コンクリート梁とは

構造工学では、コンクリート梁は、水平荷重と垂直荷重の両方を支えるために使用できる荷重支持ユニットです。 鉄筋コンクリート梁または鉄筋コンクリートコンクリート（RCC）梁として知られるこれらの梁は、コンクリート内に鉄筋、板、または繊維を入れて作られています。 このような鉄筋の補強により、梁の強度が向上し、梁が引張応力に対処して曲げに耐えることができます。 鉄筋を使用しないと、コンクリートの梁は脆くなり、荷重がかかると破損します。

コンクリートと鋼の熱膨張係数は似ています。 この類似性により、2つの材料間の熱膨張および熱収縮の違いによる内部応力がほとんどまたはまったくないことが保証されます。 そうでなければ、そのような違いがコンクリート梁を弱めた可能性があります。 鋼とコンクリートの間のさらに効率的な応力伝達を可能にするもう1つの要因は、鋼に塗布されたウェットセメントが乾燥すると、その表面が鋼の表面と正確に一致することです。 スチールとコンクリートをよりよく結合させるために、スチールは一般に波形または粗面化されています。

コンクリートの中に鉄を入れることで、鉄を天候から保護し、鉄の腐食を防ぎます。 鉄が錆びると、鉄が膨張して割れ、コンクリートの包みから分離します。 これは、ビーム構造を再び弱めるでしょう。

コンクリート梁は、現代の建物の建設や高速道路の橋の建設に広く使用されています。 橋にはプレストレストコンクリート梁を使用するのが一般的です。 これらのビームは、高強度のスチール製の腱を伸ばし、コンクリートを周囲にキャストし、コンクリートが硬化し始めたら腱を解放することで作られています。 長方形の断面とユニバーサルビームの断面は、鉄骨の建物の建設によく使用されます。 ユニバーサルビームは、Iビーム、ワイドフランジビーム、またはユニバーサルコラムとしても知られています。

ビーム計算機コンピュータープログラムで計算されたさまざまな数学的手法を使用して、内部および外部のコンクリートビーム力とビームのたわみを決定します。 梁の力は、直接剛性法または変位法、モーメント分布法、および柔軟性法によって決定されます。 ビームのたわみは、傾斜たわみ法と仮想作業法によって決定されます。 Euler-Bernoulliビーム方程式は、ビーム構造のビーム解析を実行するために一般的に使用されます。

構造が構造的に健全であるためには、エンジニアがコンクリート梁が安全にどれだけの荷重を運ぶことができるかと、それにかかる力の種類を計算することが重要です。 ビームのたわみも、構造上の安全性の理由から求められます。これは、もろい建築材料とのビームの接触を減らすためです。 ビームのたわみを実行して、建築物の外観をより美しくすることもできます。 たとえば、梁にたるみがないことを確認します。