浄化槽の蓋を縞板にした時の材料の大きさ

質問

鉄工所を経営しているのですが、建設屋から浄化槽の蓋をやりかえるのに、縞板の亜鉛メッキで見積もりをしてくれと頼まれました。ちなみに今までに構造計算はした事はありません。
前の物は、鋳物でつくってあり、耐荷重がT6とT20と書いてありました。
大きさは、1200×1800と720×1350で、蓋の大きさが1200×1800が一枚445×1180。720×1350が700×650です。いろいろと調べると、耐荷重の計算の仕方とか書いてあり、T20に関しては、板厚が25mmとか、31mmとか書いてあります。
普通は(？)、板厚を少なくして、下にアングルまたは、フラットバーを＠200から＠300ではわすと思いますが、なかなか見つからないです。
できましたら、参考になるお答えを頂きたいです。

昨日、建設屋に確認したところ、法律の問題はないと言われました。あくまで私有地だそうです。建設屋の上に、専門の業者(元請け)がいて、何回かしていると言っていました。道路になると、少し違うようですが。

回答No.11

noname#230359

もっと強度的なことを、ラフに考えて良いのであれば、市販品の縞鋼板板厚と補強を真似て、
若しくは、厚目の縞鋼板を使用して、溶接して製作してみる。
そして、槽の内枠に見たてた、角パイプ状に仮に設置して、実際に人が数人乗り確認してみる。
角パイプは、工場のフロアに地下置きなので、高さが100mm以下なので確認は安全です。
もし、弱ければ、長手方向の空きスペースに補強F.B.等を追加して補強するで製作しても良いと思います。

この場合は、自動車が載ることは禁止で、人が乗る予想人数の３倍の人数で確認し、65kg/人位を
目安にすべきでしょう。

それと、槽の周りには、自動車が侵入しないように、柵を設ける配慮等も必要です。
質問者さんには、このような手法での確認がベターみたいですね。

市販品の縞鋼板蓋の取扱説明書を良く確認し、製作や設置に活かしてくださいな。

参考URL：

http://www.aizawa-group.co.jp/fukagawa/CD-ROM/product/box/t41.html

回答No.10

noname#230359

再々出です。

投網を撃つような書き方をしましたが、お礼が“かなり専門的なご意見ありがたいです。
計算できるように頑張りたいと思います。”なので、正直ビックリしています。

質問者さんからの問い合わせがあるような記載方法をしましたが、他の方からの指摘となり
これもビックリしていますが、考え方の訂正をしておきます。

Ａ）槽サイズ；1200mm×1800mm、蓋サイズ；445mm×1180mmが１枚、
　 耐荷重T20条件；板厚31mm <20ton掛けても大丈夫な条件>。
　 耐荷重T6条件の板厚予想は、(31mm×31mm×6/20)^1/2＝16.98mm≒17mm
　 <6ton掛けても大丈夫な条件>。
Ｂ）槽サイズ；720mm×1350mm、蓋サイズ；650mm×700mmが１枚、
　 耐荷重T20条件；板厚25mm <20ton掛けても大丈夫な条件>。
　 耐荷重T6条件の板厚予想は、(25mm×25mm×6/20)^1/2＝13.69mm≒14mm
　 <6ton掛けても大丈夫な条件>。

の条件でよいのでしょうか？　……と、なります。

20tonの等分布荷重条件で、蓋中央部分の最大応力を算出しますと、
A1）槽サイズ；1200mm×1800mm×31mmなら、1200mm－31mm×2＝1138mmが内寸法。
　　20ton×1000kg/ton÷1138mm＝17.57kg/mmを仮の等分布荷重とします。
　　(17.57kg/mm×1138mm×1138mm÷8)÷(1/6×445mm×31mm×31mm)＝39.92kg/mm^2≒40kg/mm^2
　　が、蓋中央部分の最大応力となります。
　　また、耐荷重T6条件の板厚予想は 約17mmなので、これでも検証すると、
　　6ton×1000kg/ton÷1138mm＝5.27kg/mmを仮の等分布荷重とし、
　　(5.27kg/mm×1138mm×1138mm÷8)÷(1/6×445mm×17mm×17mm)＝39.82kg/mm^2≒40kg/mm^2
　　が、蓋中央部分の最大応力となり、耐荷重T20条件と耐荷重T6条件の蓋中央部分の
　　最大応力は、略同じになります。<当然の結果ですが>
　　本来は、1200mm－14mm×2＝1172mm、
　　6ton×1000kg/ton÷1172mm＝5.12kg/mmを仮の等分布荷重とし、
　　(5.12kg/mm×1172mm×1172mm÷8)÷(1/6×445mm×17mm×17mm)＝41.01kg/mm^2≒41kg/mm^2
　　<41kg/mm^2＝400N/mm^2となります>
B1）槽サイズ；720mm×1350mmなら、720mm－25mm×2＝670mmが内寸法。
　　後は、A1）に準じた計算となります。

