あなたの映画力を試せる!POPLETA映画検定(無料) >>

添付の画像のように、チャンネル(C100x50x5)及びアングル(L50x50x6)を隅肉3mmで全周溶接し、溶接部から100mmのところに荷重P=100Nが掛かるとき、この溶接で耐えれるかどうかというのは、どう計算すればいいのでしょうか?
単純な厚板や丸鋼の計算方法は、参考書等を見れば計算出来るのですが、形鋼の時の計算方法がわかりません。
今回は溶接が持つかどうかの計算方法が知りたいので、形鋼自体の強度は無視してください。
どなたか宜しくお願いします。

「形鋼の溶接強度の計算方法」の質問画像

質問者からの補足コメント

  • 皆様回答有難うございます。
    添付の画像のハッチング箇所(6x44の薄板と仮定)の溶接のみで計算してみると、
    P=荷重(100N)、l=溶接長さ(44mm)、L=荷重までの距離(100mm)、h=溶接寸法(脚長=3mm)、b=板厚(6mm)とし、
    せん断応力
    τ = 0.707P / hl = (0.707 x 100) / (3 x 44) = 0.536[N/mm2]
    曲げ応力
    σ = 4.24PL / h(l^2 + 3b(l + h)) = (4.24 x 100 x 100) / 3(44^2 + 3 x 6 x(44 + 3)) = 5.080[N/mm2]
    最大応力
    τmax = σ / 2 + √((σ^2 / 4) + τ^2) = 5.080 / 2 + √((5.080^2 / 4) + 0.536^2) = 5.136[N/mm2]

    「形鋼の溶接強度の計算方法」の補足画像1
      補足日時:2015/06/26 04:29
  • 先ほどの続きです。

    溶接継手の許容応力を25[N/mm2]とすると、求めた応力はこれより小さいので、OKとなります。

    No.3で、形鋼を厚板の組み合わせと考えればいい、という回答を頂きましたが、これがよく分かりません・・・。
    例えば、L50x50x6の場合、溶接箇所の長さを縦と横50mm(全周200mm)とし、50x50の厚板の時と同じ計算をすればいいのですかね?
    分かりにくい説明で申し訳ないですが、教えて頂ければ幸いです。

    道路橋示方書というのは初めて知りました。
    勉強してみようと思います。

      補足日時:2015/06/26 04:30
  • 皆様回答有難うございます。
    返事が遅くなり、申し訳ございません。
    皆様から頂いた回答も考慮に、再考したのですが、

    有効のど厚 a1 = a x 0.7 = 3 x 0.7 = 2.1[mm]

    B1 = 52.1 - 2 x 2.1 = 47.9[mm]

    断面係数 Z = (B^4 - B1^4) / (6 x B) = (52.1^4 - 47.9^4) / (6 x 52.1) = 6730[mm3]

    応力 σ = PL / Z = (100 x 100) / 6730 = 1.486[N/mm2]

    という感じなのかなと思います。

    「形鋼の溶接強度の計算方法」の補足画像3
      補足日時:2015/07/04 15:50

このQ&Aに関連する最新のQ&A

A 回答 (5件)

普通は、のど厚を使って計算します。


簡単に言えば、のど厚がチャンネルの板厚以上にすればよし。

繰り返し荷重など応力集中が心配なら完全溶け込みで、ビード接触角も考慮する。

のど厚と溶け込み深さを考慮するなら開先入れた方が良い。
板厚3mm以上は開先対象になって来ます。
    • good
    • 1
この回答へのお礼

回答ありがとうございます。
取引先の溶接基準は開先は板厚9mmからとなっています。
強度的には開先溶接のほうが、のど厚を考えると、強度上では有利ですよね。

お礼日時:2015/07/04 15:54

再度です.


