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RC小梁の設計で注意したい4つのTIPs

RC小梁はスパンが長くなると配筋を外、中、内端部と分けることが普通です(どうやら、先輩方の図面を見ていると、最近は端部・中央という2種類が多くなっているみたいですが)。


これは各部の応力の違いによりますが、注意しないと過大な設計、逆に過小な設計になるのです。


なぜ外端部に鉄筋が必要なのか?


それは、RCはねじり剛性があるので、外端部でも曲げが発生するから(完全なピンではない)。RC規準を読むと、大梁のねじり剛度を小梁の平均剛度に対するα倍の仮想柱に置き換えて・・・と書いてあります。


もちろん実状は、わざわざそんな計算は行いません。その代り、直感的に設計できるようCMQが比率分割増されるなど、ポイント(TIPs)が色んな本に書いてあります。


今回は、そんなRC小梁の設計で注意したいポイント(TIPs)について紹介します。


1.2スパン連梁の応力は内端1.3C、多スパンは1.2Cとなる。

RC小梁の連続梁は、固定度は大梁のねじり剛性による、と考えられています。例えば、2スパン連梁の真ん中支点の曲げはwl^2/8です。これをCに対する係数として表すなら、1.5Cです。


しかしRC小梁は取り付く大梁にねじり剛性があるため、やや真ん中の曲げが低減され1.3C程度と考えます。スパンが多くなると、1.2Cです。

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2.外端部の配筋は内端部の概ね半分程度

何度も言うように外端部曲げは0にならず、RC規準では0.6C程度。概ね、内端部の半分の配筋と考えてください。


3.中央部の曲げは理論解より、十分に割増しておくこと

また大梁は地震時にせん断力が増加することで、ねじり剛性は低下します。このとき、外端部の吊り上りが減少して、正曲げが増えることが予測されます。


RC規準では、連続梁の中央部正曲げを0.7C程度としています。これは概ね2スパン連梁の理論解と同じ(両端ピンの場合)。つまり、外端部の曲げの吊り上りがあっても、正曲げは両端ピンと同様に見込んでおきなさい、ということです。


また単純梁の場合、もう少し増えてwl^2/10程度(0.8C)に決められています。これは理論解の曲げ(0.5C)より1.7倍程度大きい値です。


4.部分積載荷重の影響を考慮すること

RC規準では、固定荷重より積載荷重が2倍以下なら影響は小さいと書いてあります。しかし、そうでないのなら積載荷重が減った場合の計算も必要になります。


例えば倉庫は積載荷重が大きめに想定しますが、現実、荷重の集中度が変わる可能性もあります。設計で考慮できるのなら、部分積載の影響は考慮すべきでしょう。

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