時々、私は古い建物や構造への追加や変更を課せられます。「構築されたままの」構造を確立する必要があります。その分析から、修正された新しい構造が既存の構造コンポーネントにどのように適合するかを確認します。
課題は、人がしなければならない仮定にあります。年月を重ねるにつれ、物性や標準部材のサイズも変わります。たとえば、私はアンゴラで修復する必要があった爆撃された橋に出くわしました。橋は、アンゴラ戦争の少し前にポルトガル政府によって建てられました。橋は主要な支柱として大きい鋼鉄Iビームから構築されました。Iビームに使用されている鋼の種類、および巻尺でビームを測定して確立した断面特性を確認することはできませんでした。
エンジニアはどのようにして古いまたは歴史的な建造物のメンバーの材料特性を決定しますか？私は、世界中のすべての鉄鋼（または鉄筋）製造業者を、それぞれの製品リストと材料特性とともに経時的に記録したドキュメントやデータベース、または世界のさまざまな地域のさまざまな時期に歴史的に適用された設計基準を知りません。
回答:
歴史的な構造データの世界的なデータベースをまとめたリソースに出会ったことはありません。しかし、個々の国にはいくつかのリソースがあります。
歴史的建造物（イギリス）で行った限られた作業で、次のリソースを使用しました。
過去の鋼構造物のハンドブックは、英国とヨーロッパのための材料およびセクションのプロパティは19世紀半ば以来、鉄、錬鉄と鋼のセクションをキャストが含まれています。また、歴史的な建築基準法への参照や、ロードおよびその他の設計情報も含まれています。
そして
歴史的な鉄筋とコンクリートの混合特性、および歴史的な設計ガイダンスを含むコンクリートの建物と構造の設計へのTR70の歴史的なアプローチ。
ただし、通常は追加の調査が必要です。国立図書館は、建築規制やその他の設計指針の歴史的なコピーをしばしば持っています。英国の構造技術者協会や土木技術者協会のような組織は、しばしば歴史的な建設情報を持っています。
西ヨーロッパと北アメリカ以外では、同様のガイダンスを見つけることは非常に困難または不可能だと思います。
このホワイトペーパーは、歴史的研究の開始に役立つ可能性があります。Chrimes、M。 。
残念ながら、歴史的な仕事についての私の知識は、米国の国境までしか広がっていません。
ただし、米国での作業の場合、American Institute of Steel Construction（AISC）は、過去80年ほどにわたって使用されたさまざまなサイズを示す履歴形状データベースと、鋼部材を製造した一部の製造業者を公開しています。ビームの寸法を測定できる場合は、想定されているサイズをバックフィギュアできる可能性があります。それを考えると、形状がもう作成されていない場合、それが作成されたときの周りを決定し、それを当時の一般的な材料仕様に関連付けることができる場合があります。
結局、橋を構築するために使用された設計図や仕様にアクセスできず、材料タイプを完全に知っている必要がある場合、サンプルを取得してラボでテストする方法はわかりません。 。人間の安全にとって橋と同じくらい重要なものについては、私は個人的には、特に過去10年間に発生した橋の故障のいくつかを考えると、正当なコストだと思います。
コンクリートと鋼に関しては、1920年以前は材料と設計の基準がほとんどなく、1905年以前は基準が見つからなかった可能性があります。少なくともそれは私の経験です。鉄筋コンクリート技術は、1910年以前は大部分が独自仕様でした。そのため、英国で最初の多層式鉄筋コンクリート建物（ウィーバーズウェアハウス1897〜1906）は、ライセンスの下で建設されました。
英国の土木技術者向けハンドブックは、初期の頃（英国と連邦）で起こっていたことがわかりやすく、Institution of Civil Engineersライブラリにはこれより古いコピーがあります。たとえば、水とセメントの比率は、イギリスのハンドブックの1923年版で初めて見られました（エイブラムス比と呼ばれ、今日のw / cm / mの比率ではなく、セメントの体積と水の体積として表されました） ）。
ウィーバーズウェアハウスの設計では、当時の補強の使用により、現在の「延性」設計アプローチではなく「アーチング」効果によって荷重がサポートされるようになったことが示されています。これは、古い構造物が脆性破壊モードのリスクが高くなる可能性があることを意味します。これは、1930年代以前は埋め込み長さなどの知識がほとんどなく、両端が鋼で固定されていることが多かったためだと思います。そのプロジェクトの独自の建設プロセスでは、構造が構築されたときにスラブ/梁の荷重試験が必要でした。
記憶から、イギリスでの鋼鉄とセメント（例えばBS 12）の最初のコードは、1900年代初頭にリリースされました、およそ1906年頃、正確な日付はわかりません。当時のセメントははるかに粗く粉砕されており、化学的には非常に異なっていました。C3Aと石膏は、たとえば1920年頃まではほとんど追加されていませんでした。製造業者が生産のエネルギーとコストを削減できると後日発表されたためです。さらに、補強鋼の結合と埋め込み長さについてはほとんど知られていないため、1920年以前は変形がなく滑らかであることが多かった。
大西洋の反対側にあるアメリカンコンクリートインスティテュートは1904年頃に設立され、最初の建築規制が1910年頃に採択され、1912年頃にいくつかの基準が制定されました。ポートランドセメント協会、後にダフエイブラムスが最初のチーフエンジニアになりました。 、1917年頃に設立されました。エイブラムズは、ACIコンクリートミックスの設計方法、水に対するセメントの比率の概念、および米国での鋼の結合能力の強化を考案することでした。
私が米国とヨーロッパで1910年頃（ただし1920年頃）まで遡る建造物で見つけたのは、ほとんど何でも見つけることができるということです。テストを強くお勧めします。ルーズボリュームベースで設計および製造されたコンクリートを見つけることは珍しくありません（つまり、スクープまたはシャベル1：2：4で、水とセメントの比率はありません）。私たちが見た1つのプロジェクト、古い橋の基礎とデッキは、橋の一端から他端まで変化するコンクリート混合物の構成でした。骨材は、一端が丸みを帯びた川の砂利で、他端は砕いた花崗岩でした。彼らは中心に達したときに一緒にブレンド。
もう1つの重要な問題は、基礎の設計と建設です。あなたは何でも見つけることができます。私は50年以上にわたって荷重を正常に運ぶ構造を見ましたが、木材の杭がキャップの下半分だけに配置されていました（つまり、端を超えて伸びていました）。そのため、調査やテストに代わるものはありません。
具体的には、構造の履歴が不明な構造の統計強度評価を含む国際規格BS EN 13791があります。これは、具体的なコードと最新の構造コードを比較するのに役立ちます。ただし、荷重条件を変更する必要がある場合は、非破壊テストを使用してカバーの深さと鋼鉄/セクションのジオメトリを特定する方法に代わるものはありません。そしてもちろん、鋼の腐食を補強することも重要な要素となります。
構造用鋼の場合、重要な問題は、多くの場合、断面と同様にボルト/溶接です。ここでの評価は非常に重要な技術であり、状況によっては、X線検査、超音波検査、トルク検査が必要な場合があります。非常に古い鋼構造物はリベットで留められることが多く、さらに複雑になります。私の知る限り、ボルトやリベットに関する歴史的なガイドはありません。以前の投稿では、セクションに役立つ可能性のある参照がいくつか提供されています。鋼構造に疑問がある場合は、セクションからクーポンを取得して、引張能力と延性をテストすることができます。