たぶん,すみ肉溶接の「のど厚展開」の部分が不明なのかなと思いますので
下記の資料の図 12.6 を参考にアングルの場合の断面2次モーメントを算定してみてください.

http://www.st.nagasaki-u.ac.jp/ken/matsuda/lectu …

荷重が小さいので今回は気にしませんが,曲げを受ける部材ではアングルよりも溝形鋼の方が
安心です.理由は,アングルのように軸が回転しやすい形状ですと横倒れ座屈しやすいためです.
    • good
    • 1
この回答へのお礼

回答ありがとうございます。

お礼日時:2015/07/04 15:52

隅肉溶接の解析方法を承知しているなら、


形鋼を厚板の組み合わせて考えればよい。
    • good
    • 0
この回答へのお礼

回答ありがとうございます。

お礼日時:2015/07/04 15:52

溶接部のど厚を展開した断面形状の断面2次モーメントを用いて応力度照査を行ってください.応力度照査は質問者がおっしゃる厚板の場合や丸鋼の場合と同じです.ただし,許容曲げ応力度はすみ肉溶接の場合許容せん断応力度(τa)を用いる決まりになっています.道路橋示方書ではP223,P224に記載があります.


図を見た限りでは,十分耐力がありますので,計算をつける必要もなさそうですが...
    • good
    • 0
この回答へのお礼

回答ありがとうございます。

お礼日時:2015/07/04 15:52

道路橋示方書では、曲げモーメントによる応力σとせんだん力τが同時に作用している場合は、√(σ^2+3τ^2)≦σa(垂直許容引張応力)が安全性の判断基準のようです。

(経済性から、垂直許容引張応力×1.1としても良いとされていますが、安全をみるならば、1.0とした方が良いでしょう)
τa=σa/√3として、上式を変形すると、(σ/σa)+(τ/τa)≦1.0(垂直許容引張応力×1.1の場合は1.2)となります。
隅肉溶接の許容引張応力は算定できますよね?(鋼材で自動的に決まります)
    • good
    • 0
この回答へのお礼

回答ありがとうございます。

お礼日時:2015/07/04 15:51

このQ&Aに関連する人気のQ&A

お探しのQ&Aが見つからない時は、教えて!gooで質問しましょう!

このQ&Aを見た人はこんなQ&Aも見ています

このQ&Aを見た人が検索しているワード

このQ&Aと関連する良く見られている質問

Qチャンネル 強度計算

今回、チャンネルで物を吊るすのに耐えれるかどうか心配で
計算をしたくて困っています。

使用する材料は、チャンネル寸法(75x40x6x1500)の先端から50mm手前に
穴をあけ、ボルトを出し、既存のチャンネル(125x65)と組み合わせ、300kのもの
をぶら下げたいのですが、大丈夫なのか心配です。

吊り下げた部分が曲がってこないかなどの心配があり、
計算してみたくてもわかりません。

いつもはアンカー工事などをやるのですが、今回できないという事も
あり心配です。

絵を書いた画像をつけてますので、アドバイスよろしくお願いします。

Aベストアンサー

No1です
剛構造設計基準を元にした剛構造設計便覧です
http://www.jfe-steel.co.jp/products/building/binran/binran.pdf
許容応力度も含め出ていますが、以下でもここに調べられます。
梁の計算式はこちら
http://www.takitard.com/beam/beam.pdf
http://www.geocities.jp/iamvocu/Technology/kousiki/kousiki-kouzouhari/kousikikouzouhari.html
断面係数はこちら
http://www.mrfj.co.jp/product/kuzi/ymgt/
許容応力度はこちら
http://news-sv.aij.or.jp/eg1/004/PDF/02_1-4syo.pdf

計算書の提出が必要でしたら、上記に則って計算してください。
ご自分で安心できれば良いのであればNo.1で書いたとおりです。
ちょっといい加減ぽかったので、ちゃんと書くと。。。
但し頭の中が古いのでkg表示です。(今はN=ニュートンですよね)

普通に考えて、あの形状ですとせん断と曲げですよね。
梁の形状として、片持ち梁は無理があるかもですが、既存のチャンネル(125x65)との
接合部を「剛=リジッド」で見て、突き出し1Mで見ると
ρs=300kg/8.818(断面積)=34kg
M=300x100(荷重x長さ)=30000kg-cm
ρm=(M/Z)30000/20.2=1486kg/cm2

