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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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A 回答 (1件)

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。
    • good
    • 1
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。

お礼日時:2016/03/12 21:18

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Q吊り具 天秤にかかる力は?

□ー60×3.2mmの角パイプを使って天秤を作製しました。天秤の中央に曲げや、たわみの力がかかると思うのですが、どの位の力がかかるのか検討がつきません。
計算式があれば教えて下さい。

Aベストアンサー

天秤棒が曲がっていたりすると曲げの力になりますが直線でしたら、図の通りあっ尺応力が加わります。

Q多点吊りの天秤について

下図の天秤にかかる荷重について疑問があります。

(1)下のロープへの荷重
 ロープにかかる張力は10 tonf と考えて、
 5本とも使用荷重 10 tonf 以上のロープを使えば良いのでしょうか?

 それとも、天秤の上のロープでそうするように、不均等荷重を考慮して、張力は
 T=10×1.5=15 tonf
 と考えるのでしょうか?

(3)天秤への荷重
 天秤の強度を計算するにあたっても、不均等荷重を考慮する必要があるのでしょうか?
 (例えば左から 7.5 tonf 、15 tonf 、10 tonf、10 tonf、5 tonf のように)
 (或いは左から 7.5 tonf 、15 tonf 、10 tonf、7.5 tonf、2.5 tonf のように)

(4)イコライザーについて
 4点吊り以上のときは「イコライザー」を使用するのが良いという情報を目にしました。
 吊り荷を直接吊らずに天秤を使用する場合でも、天秤の上にロープでなくて「イコライザー」
 を使用することは、普通にあることでしょうか?

Aベストアンサー

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
 4本4点吊りを採用(ロープは、ワイヤーロープとする)
 専用吊天秤(短期)を使用し、クレーンにより荷を吊り上げ据付ける。
 衝撃荷重を考慮 ψ=1.3 (ジブクレーン)
 吊り荷の偏荷重を考慮しない γ=1.0(する場合 γ=1.5)
 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。


〇下ロープの検討
 吊り荷は、5ピースブロックが継ぎ合わさって1ピースをなす。

 玉掛け施工上の注意点です。
 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。
 イコライザ(シーブ)を入れると、入れ方によって滑車の原理でロープの太さを細くすることができる。

 最後に、吊天秤の強度計算ですが、荷重は、先の Wsから吊天秤の重量を差し引いた数値に ψ × γを乗じてご使用ください。


 

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
 4本4点吊りを採用(ロープは、ワイヤーロープとする)
 専用吊天秤(短期)を使用し、クレーンにより荷を吊り上げ据付ける。
 衝撃荷重を考慮 ψ=1.3 (ジブクレーン)
 吊り荷の偏荷重を考慮しない γ=1.0(する場合 γ=1.5)
 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...続きを読む

Q鉄骨の最大荷重

H-100×100×6×8(L=2m)がIの方向(吊りビーム)で使用した場合、何トン持つか計算してみたのですが、自信が無いので査定して頂きたいのですが・・・。

Z=26.7cm3
fb=2.35÷1.5=1.6N/mm2
A=21.59cm2
fs=2.35÷1.5√3=0.91N/mm2

M=Zfb=42.72Nm
Q=Afs=19.65N

MP=42.72×4÷2=85t
QP=19.65÷2=9.8t

よって、最大荷重は9.8t

Aベストアンサー

スパンL=2 000 mm の吊ビームH-100×100×6×8(SS400)の中央に、
載荷する最大荷重Pを求めるものとして答えます。
通常、H形鋼を弱軸方向に使用するとは考えずらいので、
断面係数は強軸方向のZx=75 600 mm3を採用します。
ここで、計算はNとmmで進めます。
なぜならば、建築基準法及び施行令あるいは鋼構造設計規準で、
SS400の許容曲げ応力度Fb=156 N/mm2 
許容せん断応力度 fs=90.4 N/mm2と定められているからです。
<曲げに対する検討>
荷重Pによる曲げモーメントM = PL/4 = P×2 000 P/4 = 500 P
(なお、自重による曲げモーメントは非常に小さいので無視します)
曲げ応力度σb = M/Z = 500P / 75 600
これが、許容曲げ応力度Fb=156 N/mm2 以下であれば良いので、
500P / 75 600 ≦ 156
∴P ≦ 23 587 N
1 kgf ≒ 10 N より 2.3 tfまでいけそうです。
<せん断に対する検討>
ここで、せん断に対する検討もしておきます。
せん断に対してはウェブが抵抗すると考えます。
ウェブ断面積Aw=6×84=504 mm2
せん断応力度τ=Q / Aw = 23 587 / 504 = 46.8 N/mm2 ≦ fs =9 0.4 N/mm2
∴安全
よって、2.3 tf までOKと考えて良いでしょう。

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」上田耕作・著 オーム社
P107 許容応力度から引用しました。

スパンL=2 000 mm の吊ビームH-100×100×6×8(SS400)の中央に、
載荷する最大荷重Pを求めるものとして答えます。
通常、H形鋼を弱軸方向に使用するとは考えずらいので、
断面係数は強軸方向のZx=75 600 mm3を採用します。
ここで、計算はNとmmで進めます。
なぜならば、建築基準法及び施行令あるいは鋼構造設計規準で、
SS400の許容曲げ応力度Fb=156 N/mm2 
許容せん断応力度 fs=90.4 N/mm2と定められているからです。
<曲げに対する検討>
荷重Pによる曲げモーメントM = PL/4 = P×2 000 P/4 = 500 P
(なお、...続きを読む

