ビーム偏向とは

多くの建物は、鉄骨構造のフレームワークを使用して、建物の重量、家具、およびそこで働くまたは訪れるすべての人々を支えています。 鉄筋と呼ばれる内部鉄骨構造のコンクリートである鉄筋コンクリートなど、他の材料を使用して建物を支えることができます。 建築家は、建物の重量、人、車両、および風や雪の影響から生じるさまざまな応力の計算を使用して、ビーム構造を設計します。 応力はビームのたわみを引き起こします。これは、建物の荷重、人の動き、または天候の変化による構造部材の曲げまたはねじれです。

構造梁は、さまざまな種類の応力にさらされる可能性があります。 張力は梁を引き離す力であり、鋼はこれに耐えることができますが、コンクリートには耐えられません。 鉄筋は鉄筋コンクリート構造内に配置され、張力に抵抗します。

圧縮は、梁の両端から中央に向かって押す力です。 垂直の壁または梁は、その上の建物の重量による圧縮応力を受けています。 コンクリートは圧縮力に耐えるのに非常に優れており、スチールは曲がる可能性があるため、やや少なくなります。 これが、構造用鋼が、Iビームと呼ばれる大文字の「I」のような形で製造される理由です。 これらは、ねじれや曲がりを防ぐために、メインビームに対して90度配置された2枚のスチールプレートで設計されており、メインビームの全長にわたって延びています。

ビームのたわみの量は、ビームのサイズ、使用される材料、およびその上に置かれたオブジェクトの重量と位置に依存します。 鉄骨梁構造の上に注がれたコンクリートの床は、床の重量が分散されるか、梁の表面全体に均等に分散されるため、たわみがほとんどない場合があります。 垂直壁梁は、壁のたわみを防ぐために、鉄とコンクリートの床の荷重と呼ばれる重量を支えるように設計する必要があります。

梁が建物に支持または取り付けられている場所から最も離れた地点に大きな重りを配置すると、梁はさらにたわむ可能性があります。 このタイプの荷重は、ビームのたわみの計算に非常に重要であり、最大たわみ点より下に追加のビームまたは支持壁が必要になる場合があります。 一方の端でのみサポートされているビームも、ビームのたわみについて慎重に分析されます。

一方の端でサポートされる構造はすべてカンチレバーと呼ばれ、バルコニー、歩道、張り出し屋根の設計によく使用されます。 カンチレバーは、物体や人からの最大予想荷重と寛大な安全係数をサポートするように慎重に設計する必要があります。 片持ち梁部分の下の床または支柱に伸びるケーブルを追加して追加の荷重を支えることができますが、張り出し設計の美観または視覚的魅力に影響を与える可能性があります。

別の設計上の懸念事項は振動です。これは、ビームのたわみの一種です。 地震、風、および人や車両の動きにより、構造用鋼またはコンクリートが振動する可能性があります。 振動とは、前後にビームが繰り返し移動することです。 少量でも許容される場合がありますが、大きな振動は壁や家具に損傷を与えたり、建物を破壊することさえあります。 これは、梁がサポートされる場所によって異なる場合があり、鉄骨またはコンクリート構造の設計に含める必要があります。