許容応力度ですがモーメントの結果は引っ張りと比較
せん断は引っ張りの1/√3 
SS400の場合引っ張り1.6トン/cm2 せん断920kg/cm2

1486/1600 + 34/920 + ・・・<1
それぞれの比較の合計が1以下になるようにします。

No1です
剛構造設計基準を元にした剛構造設計便覧です
http://www.jfe-steel.co.jp/products/building/binran/binran.pdf
許容応力度も含め出ていますが、以下でもここに調べられます。
梁の計算式はこちら
http://www.takitard.com/beam/beam.pdf
http://www.geocities.jp/iamvocu/Technology/kousiki/kousiki-kouzouhari/kousikikouzouhari.html
断面係数はこちら
http://www.mrfj.co.jp/product/kuzi/ymgt/
許容応力度はこちら
http://news-sv.aij.or.jp/eg1/004/PDF/02_1-4syo.pdf

計算書の提出が必要でした...続きを読む

Qボルトの許容せん断応力について

ボルトの許容せん断応力の求めかたを教えてください。
材料はSS400
ボルトはM20 
です。
計算式だけでもかまいませんのでよろしくおねがいします。

Aベストアンサー

許容応力は「建築基準法」、「鋼構造設計規準(以下、S規)」など各種法令基準で決められていて、それぞれ数値が異なりますし、ボルトの場合、一面せん断か二面せん断か、せん断力と同時に引張力も受けるのか、などでも違ってくるんですが、

ボルトの許容せん断力を求める一番簡単な方法は、S規に基づく次の計算方法だと思います。

SS400の許容せん断応力度f=0.7 ton/cm^2・・・S規で決まってます。

このfの値にボルトの軸の断面積(M20であればA=3.14cm^2)を掛ければ、許容せん断力(A×f=2.198ton)が求まります。

なお、この値は長期荷重に対する許容値で、風荷重等の短期荷重に対しては1.5倍
することができます。

こんなんでどうでしょうか?

ちなみに、

http://www.kawasaki-steel.co.jp/binran/index.html

にその他いろいろデータが載ってます。

参考URL:http://www.kawasaki-steel.co.jp/binran/index.html

許容応力は「建築基準法」、「鋼構造設計規準(以下、S規)」など各種法令基準で決められていて、それぞれ数値が異なりますし、ボルトの場合、一面せん断か二面せん断か、せん断力と同時に引張力も受けるのか、などでも違ってくるんですが、

ボルトの許容せん断力を求める一番簡単な方法は、S規に基づく次の計算方法だと思います。

SS400の許容せん断応力度f=0.7 ton/cm^2・・・S規で決まってます。

このfの値にボルトの軸の断面積(M20であればA=3.14cm^2)を掛け...続きを読む

QNをkgに換算するには?

ある試験片に40kgの重りをつけた時の荷重は何Nをかけてあげると、重り40kgをつけたときの荷重と同等になるのでしょうか?一応断面積は40mm^2です。
1N=9.8kgfなので、「40kg=N×0.98」でいいのでしょうか?
ただ、式の意味がイマイチ理解できないので解説付きでご回答頂けると幸いです。
どなたか、わかる方よろしくお願いします。

Aベストアンサー

こんにちは。

kgfはSI単位ではないですが、質量の数値をそのまま重さとして考えることができるのがメリットですね。


>>>
ある試験片に40kgの重りをつけた時の荷重は何Nをかけてあげると、重り40kgをつけたときの荷重と同等になるのでしょうか?

なんか、日本語が変ですね。
「ある試験片に40kgの重りをつけた時の引っ張りの力は何Nの力で引っ張るのと同じですか?」
ということですか?

・・・であるとして、回答します。

40kgのおもりなので、「おもりにかかる重力」は40kgfです。

重力は万有引力の一種ですから、おもりにも試験片にも、地球からの重力はかかります。
しかし、試験片の片方が固定されているため、見かけ、無重力で、試験片だけに40kgfの力だけがかかっているのと同じ状況になります。

試験片にかかる引っ張り力は、

40kgf = 40kg×重力加速度
 = 40kg×9.8m/s^2
 = だいたい400N

あるいは、
102グラム(0.102kg)の物体にかかる重力が1Nなので、
40kg ÷ 0.102kg/N = だいたい400N


>>>1N=9.8kgfなので、「40kg=N×0.98」でいいのでしょうか?

