複合梁とは

複合梁は、通常、鉄筋コンクリート梁に取り付けられて支持された鉄筋コンクリートスラブで構成される建築要素です。 複合梁は、構成部分の合計よりも強く、両方の材料の強度特性の好ましい組み合わせを示します。 これは、鋼とコンクリートの複合梁がコンクリートの圧縮強度と鋼の引張強度の両方を保有することを意味します。 建設業界で使用される複合梁には、さまざまなグレードのコンクリートとプラスチック複合材および木材を組み合わせたものがいくつかあります。 ただし、スチールと鉄筋コンクリートの合成梁が最も一般的に使用されています。

2つの異なる材料を結合して複合材料を形成することは、2つの材料の集合的な強度を組み合わせるだけではありません。 関連する材料間で結合を形成すると、実際には物理的特性が強化され、複合材料はその強度の合計よりも強くなります。 大規模建設では、鉄骨とコンクリートが複合梁に最も頻繁に使用される組み合わせです。 コンクリートは、複合材の質量、剛性、および圧縮強度を与え、スラブのたわみと振動を低減します。 鉄骨部材は、優れた強度対重量比と迅速な施工時間により、ビームに引張強度を与えます。

複合梁の最も重要な部分の1つは、2つの材料間の固定点またはせん断コネクタです。 複合材の2つの部分を正しく接続すると、材料がユニットとして機能し、複合材ビームに固有の強度が与えられます。 これらのせん断コネクタは、通常、鉄骨梁に溶接されたスタッドで、コンクリートスラブに取り付けられています。 これらのせん断コネクタの数とサイズは、複合材料の機械的性能の重要な部分を表すため、慎重に計算されます。

コンクリートと鋼の複合梁は、以前にキャストされたコンクリートスラブを使用するか、現場でキャストできます。 プレキャストスラブには、固定スタッドを受け入れるスロットまたはポケットが組み込まれています。 スラブが正しく配置されると、これらのポケットはコンクリートで埋められます。 現場でのスラブの製作はもう少し複雑で、コンクリートを注ぐ前にプロファイルされたデッキシートを敷設する必要があります。 このデッキは通常、用途に応じて異なるプロファイルを特徴とする軽量ゲージ鋼板です。

シートを梁の上に置き、「スルーデッキ溶接」プロセスまたはショットファイアリングのいずれかを使用して、せん断コネクタを梁に固定します。 デッキが設置されると、コンクリートが上部に注がれ、鉄筋が追加されます。 デッキは、湿ったコンクリートをシャッターまたは封じ込める役割を果たし、スラブが硬化すると複合材に強度を与えます。

他のいくつかの複合梁タイプは、小規模建築で使用されます。 これらには、多くの木材家庭で床スラブとして使用される軽量コンクリートストリップをサポートする木材ビームが含まれます。 コンクリート充填樹脂複合ボックスは、多くの場合、橋の建設に使用されます。 強度が高く、製造が迅速で、比較的軽量であるため、設置するのに最小限の重機が必要です。 使用される材料は非常に異なりますが、これらの構造要素はすべて、従来の鉄骨およびコンクリート梁と同じ強度を共有する原理を利用しています。