構造要素の体化炭素と経済効率に基づくコンクリート強度等級の性能ベース選択

Unofficial AI-generated summary based on the public title and abstract. Not an official translation.

🔬研究者:This study offers a systematic approach to optimizing concrete grade per structural element, with sensitivity analysis confirming the dominant role of steel in columns and concrete in beams.

🏢実務担当者:Construction firms can use these findings to select concrete grades that minimize both embodied carbon and costs while maintaining structural performance.

🏛政策担当者:Regulators can consider element-specific strength guidelines to encourage low-carbon concrete use in building codes.

建設業、特に鉄筋コンクリート構造は、世界の炭素排出量の最大の貢献者の一つである。これらの高い排出量は、主要材料であるセメントと鉄筋鋼材の高い体積炭素含有量に起因する。したがって、低炭素建設への移行努力に沿って、構造要素の材料効率を向上させることが最優先事項であり、直ちに実施されなければならない。本研究は、同じ構造性能を達成する様々な寸法のRC梁および柱の体積炭素とコストに対するコンクリート圧縮強度の影響を評価することに焦点を当てた。4つの一般的なコンクリート等級（25、28、32、および35 MPa）を用いた複数の梁および柱の構成を研究した。各ケースにおいて、鉄筋コンクリートは、指定された曲げまたは軸方向モーメント容量を満たすように設計され、同等の条件で比較できるようにした。体積炭素は、BS EN 15978:2011に従ってクレードルからゲートまでの方法論を用いて各ケースについて計算し、コスト分析は直接材料数量に基づいた。調査結果は、RC梁の場合、より高強度のコンクリート等級は、特に大きな断面において、構造容量を大幅に増加させることなく、コストと体積炭素を増加させることを示した。最も持続可能で費用対効果の高い解決策は、低強度コンクリートとよりコンパクトな梁断面の使用を伴う。しかし、RC柱の寸法と強度は、鉄筋量を削減し、その結果、体積炭素とコストを削減する利点がある。感度分析は、これらの傾向の頑健性、特に柱に対する鋼材と梁に対するコンクリートの predominant な影響を確認した。本研究は、最適なコンクリート強度の選択は、要素と形状を考慮すべきであると結論付けた：低い等級は梁に割り当てられるべきであり、一方、高い等級は圧縮支配の柱のために留保されるべきである。これらの結果は、構造設計のための持続可能な材料の実用的な決定を支援するとともに、性能ベースで経済的に効果的かつ費用対効果の高いRC建設を擁護する。

AI 翻訳（deepseek-v4-flash）。 正確を期す場合は下の原文を参照してください。

The construction industry, particularly reinforced concrete structures, is one of the largest contributors to global carbon emissions. These high emissions are due to the high embodied carbon content of the primary materials, namely, cement and reinforcing steel. Therefore, in line with efforts to transition to low-carbon construction, improving the material efficiency of structural elements is a top priority that must be implemented immediately. This study focused on assessing the impact of concrete compressive strength on the embodied carbon and cost of RC beams and columns of various dimensions that achieved the same structural performance. Multiple beam and column configurations with four common concrete grades (25, 28, 32, and 35 MPa) were studied. In each case, the steel reinforcement concrete was designed to meet the specified flexural or axial moment capacities so that they could be compared on equal terms. Embodied carbon was calculated for each case using a cradle-to-gate methodology according to BS EN 15978:2011, while the cost analysis was based on direct material quantities. The findings indicated that, for RC beams, stronger grades of concrete increased the cost and embodied carbon without significantly increasing the structural capacity, particularly in larger sections. The most sustainable and cost-effective solution involves the use of low-strength concrete and more compact beam sections. However, the size and strength of RC columns have the advantage of reducing the amount of reinforcement, and consequently, the embodied carbon and cost. Sensitivity analysis confirmed the robustness of these trends, particularly the predominant impact of steel on columns and concrete for beams. The study concluded that choosing the optimal concrete strength should consider the element and geometry: lower grades should be assigned to beams, while higher grades should be reserved for compression-dominated columns. The results assist in the practical determination of sustainable materials for structural design while also defending performance-based, economically effective, and cost-efficient RC construction.

• semanticscholar https://doi.org/10.14445/23488352/ijce-v13i4p103first seen 2026-06-29 06:32:53 · last seen 2026-09-22 05:11:14