いえ。
1kgf = 9.8N
ですね。


>>>一応断面積は40mm^2です。

力だけでなく、引っ張り応力を求めたいのでしょうか。
そうであれば、400Nを断面積で割るだけです。
400N/40mm^2 = 10N/mm^2 = 10^7 N/m^2
1N/m^2 の応力、圧力を1Pa(パスカル)と言いますから、
10^7 Pa (1千万パスカル) ですね。

こんにちは。

kgfはSI単位ではないですが、質量の数値をそのまま重さとして考えることができるのがメリットですね。


>>>
ある試験片に40kgの重りをつけた時の荷重は何Nをかけてあげると、重り40kgをつけたときの荷重と同等になるのでしょうか?

なんか、日本語が変ですね。
「ある試験片に40kgの重りをつけた時の引っ張りの力は何Nの力で引っ張るのと同じですか?」
ということですか?

・・・であるとして、回答します。

40kgのおもりなので、「おもりにかかる重力」は40kg...続きを読む

Q溶接サイズはどこまでの長さを指す?

建築士独学中です。

隅肉溶接の断面における溶接長さの定義を教えてください。

似たような言葉で「脚長」に関しては、溶接断面で母材を付き合わせた境界線から、溶接の端(止端)までの距離と理解できましたが、サイズに関しては、解説図を見る限りでは溶接断面に納まる境界線を頂点とする直角二等辺三角形が描かれているだけで辺の長さの根拠が分かりませんでした。
ひょっとして、強度計算から導かれる脚長の最低目標値ということなのでしょうか?

Aベストアンサー

隅肉溶接の脚長は各々の箇所で計測します。
計測した脚長のうち最小の脚長が、隅肉溶接のサイズ(S)となります。
サイズを越える部分は補強盛とか余盛などといいます。

2辺のサイズによって構成される三角形の、サイズ以外の辺を底辺とした場合の三角形の高さを「有効のど厚(a)」といいます。

板が直角で構成されていれば上記の三角形は直角二等辺三角形になります。
そのとき有効のど厚は以下の式で求めることができます。
 a=(1/√2)S≒0.7S

隅肉溶接の有効長さは溶接全長からサイズ(S)の2倍を引きます。
 l=L-2S
始端と終端を無効と考えるわけですね。

なので、隅肉溶接の許容耐力(R)は、fsを許容せん断応力度とすれば、
 R=Σal・fs
で求められます。

Q片持ち梁の固定端の溶接強度の計算方法

添付の図(斜線部は溶接箇所で、溶接脚長(7.5mm)ではなく、のど厚(5mm)で展開)の様な断面の片持ち梁の固定端の溶接強度の計算方法です。

1. 固定端は両側すみ肉溶接とし、すみ肉溶接の脚長を7.5[mm](のど厚 = 7.5 / √2 = 5.3[mm]→5[mm])とします。
2. 固定端から自由端までの距離は200[mm]で、自由端には上から500[kgf]の荷重が掛かる。
3. 溶接の許容応力を25[N/mm2]とする。

この条件で計算すると、最初に溶接の展開断面から断面係数を求めないといけないので、

Z1 = bh^2 / 6 = (255 x 157^2) / 6 = 1047583[mm3]
Z2 = bh^2 / 6 = (12 x 140^2) / 6 = 39200[mm3]
Z3 = bh^2 / 6 = (18 x 135^2) / 6 = 54675[mm3]
Z4 = bh^2 / 6 = (175 x 135^2) / 6 = 531563[mm3]

Z = Z1 - 2 x Z2 - 2 x Z3 - Z4 = 1047583 - 2 x 39200 - 2 x 54675 - 531563 = 328270[mm3]

断面係数は328270[mm3]となり、応力はモーメントを断面係数で割れば算出できるので、

σ = M / Z = (500 x 200) / 328270 = 0.3046[kgf/mm2] = 2.99[N/mm2] < 25[N/mm2]

となり、この溶接で荷重に耐えられるという計算なのですが、この計算方法で合っているのでしょうか?

添付の図(斜線部は溶接箇所で、溶接脚長(7.5mm)ではなく、のど厚(5mm)で展開)の様な断面の片持ち梁の固定端の溶接強度の計算方法です。

1. 固定端は両側すみ肉溶接とし、すみ肉溶接の脚長を7.5[mm](のど厚 = 7.5 / √2 = 5.3[mm]→5[mm])とします。
2. 固定端から自由端までの距離は200[mm]で、自由端には上から500[kgf]の荷重が掛かる。
3. 溶接の許容応力を25[N/mm2]とする。

この条件で計算すると、最初に溶接の展開断面から断面係数を求めないといけないので、

Z1 = bh^2 / 6 = (255 x 157^2) / 6 = ...続きを読む

Aベストアンサー

>T型というのは、添付の図のような断面の場合、横方向の中点で分割して、分割したT型の断面係数を求め、分割したT型2本で荷重を支えると仮定して、応力を求めるということですか?