Q吊り金具がどれくらいもつか計算しようとおもったんですがどう計算したらいいか・・・

吊り金具がどれくらいまでもつか計算しようとおもったんですが どう計算したらいいのでしょうか?
箱(t6)のサイドにt9のDみたいな形状で穴(φ6)があいた金具なんですが・・・・

Aベストアンサー

情報が不足しているので、静的に簡略した場合です。

まずつり下げる重量をmgとすると、各金具はmg/4の引張り応力がかかります。(各力が垂直にかかる場合)その際に発生する応力σ=(mg/4)/断面積Aです。Aは最も少なくなる部分です。少なくても材料固有の許容応力σm>σでなければもちません。

あくまでも最も簡略化した式ですので、力が垂直にかからない場合はより複雑な計算が必要になります。

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ステンレスの単価を教えてください

ステンレスってキロ当たり幾らぐらいするのでしょうか?
工場卸の価格でいいので教えてもらえませんか?
加工とかで大きく違うのは判っているんですが、多分、鋼産業統計とかで使われるマクロな値段でも構わないので教えて頂けないでしょうか?あとそれに対して鉄の値段もわかると助かります.

Aベストアンサー

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/

Q引張応力とせん断応力の合成応力?

物体に,引張応力とせん断応力がかかっている場合に破壊するかどうかを調べる場合は,引張応力を単独で,せん断応力を単独で,許容応力以下かどうかを調べるだけでいいのでしょうか?
引張応力とせん断応力を合成した応力が存在し,それが許容応力以下かを調べる必要があるのでしょうか?
その場合は,計算方法も教えて欲しいです.

Aベストアンサー

1>物体に,引張応力とせん断応力がかかっている場合に破壊するかどうかを調べる場合は,

2>引張応力を単独で,せん断応力を単独で,許容応力以下かどうかを調べるだけでいいのでしょうか?

考え方のアドバイスを!!

1:破壊するかどうかは、No1さんのおっしゃている降伏条件等を用いて調べます。

2:許容応力は、弾性範囲の実務的な設計で採用されることの多い概念ですので、安全率がかけてある場合が多いです。

許容応力=破壊応力x安全率

ですから、「許容応力を超える」と「破壊する」は同義語ではありません。

一般的な許容応力法の検討では、

3次元物体には、3方向(x、y、z)の材軸が存在します。この物体に3方向の軸力と剪断力が同時に作用する場合、この物体に生じる最大応力は、
σmax=√(σx^2+σy^2+σz^2+3τ^2)
で求めることができます。

もし、同時に剪断力を受ける物体が細長い物体で、1方向(x方向)にのみ引張りが生じているならば、
σy=σz=0
となって、
σmax=√(σx^2+3τ^2)
で計算することができます。この最大応力が許容応力を超えないことを確かめます。

多少、簡単に書きすぎたかもしれませんが、基本的な流れとしては、合っていると思います。
また、破壊についても基本的な考え方は同じですが、式の表現方法が多少異なり、より詳細な表現がされ、比較の対象が「許容応力」ではなく「降伏応力」になります。

詳しくは、応力テンソル、ミーゼス、トレスカなどのキーワードをgooなどで検索すると詳しい説明のあるサイトを見ることができます。

1>物体に,引張応力とせん断応力がかかっている場合に破壊するかどうかを調べる場合は,

2>引張応力を単独で,せん断応力を単独で,許容応力以下かどうかを調べるだけでいいのでしょうか?

考え方のアドバイスを!!

1:破壊するかどうかは、No1さんのおっしゃている降伏条件等を用いて調べます。

2:許容応力は、弾性範囲の実務的な設計で採用されることの多い概念ですので、安全率がかけてある場合が多いです。

許容応力=破壊応力x安全率

ですから、「許容応力を超える」と「破壊する...続きを読む

QkN単位とkgf単位の変換の仕方について教えてください。

kN(キロニュートン)単位とkgf(キログラムエフ)単位の変換の仕方について教えてください。
kgf側の数字がわかっている時、○○kgf×9.8=○○N
とういのは聞いたのですが、キロニュートンで答えを知りたい場合はどうしたらよいのでしょうか?
また、逆にニュートン側の数字だけわかっている場合にキログラムエフにするには、キロニュートン側の数字だけわかっている場合にキログラムエフにするには、の場合も教えてください。

ネットで調べても、数字がぐちゃぐちゃになってどういった考え方をして計算してよいのかわかりません。
強度計算をしているので、間違いないように理解できるように教えていただければ本当に助かります。
どうぞ助けてください。
よろしくお願い致します。

Aベストアンサー

 k(キロ)は1000という意味ですから、

 1kN=1000N

となります。

http://www.weblio.jp/content/%E3%82%AD%E3%83%AD

 1km=1000m、1kg=1000g

と同じです。

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吊り金具の溶接強さについて

添付図の上半分に描いた吊り金具の溶接の強度計算はどのようにすればいいでしょうか?
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。
------------------------------------------------------

溶接ビードが吊り金具の表側から裏側に変わる場所でもせん断力の流れは途切れないと思うので、
「閉断面」と考えました。
ねじりモーメントの腕の長さは 80 mm で合っているのかも自信がありません。
ご意見お待ちしています。

Aベストアンサー

● 溶接については、次の条件を付け足して、
溶接サイズS=6mm
溶接のせん断許容応力度=90N/mm2
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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