• ベストアンサー

材料力学 材料(鉄板)の検討

みなさんこんにちは、知恵をお貸し下さい。 8m*10m 高さ10mの地上据え置き型の公共水槽があるのですが、 その最下部に直径2mの横坑(導水路)があります。 この横坑を鉄板2m*2m(SS400)でふさぎ、水を満載する予定です。、 その鉄板の厚さを検討したいのですが、どのような手順で検討したら よいものか途方に暮れております。 私は材料力学は門外漢なもので・・・。 因みに、鉄板は溶接等は致しません。ただ、あてがうだけです。 水漏れ等は考慮しません。 よろしくお願いいたします。

  • 科学
  • 回答数2
  • ありがとう数2

質問者が選んだベストアンサー

  • ベストアンサー
  • N64
  • ベストアンサー率25% (160/622)
回答No.1

10mも水圧がかかるところで、安易な方法は、命取りです。平板だけだとかなり厚いことが必要ではないかと、想像します。普通は、細かいピッチで、補強のリブを格子状に設けるものです。また、溶接できないのであれば、シールのためのパッキンや、ボルトの本数や太さも設計しなければなりません。材料力学や、機械設計をきちんと勉強するか、専門の業者に設計ごと依頼すべきでしょう。

shouganai
質問者

お礼

丁寧な回答ありがとうございます。 鉄板のみで検討を予定しておりましたが、梁を考慮し 検討し直してみます。 自分の知識不足を痛感しております。 お礼遅れて申し訳ありませんでした。

その他の回答 (1)

  • akina_line
  • ベストアンサー率34% (1124/3287)
回答No.2

こんにちは。  まず、この構造は推進が10Mもあるので、一応「水門」の範疇にあると考えてよいでしょう。小型の水門は巻き上げ式のスライドゲートと蝶番で固定されたフラップゲートに分かれます。ご質問に巻き上げ機能の必要性についてかかれていないので、フラップゲートと考えます。  フラップゲートは水門メーカーから既製品が販売されていますのでネット検索等で「フラップゲート」のメーカーを調べ、設計条件を伝え、必要な強度を有するものを購入すればよいと思います。  なお、概算では2M角の扉全体に掛かる荷重は、   0.9(m:平均水深)×1(kg/cm2:10mの水圧)×200(cm:高)×200(cm:幅)=36000kg  です。通常はこの加重を分布加重として、3本の梁で受けるように計算します。(上端、下端の梁:1/4ずつ、中間の梁1/2) では。

shouganai
質問者

お礼

丁寧な回答ありがとうございます。 鉄板のみで検討を予定しておりましたが、梁を考慮し 検討し直してみます。

関連するQ&A

  • 天井走行クレーンへの鉄板の後付け溶接

    既設の天井走行クレーンの横腹(カ”ーダと呼ぶようですが)に点検作業者の墜落防止用の器具を取付けられないか検討しています。器具はM12のボルトで固定するものです。 M12の貫通穴を開けた厚さ16mmの鉄板(100 x 200 mm)を15m の長さのガーダの横腹(側板)に3m のピッチで6枚溶接できれば器具は取付けられますがそれを実施した場合以下のような問題点はないでしょうか?  1. 溶接による歪でクレーンの運転に不具合を生じる可能性はないか?側板の厚さは現物を測定したところ4.5mmでした。  2. 12mmの厚さの鉄板に 周囲 4mmぐらいの開先を取って厚さ4.5mmの側板に溶接することになりますが何か問題はありますか?  3.上記のような状況で溶接歪はそこそこ修正できるものでしょうか?  4.歪を極力避けるための推奨溶接方法はありますか?  5. M12の固定ボルトにかかる力は1,000 Kgfのせん断荷重です。この荷重であれば12mmの厚さの鉄板の周囲溶接(脚長 4mm)で十分耐えられると思いますがいかがでしょうか? よろしくお願いいたします。

  • 流体力学の質問です

    流体力学の問題についてわからないものがあったので質問です。 1.筒型の水槽に1000[kg/m^3]の水と密度800[kg/m^3]の油が想像に重なっている。上の層の厚さは2mで下の層は3mである。 A.液面から4mの深さにおける圧力(ゲージ圧力)を求めよ B.上記の深さに密度2500[kg/m^3]、直径2cmのガラス球を沈めた。このガラス球の液体中での重量を求めよ。 2.水力発電所では流れる水の運動エネルギーを用いてタービンを回して発電する。 水面からタービンまでの高さの差(エネルギー損失を除いたもの)が20mであるときタービンを回す水の流速を求めよ。 2.は位置エネルギーを用いるのかな・・?とか色々考えたのですが全く手が付かないです(´;ω;`) お願いします・・。

  • 支圧応力計算 複合材料 コンクリート

    コンクリートの上が鉄板で構成されている複合部材に円筒形の鋼材を乗せて、円筒形鋼材の上から鉛直荷重を加えた場合のコンクリートに発生する支圧応力・せん断応力を計算したいのですが、どのように行えばよいかが、力学初心者のためわかりません。 既知の数値としては 鉛直荷重:P コンクリート寸法:□×1m 高さ1m コンクリート強度:Fc コンクリートヤング率:Ec コンクリートポアソン比:Vc 鉄板寸法:□×1m 厚み50mm 鉄板ヤング率:Es1 鉄板ポアソン比:Vs1 円筒形鋼材寸法:φ100mm 高さ100mm 円筒形鋼材ヤング率:Es2 円筒形鋼材ポアソン比:Vs2 おわかりの方がいらっしゃいましたら、教えていただけますでしょうか。 宜しくお願い致します。 又、計算方法が分かれば、荷重を変えた場合の適正鉄板厚さの検討をしたいと思ってます。 たくさんの方から回答いただいた中で説明不足な点がありそうなので、追記いたします。 主の目的としては円筒形鋼材に加重がかかった時のコンクリートに発生する応力を低減させるために鉄板を敷くのですが、コンクリートが圧壊やせん断破壊をしない為の鉄板の適正厚みを計算したいと思っていますので、荷重Pによるコンクリートの支圧応力度・せん断応力度と鉄板厚さtの関係式を教えていただければと思っております。 説明下手で申し訳ありませんが宜しくお願い致します。

