H形鋼で吊り天秤製作

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質問者：tmpri
質問日時：2016/03/05 13:42
回答数：1件

H形鋼125×125×6.5/9×3000mm　１本で吊り天秤を製作します。Ｉ型に使用して、天秤の中央から750mmずつ(点間1500mm)のところで天秤を吊り、3000mmの両端に荷を下げます。このとき荷は何tonまで吊れるでしょうか。計算式も教えて頂けるとありがたいです。
宜しくお願いします。

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「率安全」に関するQ&A：ネジの安全率について教えて下さい

回答 (1件)

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No.1ベストアンサー

回答者： fnfnnis3
回答日時：2016/03/05 15:38

Mx=P x a (a=75 )

H-125X125X6.5X9 Zy＝46.9 cm³　（Zx＝134 cm³）断面積　30cm²

75P ÷　46.9 < 1.4ton
75P < 65.66
P < 0.87 ton
曲げモーメントに対しては　P < 0.87 ton ですが、
せん断も同時に受けますから
P/30 < 0.9
p< 27 ton　である必要があります。
P/0.87 + P/27 が、1以下になるようにします。
P < 0.84 ton
Pは840kgとなります。(これでも良いと思いますが)

引っ張り曲げ許容応力度を1.4tonとしていますが、
一般的には1.6tonのルート 1/3 を使います。
75P ÷　46.9 < 0.923ton
P>0.58
曲げモーメントに対しては、P＜0.58ton　となります。
同じようにせん断を考慮して
P < 0.56 ton
Pは560kgとなります。(こちらの方が安全になります.)

Iではなく、Hで使うと、断面係数分の約３倍持ちます。
両端にそれぞれの荷重が掛けられます。
ハイテン使用でもっと持ちます。
機械では安全率を幾つという規定はありませんが、
建築の許容応力度の考えは機械でいう安全率３程度になります。

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この回答へのお礼

ありがとうございました。大変助かりました。

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お礼日時：2016/03/12 21:18

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手前味噌で申しわけありません。
SI単位・単位等を部分省略します。

〇上ロープの検討
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　工事途中の地震及び風荷重の横荷重は考慮しない。（考慮する場合は、それぞれの参考文献より付加ください。）

　Ws = W × ψ × γ ( W : 上ロープから下に吊り下げる全重量で、吊り荷＋吊天秤＋下ロープ＋シャックル＋調整機具類＋安全設備＋介錯ロープ等の総重量）
　　 = W ×1.3×1.0

http://www.wirerope.jp/wirerope/tamakake.html

Ws = ( T × n ) / ( F × K )　から式を変形し

　T = ( Ws × F × K ) / n

K : ロープ張力係数　（対角ロープがなす角度　60度 = 1.16 )
F : 安全係数　（ = 6 )
n : 吊本数　　（ = 4　 4点× 直吊 =1.0 )
T : ロープの破断荷重（t)

T = (W ×1.3×1.0×6×1.16) / 4
= 2.262 × W

　上記のTの破断荷重からワイヤーロープを選定する。
　
　W が 47ｔと仮定すれば、T = 106.3 (ｔ)となり、先ほどご紹介のＨＰにある表を用いれば、
　破断荷重 1110KN / 9.8 = 113.3 ≧ T = 106.3 　( 6×24 46mm A種　長さ〇mm ）が4本になります。

検証）
http://www.wire-rope.jp/%E3%83%AF%E3%82%A4%E3%83%A4%E3%83%AD%E3%83%BC%E3%83%97%E5%AE%89%E5%85%A8%E8%8D%B7%E9%87%8D%E8%A1%A8/

　上記のＨＰにある４本４点吊りの安全荷重（通常玉掛索）で、先の得られたロープの値を検証する。

　S = ( B ÷ 6)×( 3 ÷ K)
= ( 113.3 ÷ 6) × ( 3 ÷ 1.16 )
= 48.8 (t) 　

S : 安全荷重　（ＨＰはWとあり、上記からWは既出で使用されているため置き換えました）
　B : ロープ破断強度　（ 6×24 46mm A種　= 1110KN = 113.3t )
　K : ロープ張力係数　（対角ロープがなす角度　60度 = 1.16 )
6×24 46mm A種　長さ〇mm は、48.8t　まで吊り上げることができるため、47(t)は問題なしとなる。

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　吊り荷が５ピースからなっているため、それぞれがどのような連結でなされているかの確認。
　吊り上げる際、それぞれのブロックに吊環があり、吊り上げても座屈・損傷・破壊されることのない強度を有すること。
　上記に不安がある場合、安全上、吊り荷が一体化されていても、それぞれのピースを直吊りするほうが理想で好ましい。
　イコライザ（シーブ）を使用する場合でも、先の吊り荷の吊環の位置・左右前後の高さ調整が必要の場合、調整機具を入れる。
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＞＞＞
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参考ＵＲＬは鋼材ドットコムです。
下の方の〔市況・鉄鋼〕を見てください。
現在の卸相場が判ります。

一般に購入する時の価格は、鋼材は１ｋｇで１００円前後、ステンレスは４００円
位だったと思います。

日経新聞にも相場が出ています。

検索キーワード：鋼板　SUS304　相場　で行っています。
ちなみにＳＵＳ３０４はＪＩＳ規格の呼称で、一般的には１８・８ステンレスと
言われる物です。

他にも相場表があります。
http://www.japanmetal.com/
↓のほうが便利かも、過去相場もあるので・・
http://www.japanmetaldaily.com/

参考URL：http://www.kouzai.com/

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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

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以下のように「薄肉閉断面のねじり」と考えて計算してみましたが、間違っているでしょうか？

------------------------------------------------------
　τ＝T／2abt
　　＝30000×80／(2×60×100×6×0.7)
　　＝47.6 [N/mm2]

　溶接効率ηを 0.7 、許容応力を 90 N/mm2 として
　τη＝47.6×0.7
　　　　＝33.3 [N/mm2]　＜　90 [N/mm2]

　よって強度十分である。
------------------------------------------------------

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ご意見お待ちしています。

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● 溶接については、次の条件を付け足して、
溶接サイズS=6mm
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溶接はまわし溶接とする(角の部分で溶接を切らない)

●「溶接効率」の意味が不明です。1.0とするべきでは？（もしかして 1/0.7 ？）

で、ここからが肝心なところですが、溶接部にはねじり応力の他にせん断応力がかかります。
せん断応力 Q = 30 kN
これによるせん断応力度 τ2 = 30 000/(2*100*6*0.7) = 35.7 N/mm2

これと最初のτを足して
τmax=47.6+35.7=83.3

かろうじて強度が足りている。という状態です。

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