さて、蓋の設定強度を500kgの集中荷重に設定するなら、
A2）槽サイズ；1200mm×1800mm×31mmなら、1200mm－31mm×2＝1138mmが内寸法。
　　縞鋼板ｔ＝4.5mmを使用し、フラットバー(F.B.)9mm×32mmを両端にΠ配置溶接し、
　　500kgの集中荷重仕様では、蓋へのモーメント荷重は(1/2×500kg)×(1138mm×1/2)
　　＝142250kg･mm
　　142250kg･mm÷Π形状の断面係数＝圧縮応力；3.92kg/mm^2、引張応力；23.78kg/mm^2
　　なので、この仕様で製作する。
　　蓋サイズ；445mm×1180mmの幅445mm端から5mm空けて、F.B.6mm×25mm×長さ1136mm
　　を２本溶接して、長さ1136mmの両端は溶接不可。
　　そして、両端をC15mm面取りして、蓋セット時の面取りガイドとする。
B2）槽サイズ；720mm×1350mmなら、720mm－25mm×2＝670mmが内寸法。
　　後は、A2）に準じた計算で、貴殿が求めてください。

URL資料は、前出の物を使用してください。

お礼

ありがとうございます。予想よりはるかに詳しい回答がえられ、感謝の念しかありません。かえって、申し訳なく思います。正直、自分の知識不足というか、今までに経験をしたことのない世界ですので、一つ一つの言葉の意味から調べないと、なにもわからないのが現状です。しかし、ここまで丁寧かつ親切に回答を頂いている以上、時間がかかっても理解していきたいと思います。
上記の計算でいくと、自分が考えていた(経験・想像)材料のおおきさより小さくなりますので、時間も無い事もあり、そのままいきたいと思います。ちなみに、T6は、縞板6mmのFB6×38で受け枠L6×50に合うようにしT20は縞板12mmのFB12×65で受け枠L13×90にあうように考えていました。
なにせ、心配性ですから、大きめにとりたいというのと、設計上、天場を合わせたいという考えです。
今回は、本当にありがとうございました。今後も何かとお世話になると思いますが、よろしくお願いします。

回答No.9

noname#230359

専門家ではないのですが…

これは構内用のグレーチング格子の上に縞鋼板が溶接された蓋物で
作ってほしいと言われたという事じゃないかなあと想像しますが

T6,T20と同じ荷重に耐えろというなら「無理」とお断り。

詳しい使用条件を聞いて、絞り込んだ方が良いんじゃないかと。

回答No.8

noname#230359

上に車や人が乗るか乗らないかで変わりますが

>>普通は(？)、板厚を少なくして、下にアングルまたは、フラットバーを＠200から＠300ではわすと思いますが、

それ機械屋の考え方

溶接は脚長分の強度しかないですよ

回答No.7

noname#230359

解凍☓回答ではないのですが、一言。ちょ、ちょっとまったぁあああ～

やはり・・・減速剤が必要になったか。こうなること思った

流石に↓URLは幾分、重くなった気もします

管理人さまの不法海洋投棄もいい加減に止めて欲しいものですね・・・

回答(5)さんは善意から計算してみただけでしょうから責任も何もありません
私に言わせれば無責任と思えるところもある。第一に法に抵触するのかどうか
も分からない時点で、先走りし計算して見せることは危険でしかも意味もない

次に、岩魚内さんも言われているように非現実な計算には私も毎回閉口します
そもそも、このような平板計算では強度の問題よりも剛性が問題になることが
殆どです。つまり積載荷重と許容たわみにより大きく構造が左右されるのです

戻って、法規については専門家でないので詳しくは知りませんが、先に提示を
された、「道路のマンホール」でも厳格に許容たわみ量を規定されている様子
これが平板のサイズが大きくなれば成る程に部材は強度よりも剛性で決定され
ることが分かるのです。専門家でもなければ、まづ概算計算することも難しい
現物合わせということは不可能でしょうから、実務ではFEMによるでしょう
ま現物のFCDと同じ寸法であれば間違いは無いだろうが歪は半端でないだろう

概算で計算する方は勿論、手計算だろうが、現実問題として手計算では厳しい
要は簡単には算出できないのである。まして、今回は溶融亜鉛めっきで追加工
は出来ないでしょう？それなら専門家である設計士に正式に依頼するべきです