  • 梯子の強度計算

    鉄骨の骨組計算の勉強をしようと思っています。 材料力学の基礎的なところは勉強しましたが、それを どう応用すればいいのかきっかけがつかめません。 例えば、鋼製梯子を製作するとした場合、どのような点 について強度計算するのでしょうか。(あえて強度計算 するとした場合) ・鋼製梯子は、垂直に立て、最下部はコンクリート基礎 に埋め込んである。 ・縦部材には、チャンネルを使用し、横桁には、アング ルを使用する。材質は、SS400とする。 ・それぞれの横桁は、縦部材に溶接されている。 ・その梯子を非常に重い人が利用すると仮定した場合 実際には、正確に荷重条件、構造を想定しなければいけないと思いますが、私の考えでは、 ・横桁の曲げ応力、せん断力を算出し、許容以下であ  るか確認する。溶接だから、両端固定梁 ・縦材の圧縮応力について計算する。  この場合、自重、横桁をどう考えればいいのか。 ・溶接部の強度も確認したいがどうするのか。  すみ肉溶接とした場合、上記の最大せん断力にもつか どうかを検討すればいいのか。 ・座屈の検討をしたいが、どのようにするか。 検討項目、考え方について教えてください。   ・座屈の検討をしたいが、どのようにするか。

  • H鋼による柱としての隅肉溶接強度計算

    垂直に立てた H鋼を鋼管の転がり止めに使用します。 j地面に敷いた敷鉄板(SS400,板厚25-40mm)に 垂直に立てた H300B300x10/15, 長さ1.5m)の溶接面から1.25mの位置に 水平荷重がかかるとした場合、 H300鋼の断面周囲を隅肉8mmの前週溶接をした場合に 1本のH鋼は何tまでの水平力に耐えることができるかの計算方法、等価応力の評価方法を含めてご教示ください。 H300鋼への水平力は、Web方向に掛かるものとしてください。色々な書籍を紐解いたのですが、特に 曲げによる剪断応力の意味と算出方法がわかりません。

  • 支圧応力 コンクリート 複合材

    コンクリートの上が鉄板で構成されている複合部材に円筒形の鋼材を乗せて、円筒形鋼材の上から鉛直荷重を加えた場合のコンクリートに発生する支圧応力・せん断応力を計算したいのですが、どのように行えばよいかが、力学初心者のためわかりません。 既知の数値としては 鉛直荷重:P コンクリート寸法:□×1m 高さ1m コンクリート強度:Fc コンクリートヤング率:Ec コンクリートポアソン比:Vc 鉄板寸法:□×1m 厚み50mm 鉄板ヤング率:Es1 鉄板ポアソン比:Vs1 円筒形鋼材寸法:φ100mm 高さ100mm 円筒形鋼材ヤング率:Es2 円筒形鋼材ポアソン比:Vs2 おわかりの方がいらっしゃいましたら、教えていただけますでしょうか。 宜しくお願い致します。 又、計算方法が分かれば、荷重を変えた場合の適正鉄板厚さの検討をしたいと思ってます。

  • 円筒水槽の底板厚の計算式を教えて下さい。

    共同家庭菜園の皆で自動散水用に、ステンレス製で現在の所、直径1mの高さ1m位の(所帯数からもう少し大きく成るかも)水槽で、足を付け本体を浮かし底部は30度の傾斜を持たし(逆円錐形)中央から排水出来る様にしたいのです胴体の板厚は溶接を考え2mm位にしようと思ってますが傾斜の板厚の強度計算が分かりません。 鏡板を使えば良いのですが特注になるようですし、排水も良くしたいのです。 最高水位は上から自動給水で0.1mにしようと考えてます。 何方か、構造設計の詳しい方居られましたら 是非教えて頂けませんか。出来るだけ自分達で安く作りたいので加工は近所の鉄工所で溶接加工を頼む予定ですが、底板の厚みで行き詰って居ます。計算式が分かれば出来る様です。 虫の良い話ですが宜しくお願い居たします。

  • 地面に空いている穴について

    宜しくお願い致します。 地面に約直径1mの穴が空いています。その穴は地面の表面も、穴の中も全て土です。 穴の深さは約10mあります。 そこで、人様等がその穴に落ちたりしたら大変ですので、何らかの方法でその穴をふさぎたいと考えております。 少し、思いついたのは当然穴の直径よりも大きい、コンクリート板を敷いて穴をふさごうと考えましたが、色々と検討しているうちに、良く道路工事などで一時的に穴を塞ぐもので、ウレタンのような一見ゴム上で出来たマットのようなものがあり、耐久も60トンまで耐えられるものがあるとお聞きした事がありました。しかし、私はそのような場合には鉄板を敷いているものしか見た事が無く また商品名などが全く分からずに先に進めない状態で御座います。 また、そのほかにも、穴を塞ぐ方法として良い方法御座いましたら、どなた様かご教示のほど宜しくお願い致します。

  • 材料力学

    材料力学ってどんなことするのでしょうか? それと、他の○○工学の種類と、特徴を教えていただけないでしょうか??

  • 材料力学

    材料力学問題です。教えてください。。。   図のようなトラスの構造の荷重点Oにおける荷重方向の変位を求めよ。ただし2部材の断面積、縦弾性係数はともに、A,Eで与えられるとする。 お願いします!!