それでもよいですし、2枚あるリブを1枚として、その部分の溶接量を倍にして計算すればよいと思います。

QT継手隅肉溶接の応力計算

軸力、せん断力、曲げを、T継手隅肉溶接部を有するビルドH鋼で受ける場合、当該隅肉部の応力の計算方法はあるのでしょうか?あるいは断面係数としての考え方でもよいのですが…
よろしくお願いします。

Aベストアンサー

>曲げを生じさせるのは結局のところせん断力で・・・
そうではなくて、問題となっているのは、曲げによって発生する溶接面の上側と下側のわずかな変形の違いで、それを求めていくと、最後はせん断力に行き着く。という話です。

>微視的に見れば、これらは縦せん断応力と横せん断応力で釣り合っているという感じですかね?
常に縦せん断応力は横せん断応力に等しくなります。

>とある基準書を見ていると
どの基準書ですか?
正しいような、今回の場合は適用できないような・・・よくわからないのですが。

>ここで力はやはりせん断力なのですが、例えば片持ち梁の作用荷重に相当・・・
あ、そんな面倒なことを考える必要はありません。
梁のウェブのせん断応力度は、絶対に梁の鋼材の許容せん断応力度を超えることはないので(超えたら、溶接以前に梁が壊れてしまう)、
私の説明を使う場合は、溶接の長さあたりの強度は 
 鋼材の許容せん断応力度×ウェブの厚さ 
以上あればよいことになります。鋼材と同等の強度の溶接であれば、隅肉溶接の左右のど厚の合計がウェブ厚さ以上であればよいことになります。

お礼に書かれている式で検討する場合も、
>τ=Q・F/(I・Σa)
>F:せん断力
F=鋼材の許容せん断応力度×ウェブの断面積
で計算すればよいですが・・・なんだか、大半の係数が消えてしまうような気がする・・・

>曲げを生じさせるのは結局のところせん断力で・・・
そうではなくて、問題となっているのは、曲げによって発生する溶接面の上側と下側のわずかな変形の違いで、それを求めていくと、最後はせん断力に行き着く。という話です。

>微視的に見れば、これらは縦せん断応力と横せん断応力で釣り合っているという感じですかね?
常に縦せん断応力は横せん断応力に等しくなります。

>とある基準書を見ていると
どの基準書ですか?
正しいような、今回の場合は適用できないような・・・よくわからないのですが。

>...続きを読む

Q鉄鋼、金属溶接部の許容応力値について

鉄鋼、金属溶接部の引張、圧縮、せん断の許容応力値を調べているのですが、どうやっても調べられません。材料そのものの許容値ではなく溶接後の話です。

溶接形状や材質によって値が変わるのでそれらの一覧表のようなものがほしいです。
最悪は自分で表を作ろうと思ってます。

詳しい方いましたら教えてください。

Aベストアンサー

> 鉄鋼、金属溶接部の引張、圧縮、せん断の許容応力値を調べているのですが、

「 溶接継手の強度を決めるもの 」
http://www7.mapse.eng.osaka-u.ac.jp/member/Toyoda/news/news10.pdf

「 すみ肉溶接の強度計算について 」
http://mori.nc-net.or.jp/fQA.php?qid=10995

技術の森 「 溶接 強度 」
http://mori.nc-net.or.jp/fSearchTop.php?kwd=%97n%90%DA+%8B%AD%93x&cid=117&page=1

一度上↑のようなところから、調べてみてください。
溶接部にどのように力が加わるのかが理解できれば、そう大きな間違いはしなくてすむと思います。

Q山形鋼の強度

SS400の山形鋼(L=100×100×10)の真ん中に重りをのせる場合、何kgまで耐えられるか教えてください。耐えられるというのは破断もしくはひずみが起こる場合のどちらでも構いません。
できれば計算方法を示していただけると助かります。

