角型鋼材の耐荷重算出計算式

質問

角型鋼材を敷いて、重量物を載せたいのですが、その鋼材がどれくらいの耐荷重があるのかが知りたいのです。どなたが計算式をご存知のかた、居ましたら教えて下さい。計算式の掲載されているホームページでもかまいませんので、宜しくお願いします。
[条件]
　角型鋼材　200×200×16（mm）
　長さ　　　1000mm(鋼材を寝かした状態で使います。)
　載荷重　　10ｔ以上 ・・・ 200mm×1000mm＝0.2m^2の面に10t以上かかります

以上の内容なのですが、潰れる、潰れないということよりも、どのように計算したら良いのかを教えていただけましたら大変ありがたいです。

それと、中に斜交いの補強（角型鋼材の中に、しっくり入る×印の形をした細長いものを要れる）した時の、計算式があれば助かります。

こちらは、この問題が解決できずに先に勧めない状況です。
どうか宜しくお願いします。

回答No.3

noname#221368

#2ではごちゃごちゃと書きましたが、概算結果からは、腹板の曲げを考慮しない座屈照査でもやれば、十分ではないか？という気がしてます。その際の荷重はもちろん、

　　全荷重／長さ／2

が、単位奥行き当たりの腹板にかかるとして行います。

回答No.2

noname#221368

断面形状は（全て絵文字になるので、不便ですね）、

　　　　　　　　　　　　↓（10tfが等分布で1mに満載）
　　　　　　　　　　　　□　に、×　が入ったもの（□の角に溶接）

でいいでしょうか？。鋼材はSS材ですか？。確か許容応力は、1,400kgf/cm^2だったと記憶しています。概算ですが、
　　10,000kgf／100cm／1.6cm／2（足2本）＝31.3kg/cm^2
となり、30tくらいかけても大丈夫そうな気がします。

　設計計算をもしやるとすれば、次のような手順になると思います。仮定は以下です。
　　(a)部材の厚／長さ＝16／200＝0.08＜0.1なので、□について梁理論の適用範囲内と考える。
　　(b)上記より、軸力と曲げを考慮した□に対して、トラス部材（×）つきの箱型ラーメンの計算を行い、各部材の応力を求める。
　　(c)斜交い（×）がトラス部材なのは、溶接であるため。
　　(e)モデルは、□が奥行き方向に一様なので（荷重も）、奥行きを斜交いの間隔とした2次元モデルで十分です（斜交いはモデル中央に位置するとしたのと同じ）。
　　(f)支持条件は、□の一方の圧縮材直下がピン支持，他方はローラーが適当と思います。この条件により、静定構造となり、かなり計算を簡略化できます。

　　　　　　　　　　　　　　　　□
　（よく△で書く奴です）↑　↑（よく、この△の下に、横棒を一本引く奴です）

　(a)～(e)の中で一番手がかかるのは、(b)ですが、これについては構造力学か橋梁設計の本を参照して下さい（静定構造なので、そんなに面倒ではないはずです）。

　以上のようにして各部材の応力を求めたあと、以下の検討を行います。
　　(1)□について、曲げと軸力が作用する部材の応力照査。
　　(2)□の圧縮材（腹板）についての、曲げを伴う座屈照査。
　　(3)斜交い(×)についての軸応力照査。
　　(4)斜交い(×)についての、単純な座屈照査。
　　(5)斜交い(×)の溶接の検討を行う。

　ふつうであれば、(1)～(5)の内、最も小さい値を与えたものが、この構造系の耐荷力になります。なお(1)～(5)で必要な公式は、「日本道路協会，道路橋示方書（同解説），鋼橋編」などに全て載っています。
　私は完全に土木の言葉で話しています。上記示方書は、土木業界の標準設計です。もし業界が違うのであれば、そこでの標準設計に従って下さい。

お礼

早速のご回答有り難うございます。
内容を理解するのに時間がかかると思いますが頑張ってみます。
また判らないことが出てくると思いますので、そのときはご教示ください。

回答No.1

noname#221368

もと橋梁設計に関わった者です（鋼橋が専門）。
　CH材でしょうか？（角張ってませんが、∩な奴）。
　Ｌ型鋼でしょうか？
　それによって、設置方法も変わると思うのですが。
　　CH材の場合　　→　単に地面におく．
　　Ｌ型鋼の場合　→　ボルトとスプライスプレートで留めるなど．
　　　　　　　　　　（事情が許せばですが、溶接はやめたいです）

　これらによって、検討項目も変わると思います。

補足

説明不足で申し訳ありません。
角型鋼材というのは 断面が「ロ」の字の形状のものを使用したいと考えています。
設置は単に地面に置いた状態です。
宜しくお願いします。