に配置すること）により靭性を高めることができます。せん断補強筋の間隔を狭くすると、コンクリートの拘束効果が高まり、変形能力が向上します。

強度と靭性のトレードオフ

耐震設計では「強度型」と「靭性型」という2つの方向性があります。

現代の耐震設計では、現実的な経済性と安全性のバランスから靭性型の設計が主流です。「壊れにくくする」よりも「倒れにくくする（人命を守る）」という思想です。

変形能力（変形角）

建物の水平変形の大きさを表す指標として層間変形角（各階の水平変位を階高で割った値）が使われます。建築基準法施行令88条・109条の2等に関連規定があります。

• 設計用の目安： 大地震時の最大層間変形角は1/100程度以内を目標とする場合が多い
• 変形角が大きいほど建物は大きく揺れることを意味し、仕上材・設備への損傷リスクが高まる

7. 試験頻出の数値・用語（かぶり厚さ・スランプ・水セメント比）

試験で繰り返し問われる数値と用語を一覧で整理します。暗記の確認に活用してください。

頻出数値一覧

頻出用語まとめ

8. RC造と鉄骨造・木造の比較

RC造を軸に、鉄骨造（S造）・木造との違いを整理します。試験では各構造形式の特性を比較する問題が出題されます。

主要3構造の特性比較

耐火性の観点

RC造は耐火性が最も高い構造形式の一つです。コンクリートは不燃材料であり、鉄筋をコンクリートで覆うことで高温にさらされにくくなります。これに対して鉄骨造は火災時に鋼材の強度が急激に低下する（550℃程度で降伏点が約半分に低下）ため、耐火被覆（耐火材の吹付けや耐火ボード等）が必要です。

遮音性・居住性の観点

RC造は密度が高く質量が大きいため、遮音性・防振性に優れます。マンション（集合住宅）にRC造が採用される大きな理由の一つです。木造や軽量鉄骨造の住宅と比較して、上下階・隣戸への騒音が伝わりにくい特性があります。

9. 社会人向け効率学習法

RC造を苦手にする理由と対策

社会人受験生がRC造の学習でつまずきやすいポイントは主に3つです。

1. 数値が多く、混乱する（かぶり厚さが部位ごとに異なる等）
2. 力学的なイメージがわかない（なぜ鉄筋を入れるのかが腑に落ちない）
3. 条文番号と内容が結びつかない（令79条・令74条等が覚えられない）

これらを克服するための学習ステップを紹介します。

STEP1：まず「原理」をイメージで理解する

最初にやることは、コンクリートと鉄筋の役割分担を身体感覚として理解することです。

「コンクリートは圧縮に強く引張に弱い。鉄筋は引張に強い。だから組み合わせる。」

この一文を頭に完全に入れてから、数値・条文の暗記に進みましょう。原理がわかると、数値の意味が理解できて記憶に定着しやすくなります。

STEP2：かぶり厚さを「土6・躯体4・スラブ2（屋内）/ 3（屋外）」で覚える

かぶり厚さ（令79条）は頻出ですが、部位ごとの数値が多くて混乱しがちです。以下のフレーズで整理しましょう。

「基礎ならろく（6）、土接触の壁柱梁ならよん（4）、耐力壁等の土非接触ならさん（3）、非耐力壁・床ならに（2）」

この語呂合わせ的な整理で、令79条の主要数値はほぼカバーできます。

STEP3：水セメント比は「小さい＝強い」の方向性で覚える

水セメント比は数値と方向性の両方が問われます。「水が少ない（比が小さい）＝濃いセメントペースト＝強い」というイメージを持つと、方向性の誤りに引っかかりにくくなります。上限値は「65%（一般）・60%（土に接する等）」の2つを覚えてください。

STEP4：構造形式の比較は表で一気に覚える

ラーメン構造・壁式構造の違い、RC造・S造・木造の比較は、過去問で繰り返し問われます。本記事の比較表を見ずに自力で再現できるようになれば、この分野の問題はほぼ安定して得点できます。

学習の優先順位

おすすめ学習パターン（社会人向け）

隙間時間が10〜15分しか取れない日でも、以下のように学習できます。

• 通勤中：かぶり厚さの数値をスマホのメモで確認する
• 昼休み：比較表を白紙に再現する練習（5分）
• 夜：過去問を3〜5問解いて誤答を確認する

継続できる分量に絞って毎日続けることが、社会人受験生には最も有効な戦略です。

10. まとめ

RC造の基礎知識について、一級建築士試験に直結するポイントを体系的に解説しました。

試験対策として特に重要な知識

体系的な理解のポイント

1. RC造の合理性は「材料の弱点を互いに補い合う関係」に基づいている
2. かぶり厚さ（令79条）と水セメント比（令74条）は数値と条文番号をセットで覚える
3. 耐震設計は「壊れにくくする（強度）」と「倒れにくくする（靭性）」の両面から考える
4. RC造・S造・木造の比較は「耐火性・遮音性・自重・適用規模」の4軸で整理する
5. 社会人受験生は「原理理解→頻出数値→比較表の再現」の順で学習を進めると効率的

RC造は構造科目の入口であり、ここで基礎を固めることで構造力学・構造計算の各テーマにも取り組みやすくなります。焦らず一つひとつの知識を確実に積み上げていきましょう。

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