Aベストアンサー

スパンL=1500の中央に集中荷重Pを受ける単純ばりにおいて、はり部材L100×100×10が、SS400の許容曲げ応力度fb=156N/mm2となる集中荷重Pの値を計算するので参考にして下さい。ただし、はり部材の自重は無視します。

曲げ応力度σ=M/Zの式に、σ=156N/mm2、最大曲げモーメントM=PL/4=P×1500/4=375P[N・mm]、断面係数Z=24 400[mm^3を]代入して、
156=375P/24 400
∴P=10150 N

10150N(ニュートン)をkgに換算するには、9.8で割って、1035kgと計算されます。
山形鋼の自重による応力度を無視しているので、集中荷重P=1000kgまでOKではないかと考えられます。

【補足】
ちなみに、自重による曲げ応力度を計算すると、
自重(等分布荷重)ω=14.9kg/m=14.9×9.8/1000=0.146N/mm
M=ωL^2/8=0.146×1500^2/8=41063N・mm
σ=M/Z=41063/24400=1.7N/mm2

集中P=1000kg=9800Nが作用したときの曲げ応力度
M=PL/4=9800×1500/4=3675000
σ=M/Z=3675000/24400=150.6N/mm2

合計σ=1.7+150.6=152.3≦許容曲げ応力度fb=156N/mm2

山型鋼の断面性能については、JFEスチールの製品情報を参照しました。
http://www.jfe-bs.co.jp/product/keiko/k002ab.pdf

また、鋼材SS400の許容応力度については、「計算の基本から学ぶ 建築構造力学」(著者:上田耕作、オーム社)の107ページ許容応力度表から引用しました。

スパンL=1500の中央に集中荷重Pを受ける単純ばりにおいて、はり部材L100×100×10が、SS400の許容曲げ応力度fb=156N/mm2となる集中荷重Pの値を計算するので参考にして下さい。ただし、はり部材の自重は無視します。

曲げ応力度σ=M/Zの式に、σ=156N/mm2、最大曲げモーメントM=PL/4=P×1500/4=375P[N・mm]、断面係数Z=24 400[mm^3を]代入して、
156=375P/24 400
∴P=10150 N

10150N(ニュートン)をkgに換算...続きを読む

Q鋼板の曲げ応力について

初心者です

壁に厚さ32mm 幅150mm 長さ515 の鋼板があります
壁に片方を付け、反対側に10knの力をかけるとゆう作業なのですが、
10knでもつのか、またどの位の力までもつのか知りたいのですが算定のしかたが分かりません

宜しくお願いします

Aベストアンサー

図のような荷重状態を想定しました。
また、鋼材の材質が指定されてないので、一般的なSS400(一般構造用鋼材)を想定します。
SS400の許容曲げ応力度fb=156N/mm2、また、許容せん断力fs=90.4N/mm2とします。
なお、計算はNとmmで進めます。
(1)曲げに対する検討
最大曲げモーメントM=PL=10,000×515=5,150,000N・mm
断面係数Z=bh2/6=150×32×32/6=25,600mm3
曲げ応力度σb=M/Z=5,150,000/25,600=201N/mm2>fb=156N/mm2
∴許容曲げ応力度を超えているので安全とはいえません。(もたないです)
では、何kNまでならOKかと逆算すると,
P×515/25,600=156
P=7,754N
∴7.7kNまでなら計算上はOKとなります。
このとき,せん断に対しては,
せん断応力度τ=P/A=7,700/150×32=1.6N/mm2≦fs=90.4N/mm2
∴せん断に対しても安全といえます。
(注)SS400の材料自体の計算例を示しましたが、これ以上に壁に対する固定方法のチェックもお忘れなく。

参考文献:計算の基本から学ぶ 建築構造力学 上田耕作 オーム社

図のような荷重状態を想定しました。
また、鋼材の材質が指定されてないので、一般的なSS400(一般構造用鋼材)を想定します。
SS400の許容曲げ応力度fb=156N/mm2、また、許容せん断力fs=90.4N/mm2とします。
なお、計算はNとmmで進めます。
(1)曲げに対する検討
最大曲げモーメントM=PL=10,000×515=5,150,000N・mm
断面係数Z=bh2/6=150×32×32/6=25,600mm3
曲げ応力度σb=M/Z=5,150,000/25,60...続きを読む

Q強度計算について

1枚板の両端を支えたときの耐荷重が100kgだとします。
この1枚板の幅を半分にしたとき、耐荷重は増すと思うのですが、簡単に算出できるものですか?

