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設計不足または劣化した梁の耐荷重能力の計算は、修理またはリハビリ作業を行う前の最初のステップです。
耐荷重能力評価プロセスでは、コンクリート部材の既存寸法を測定し、補強面積とコンクリート強度を推定することが含まれます。 さらに、構造要素に作用する荷重を正確に計算する必要があります。
その後、ACI318-19のような適用可能なコードによって提供される強度設計方法と仕様の式を使用してビームの容量を評価し、456です。 最後に、設計者はどの適切な修理方法が選ばれるかに基づいてビームのload-carrying容量の状態を確認できる。
要約すると、梁設計プロセスの逆計算は、鉄筋コンクリート梁の耐荷重能力を計算するための手順を提供する。
修理のために既存の梁の容量を計算するには？
- 梁で支えられているスラブのスパンを測定します。
- ビームのスパンを測定します。
- 建物の機能に基づいてスラブの生きている負荷を推定します。 たとえば、オフィスでは、ASCE規格ASCE/SEI10-7の表4-1に従って、2.4KN/m2 50psfを使用します。
- スラブの自重を計算します。 タイルの負荷や仕上げ作業など、追加の重畳された死んだ負荷に追加します。
- スラブから梁に荷重を移動します。 一方通行の平板のために、平板の総負荷の半分は1つの側面からのビームに行き、他の半分は平板の反対側に行きます。 対面平板のために平板のすべての側面のビームに負荷を移すのに、支流区域が使用することができる。
- 鉄筋コンクリート梁の荷重を計算します。 ビームの死んだ負荷は平板および仕上げの仕事からの自重そして他のどの死んだ負荷とも等しい。 自重は、ビームの体積のRC単位重量（24KN/m3）倍に等しい。
- ACI318-19によって提供される適切な負荷の組み合わせを使用して、ビーム上の最終的な分散負荷を計算します。
- 梁の支持条件に基づいて適切な式を使用して梁の極限モーメントまたは印加モーメントを計算するか、有限要素モデリングを使用します。
- 梁の寸法、幅、深さを測定します。
- 埋め込み棒鋼の数とサイズを決定します。 建物の設計の詳細が利用可能な場合は、バーの数をそこから取得できます。 ただし、設計の詳細が利用できない場合は、非破壊工具を使用して棒の数を決定するか、梁の小さな部分を壊して棒鋼を露出させ、棒の数を数えます。
- その後、補強の面積を計算します。
- 矩形応力ブロック(a)の深さを計算します。 次に、中立軸（ｃ）の高さを示す。
- 最後に、ビームの設計モーメント(Md)を計算します。 それは適用された時(Mu)より大きいべきです;さもなければ、ビームは元通りにされる必要があります。
- リハビリ作業は、計算された設計モーメントと適用されたモーメントに依存して要素を再設計します（余分な補強を追加するか、梁の幅と深さ、またはその両方を増加させます）。
例
図-1に示すビームの容量を計算します。 ビームの次元は250のmmの幅（b）、380のmmの高さ（h）、および350のmmの有効な深さ（d）である。 一方通行の平板の厚さは棒鋼（fy）の100mm.theの降伏強さです280MPaであり、具体的な耐圧強度（fcy’）は17MPaです。
解決策：
1. Rccの平板の負荷
自己重量=具体的な単位重量*コンクリートの容積
= 24 * 0.1= 2.4 Kn/m2
スラブ上のライブ荷重=2.4KN/m2オフィス使用、ASCE規格(ASCE/SEI10-7)の表4-1による。
スラブの仕上げ荷重=0.8KN/m2
スラブの総死んだ荷重=2.4+0.8=3.2KN/m2
2。 ビームの負荷
自己重量=具体的な単位重量*ビーム幅*ビーム高さ
=24 * 0.28*0.25= 1.68 kn/m
スラブからの死荷重=12。8KN/m
スラブからのライブ荷重=9.6KN/m
ビームへの最終的な分散荷重（Wu)= 1.2*(1.68+12.8)+1.4*9.6= 30.816 KN/m
3. 適用モーメントの計算
列の部分固定性を仮定
適用モーメント(Mu)=(Wu*l2)/10 = (30.816*5.52)/10=93.218 KN.m
4. 元のセクションの形状
幅（b）=250mm（ビームを長方形のセクションとみなしてください）
高さ（h）=380mm、有効深さ（d）=350mm
使用されるバー：4いいえ。 16
5. 計算抵抗モーメント
補強面積(As)=((PI/4)*D2)*いいえ。 長方形応力ブロックの深さ（a）=（As*fy）/0.85*fc’*b= (804.24*280)/ 0.85*17*250 = 62.33 中立軸(c)=a/0.85=62.33/0.85=73.33mm
C/dt= 73.33/350= 0.209<0.375, それ故に強さの減少の要因（Phi）は0.9です。 c/dtは、異なる具体的な要素の強度低下係数の正確な値を決定するために使用される値です。
設計モーメント(耐性モーメント)(Md)=Phi*As*fy(d-0.5a)
設計モーメント(耐性モーメント)(Md)=Phi*As*fy(d-0.5a)
設計モーメント(耐性モーメント)(Md)=Phi*As*fy(d-0.5a)= 0.9*804.24*280(350-(0.5*62.33))= 64617804.82 N.m=64.61KN。m
以来、抵抗モーメント=64.61KN。m<印加モーメント=93.218KN.mは、ビーム改善を必要とし、load-carrying容量は高められなければなりません。
よくある質問
1. ビームの負荷を推定します。
2. コンクリート部材の既存の寸法を測定し、その補強面積とコンクリート強度を推定する。
3. ACI318-19のような適当なコードによって提供される強さの設計法そして指定の方程式を使用してビームの容量を評価し、456である。
既存の梁のコンクリート強度の評価には、コアカッター試験、超音波試験、ウィンザープローブ試験など、いくつかの試験方法が利用可能です。
自重は、RC単位重量（24KN/m^3）に梁の体積（梁の断面積×1m）を掛けたものに等しい。 単位長さあたりの重量で表される値。
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