縞鋼板の曲げ応力度・たわみについて教えてください。

質問

浄化槽管理棟の屋上点検口のフタを交換するように指示されました。
以下の条件で計算しフタの厚さが4.5mmで大丈夫である根拠資料を作成しました。

[条件]
■フタは、SS400の縞鋼板で作成し溶融亜鉛メッキする。
■フタの四方は固定しない。アングルの上に乗せる。
■フタのサイズは、1020mm×860mm-t4.5mmである。
■縞鋼板の1m2当りの重量は、37.04kgとする。
■フタの断面は長方形とする。
■荷重は、縞鋼板の自重-等分布荷重と点検する者一人の
体重(70kg)-集中荷重とする。 屋上なので車は上がらないものとする。
■曲げ応力度とたわみについてフタの耐荷重を検討する。

以下のURLにExcelで作成した根拠資料があります。
http://kitamura.ath.cx/1.xls
根拠資料の中で間違っている計算式/条件や抜けている条件等を教えて頂けると嬉しいです。
よろしくお願いします。

回答No.2

EleMech

１．１１の公式でＷ・Ｌ^2／８としてありますが、計算式がそうなってないようです。
Ｗは重量、Ｌは支点から力点までの長さです。
　M = 70・9.80665・1.02^2／8
ではないでしょうか。

２．１２の公式はどこから出てきたのでしょうか？
上記と同じく、モーメントは２次元的な考えで、重量×長さです。
　M2 = 70・9.80665・1.02／2
できればこれに、板自体の重量変形も加えた方が良いと思います。
　M3 = 37.04・1.02・0.86・9.80665・1.02／2
力の方向は、どちらも重力方向で同じなので、単純にＭ２＋Ｍ３で良いと思います。
　M0 = M2 + M3

３．１６のＺの公式でＬ・ｔ^2／６としてありますが、計算式がそうなってないようです。
　Z = 1.02・4.5^2／6

４．１７のσｃｂの公式でＭ／Ｚとしてありますが、計算式がそうなってないようです。
　σcb = M0 ／ Z

後は、許容曲げ応力２３５〔Ｎ／ｍｍ^2〕と比較すれば、結果は出てきます。

鋼管柱ではこのやり方で算出し、国交省にも提出しているので、特に問題はないと思います。

お礼

ご回答ありがとうございます。
当方の計算スタンスは、縞鋼板は等分荷重で、人は集中荷重で検討しています。

■１．について
Excelをよく理解していなかったのでLの2乗の計算をL×Lで計算しました。
そのままL^2でよかったのですね。
建築基準法に従って床の積載荷重を計算する場合は、
人の体重を等分布で検討しないといけないですが
この場合は、浄化槽管理棟の屋上点検口という性質から、
１人分の集中荷重で検討しています。(指示した者の条件)
１１．は板自体の荷重をｍ当り重量(kg/ｍ)を出して等分布荷重を計算しました。
単位はまだN・ｍにしていませんので9.80665を掛けていません。
よってM1=31.8544×1.02^2/8=4.14266472kg・ｍとしています。

■２．について
１１を含めて１２の曲げモーメントMaxは、以下のURLを参照をしました。
http://www.geocities.jp/iamvocu/Technology/kousiki/kousiki-kouzouhari/kousikikouzouhari-02-01.html
１２の式は、人の体重が中央に集中荷重で掛かってくることを計算しています。

■３．について
１６の式はLの単位がメートルなのでmmに直しています。
後、１．と同じようにtの2乗をt×tと計算しています。
z=1.02×1000×4.5×4.5/6=3442.5mm3としています。

■４．について
M1+M2=21.99266472kg・ｍの単位をN・mmに変換しています。
M=(M1+M2)×1OOO×9.80665=215,674.365476388N・mm

回答No.1

ninoue

技術の森の方が詳しい方からの回答が得られるのではと思われます。
http://mori.nc-net.or.jp/EokpControl?&event=TE0001

お礼

ご回答ありがとうございます。
こんなサイトがあったのですね。
参考になりました。