簡単にできるとき→算出方法を教えていただけますか。結果だけでも構いません(4倍になる、など)。

簡単にはできないとき→参考URLなどを教えていただければ幸いです。

Aベストアンサー

幅というのは、板を支えている支点の間の距離ということですね?
これを半分にすると耐荷重は倍になります。例えば、真ん中に100kgの錘を置くような場合の話ですが。
ただ、多くの場合、耐荷重よりたわみの方が先に不都合になるんです。棚の板に重いものを置くでしょう?すると、壊れないけれども、下にたわんで棚として役に立たなくなりますね。長さが半分になると、たわみは1/8になります。

こういうのは、簡単に計算できます。一般に「梁の公式」と呼ばれるものがあるのです。
この↓サイトには、いろんな梁の公式が集められています。
http://www.ads3d.com/i/tb/tb.htm
上で、私の書いたゴタクはこれ↓によります。(以下、ここの公式で説明します)
http://www.ads3d.com/i/tb/t001.htm
この↓サイトでは、計算してくれます。
http://www.ogawasekkei.co.jp/dougu/tanhari.html

ただ、読み方にすこしコツがいります。Mとあるのは、モーメントのことです。多分何がモーメントなのがご存じないでしょうが、何でも構いません。とにかく、梁の公式で求めたモーメントが小さいほど、材料にかかる負担が小さくなります。
100kgの荷重をかけた場合、Mcを見てもらうと、長さが半分ですと働くモーメントが半分になりますから、耐荷重が倍、つまり200kgまでいけるということになります(cの添え字は、中心の点cに荷重をかけたとき、を意味します)。

δとしてあるのがたわみです。δc長さlの3乗に比例しているでしょう?だから、長さが半分になるとたわみは1/8なのです。

Rというのは、せん断力といわれるものですが、まぁ、ふつうはモーメントで先に壊れるから、あまり考えなくていいでしょう。
この力は板の長さに関係ありません。もちろん、きちんと設計するときはせん断力も検討します。

ここまでは、ご質問の答です。
でも、ここまで計算できたら、実際どれくらいの荷重までもつのか計算したくなりますよね・・・・・・

モーメントを断面係数で割ると曲げ応力度が求まります。
断面係数とは、梁(今の場合は棚の板)の断面の形に関係する係数で、こういうふうに↓公式に当てはめて計算できます。
http://www.fujimfg.co.jp/benri/kansei-m01.htm
曲げ応力度が何なのかはどうでもいいです。とにかく、材料にかかる負担の大きさです。この曲げ応力度を、材料の許容曲げ応力度と比べます。
許容曲げ応力度とは、「ここまでは負担をかけていいよ」という技術基準のことです。この数字もどこにでも転がっています。
例えば木材の場合↓
http://www.joto.com/fj/forum/0601/database01.html
長期の許容曲げ応力度と比べてください。計算して出した曲げ応力度が、材料の許容曲げ応力度より小さければOKです。

たわみは、材料のヤング率(E)と断面二次モーメント(I)が必要なのですが、
ヤング率→http://www.wood.co.jp/exmk/index8.html
断面二次モーメント→http://www.fujimfg.co.jp/benri/kansei-m01.htm(前掲)
というふうに、これもどこにでも転がっています。

さ、これであなたも構造屋さん( ̄ー ̄)vニヤリッ

幅というのは、板を支えている支点の間の距離ということですね?
これを半分にすると耐荷重は倍になります。例えば、真ん中に100kgの錘を置くような場合の話ですが。
ただ、多くの場合、耐荷重よりたわみの方が先に不都合になるんです。棚の板に重いものを置くでしょう?すると、壊れないけれども、下にたわんで棚として役に立たなくなりますね。長さが半分になると、たわみは1/8になります。

こういうのは、簡単に計算できます。一般に「梁の公式」と呼ばれるものがあるのです。
この↓サイトには、いろんな梁の...続きを読む


このQ&Aを見た人がよく見るQ&A

人気Q&Aランキング