RC梁のモーメント容量を計算する方法

ビーム挙動

モーメント容量の計算について説明する前に, 梁の荷重がゼロから破損の原因となる大きさに増加するときの鉄筋コンクリート単純梁の動作を確認してみましょう. ビームには下向きの荷重がかかります, ビームに正のモーメントが発生します. 鉄筋は梁の下部近くにあります, 緊張する側です. ここでは、ビームの3つの主要な動作モードを選択できます。:

1. 非常に小さな負荷での曲げ挙動

コンクリートにひび割れがなく、鋼が張力に抵抗すると仮定します. また、上部のコンクリートは圧縮に抵抗します. 応力分布は線形になります:

2. 中程度の荷重での曲げ挙動

この場合、コンクリートの引張強度を超えます, コンクリートはテンションゾーンで割れます. コンクリートが亀裂を横切って張力を伝達できないため, 鉄筋は、全体の張力に抵抗します。.

3. 極限荷重での曲げ挙動

ここで圧縮ひずみと応力が増加します, ビームの圧縮側に非線形応力曲線があります. 中立軸上のこの応力曲線は、典型的なコンクリートの応力-ひずみ曲線と基本的に同じ形状になります. 張力鋼応力fsは鋼fyの降伏応力に等しい. 最終的に, ビームの最大容量に達し、ビームは失敗します. 上記は、鉄筋コンクリート梁の破損の実際のメカニズムであり、一般に非常に複雑です. そのため、強度設計アプローチの開発は、以下の基本的な仮定に依存します:

1. コンクリートのひずみは、同じレベルの鉄筋と同じです。, 鋼とコンクリート間の結合が適切である場合;
2. コンクリートのひずみは、中立軸からの距離に線形に比例します
3. 平面断面は曲げ後も平面のままです
4. コンクリートの引張強度は無視されます
5. 破損時には、極度の圧縮繊維での最大ひずみは、設計コード規定による制限と等しいと想定されます (0.003)
6. デザインの強さ, 圧縮コンクリート応力分布の形状が簡略化される場合があります.

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仮定

中立軸上の非線形圧縮応力図の形状のため、モーメント強度の決定は単純ではありません. 簡略化と実用化のため, 架空ではあるが同等の長方形のコンクリート応力分布がホイットニーによって提案され、その後、さまざまな設計コードによって採用されました, ACIのような 318, に 2, なので 3600 その他. 以下に示すように、この等価応力分布に関して, 平均応力強度は、 fc (極限負荷時) そして、幅bと深さaによって定義されるビーム断面の上部領域に作用すると仮定されます。. 異なる設計コードでは、パラメータaは、係数でcを減らすことによって決定されます. コンクリート強度 fc 同様に削減されます. たとえばACIによると 318 コード fc によって削減されます 0.85 との間のβ1係数 0.65 そして 0.85.

中立軸の深さを計算する

鉄筋コンクリート断面のモーメント抵抗容量を計算するには、中立軸の深さcを正しく計算する必要があります. SkyCivは反復プロセスを使用して、以下に基づいて神経軸を計算します:

モーメント容量を計算する

最後に、計算されたコンクリートと鋼の力Fc, Fs, Fcsと断面中立軸からのそれらの位置a_c, a_s, a_cs 次の方程式から設計モーメント抵抗を計算できます:  

M_あなた = F_c ∙ a_c + F_cs ∙ a_cs + F_s ∙ a_s

  この手順はすべてSkyCivで完全に自動化されています 強化設計ソフトウェア, ここで、エンジニアは、作用荷重を伴う鉄筋コンクリート梁を簡単に定義し、断面積を決定できます。. これと他のすべてのデザインチェック計算は、分析後にSkyCivによって生成される詳細なデザインレポートで確認できます。.

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SkyCivは完全な機能を提供します 鉄筋コンクリート設計 コンクリート梁とコンクリート柱の設計を確認できるソフトウェア ACI 318, なので 3600 そして EN2 設計基準. ソフトウェアは使いやすく、完全にクラウドベースです; 開始するためにインストールやダウンロードは必要ありません!

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