縞鋼板の曲げ応力度・たわみについて
- 縞鋼板の曲げ応力度・たわみについての計算方法とフタの厚さに関する根拠資料を作成しました。
- 条件を踏まえて作成した根拠資料には、SS400の縞鋼板で溶融亜鉛メッキしたフタの厚さが4.5mmで十分であることが示されています。
- この根拠資料を参考に、浄化槽管理棟の屋上点検口のフタを交換する際に必要な計算や条件を把握することができます。
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縞鋼板の曲げ応力度・たわみについて
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。 根拠資料 http://kitamura.ath.cx/1.xls
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まづ、断面二次モーメントを長手方向のスパンだけを考えているが問題かな 従って計算式自体は、材料力学便覧等による計算式に依るべきだと思います 実際の平板の強度計算は難しいので、実務では前述の計算式を使うことになる ただし、集中荷重に関して応力計算しか無いので、私は初めから等分布にする 次に荷重の設定においても、70kgだけの集中荷重というは如何なものかと思う 静荷重としてならば良いが、そ～っと載るような人は居なく現実的ではないか 建築基準法では設置場所による積載荷重があります。［新条件］⇒4900N/m2 ちなみに、（自重＋↑積載荷重）の四辺支持等分布荷重として計算した場合、 （以前から材料力学便覧によった係数等を自動計算する自作EXCEL計算書で） [新条件]から最大たわみ9.3mm、最大応力70.8N/mm2；私なら補強を入れますね 戻って貴殿の[条件]で、等分布とした場合には、各々0.8,8.7になりました はははさん；四辺固定では、各々0.6,15.5 あっと言う間のEXCELは便利だね 今後は、集中荷重のたわみ計算もSheetに追加してみたいなとは思います 荷重条件を誤って入力してたので、訂正します（EXCEL計算の怖いところ） [新条件]で・・・・・・・・・最大たわみ8.6mm、最大応力65.9N/mm2 戻って貴殿の[条件]で・・・・最大たわみ1.9mm、最大応力14.8N/mm2 はははさん；四辺固定で・・・最大たわみ0.6mm、最大応力14.9N/mm2 （貴殿の[条件]；ω=0.060*1.101E-03*860＾4/206000/5＾3=1.9；計算根拠） （貴殿の[条件]；σ=0.368*1.101E-03*860＾2/206000/5＾2=14.8；計算根拠） 貴殿のEXCELファイルも拝見しましたが、どうも単位がバラバラなので恐らく 何処かで間違っていると思う。例えば、kg/mとかN/mm2とかm,mm,kg,Nなどが 混在していると誤りが生じやすい。貴殿の計算中の自重たわみは［条件]で w=37.04*0.86*9.80665/1000=0.312［N/mm]，L=1020［mm],E=206000［N/mm2] I=1/12*860*4.5＾3=6530［mm4]（7745×）数式の意味を理解できてますか？ δ1=1/48*70*9.80665*1020＾4/206000/6530=11.3［mm]となりませんか？ δ2=5/364*0.312*1020＾4/206000/6530=3.4［mm]となりませんか？？ ∴δ=δ1+δ2=14.7［mm]；9.7・・・E-9って・・・何故ミスに気づかないの？ これは4辺支持を通常の単純梁とし計算している為たわみが肥大するのだろう ただし私の計算も、集中荷重を等分布に置き換えているので若干は少なめだが 実際は荷重面積を仮定した（足のサイズ）計算式も連休中に私も作ってみよう いえいえ、少しきつ過ぎましたか？気を悪くしないでください ついでに、Iの計算も6530になりませんか？1020スパンだからB=860だよね？ 何事も失敗は成功の元です。何もしないよりは何万倍もエライ。頑張ってね 少し違うけど↓は何故長手方向だけの考えではマヅイのかが何となく解るかと 思います。基本的な考え方としては、交差梁としてここでは考えている様子 この方式で手計算でも、何と、はははさんと略同じ計算結果を出すことが可能http://archi2.ace.nitech.ac.jp/ichi2/rc/8/sec8.2/
回答（１）さんの記述の如く、解析ソフトを使って計算した方が良いです。 以前は、“▲”を90°づつ三回、計4個の片持ち梁にて疑似計算していました。 それは、面倒なんで。 疑似手法の簡単な計算方法は、設計演習の教本に載っています。 大きな図書館や大きな書店で、内容を確認して購入下さい。 解析ソフトのバックアップ確認ができます。 Excelで作成した根拠資料を作成する貴殿ならそうした方が良いと感じます。
ふたなので4隅を溶接してるわけではないですよねぇ 解析ソフトを使って計算した見た結果 たわみ量が0.4mmでした（4隅固定） 4隅にかかる集中応力は 10MPa です 安全率は10もあるので全然持ちますが たわんでふたになっているだけなので 変形して蓋の乗ってる土台の肩から外れおちる可能性は否定できないので アングルで四角を作り 真ん中十字で その上に溶接 したほうが 見た目安心ですし ずれによるはずれもなく 板圧も薄くでき 重量も軽くなると思う
お礼
ご回答ありがとうございました。 ひとつ質問いいでしょうか？ >たわみ量が0.4mmでした（4隅固定） この結果は、体重を計算に入れずに 縞鋼板の自重のみでならないでしょうか？ お暇なときでいいですのでご回答頂けると嬉しいです。
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補足
http://archi2.ace.nitech.ac.jp/ichi2/rc/8/sec8.2/ を参照させてもらいました。 このURLを参考にしてExcelで縞鋼板の自重によるたわみ(周辺固定)を 計算すると0.219731817009303?になりました。 http://kitamura.ath.cx/2.xls http://nippon.zaidan.info/seikabutsu/1996/00266/contents/017.htm にも面白い解法があったのでこの手法でExcelで解いてみました。 http://kitamura.ath.cx/3.xls 体重を0にして縞鋼板の自重によるたわみ(周辺固定)を算出してみると はははさんが出した0.4?に近い0.386758285?が出ました。 ただし、はははさんの算出条件は周辺固定で 縞鋼板の自重(等分布荷重)+体重(集中荷重)だったのですね。 いずれにしても http://kitamura.ath.cx/1.xls が根拠資料にならないことがわかりました。 曲げ応力はどの解法でもOKそうなのでたわみの検討に絞った方が いいような気がしてきました。