万一、人身事故が生じた場合には法に従っていないと、施主ばかりか御社にも
望外な損害賠償を生じる危険も在るわけで、そのリスクも考えに入れることが
経営者には必要となる。安全なモノ作りには、責任も当然ながら生じますから
当然、金額のそれなりになる筈です。兎に角、安易に引き受けないことです
施主は、責任とともに如何に安くやらせようと考えているだけかも知れません

参考URL：

http://mori.nc-net.or.jp/EokpControl?&event=QE0004&tid=275939

回答No.6

noname#230359

＞耐荷重T20条件；板厚31mm？

そのような厚い縞鋼板は無いし、

＞耐荷重T6条件の板厚予想は、、、、57mm

軽荷重用がなぜ厚い？

回答（３）の資料は浄化槽用角形マンホール蓋と明記してるので、メーカ違いとしても耐荷重は変わらない。
それでT6の板厚は７、T20は９となっている。スパン補強部もそのような厚さは無い。全体厚は両方同じ50（入れる外枠形状は同じということかと）。
おそらくだけど
＜板厚が25mmとか、31mmとか書いてあります＞
はこの50に相当する全体厚または蓋だけの厚さではないか。

お礼はどーでもよく、

＜板厚が25mmとか、31mmとか書いてあります＞

これどこを指すのか確定してください

お礼

なかなか奥が深くて、まだまだ勉強不足を痛感しました。ありがとうございます

回答No.5

noname#230359

再出です。

簡単に考えればよいのですね。
※ 槽サイズ；1200mm×1800mm、蓋サイズ；445mm×1180mmが１枚、耐荷重T20条件；板厚31mm。
　 耐荷重T6条件の板厚予想は、(31mm×31mm×20/6)^1/2＝56.6≒57mm
※ 槽サイズ；720mm×1350mm、蓋サイズ；650mm×700mmが１枚、耐荷重T20条件；板厚25mm。
　 耐荷重T6条件の板厚予想は、(25mm×25mm×20/6)^1/2＝45.6≒46mm
の条件でよいのでしょうか？

本来なら、蓋中央の断面係数が、同じになるようにするのがベストです。
＊ 蓋サイズ；445mm×1180mmが１枚、耐荷重T20条件；板厚31mmならば、
　 断面係数は 1/6×445mm×(31mm)^2＝71274mm^3。
　 <引張と圧縮に、それぞれ(71274mm^3×1/2＝35637mm^2)の断面係数が作用する>
　 縞鋼板のt4.5mmを使うのであれば、445mmの両端にt12mm×75mmのフラットバーを溶接する。
　 <詳細には、端を5mm空けて、すみ肉溶接ができるようにして、445mmの両端に取付ける>
　 その時の断面係数は、Πの形状で、中央部分で縞鋼板を含む圧縮側；111309mm^3、
　 フラットバーの引張側；40129mm^2となり、剛性的には略相当品以上となります。
　 そして、槽の側面付近のせん断荷重も490610[N]又は50062[kg]耐えれるとなります。
　 フラトッバーの長さは、槽の内幅-1mm～-2mmとして、長さ方向の端は溶接しないで、
　 また板厚12mmの幅方向は開先して溶接する。
　 そして、槽にセットする際にやり易いように、フラットバー幅75mmに対してC20～C30程度の
　 面取りをすべきと思います。
　 <強度的には、問題ありません>

以上のようにして、計算していきます。

参考URL：

http://www.aizawa-group.co.jp/fukagawa/CD-ROM/product/box/t41.html http://wwwcms.pref.fukushima.jp/download/1/nouringiju

お礼

かなり専門的なご意見ありがたいです。計算できるように頑張りたいと思います。

回答No.4

noname#230359

再出
溶接製作で鋳物と同じ強さにするのを諦め、強度はトラックはダメとの制限をハッキリさせるなら方策はあります。昼に実例を探してきました。
強さが明示されるグレーチングに3.2程度の縞鋼板を溶接したもの。そうすれば軽さが得られ、板の分の強さは余録。
しかしメーカー製らしき姿だったので特注が効くように思われ、探し出して売るだけの方がよいでしょう（事情不詳）
　　http://www.e-kataoka.co.jp/catalog/index.html　　

車が乗入れ出来ない構造の歩道では約□600位でやや厚い縞鋼板をたんに乗せただけ（裏側のアングル材補強は多分あり）

軽く作るなら簡単に開くのはマズイ用途と思え、蝶番と鍵で固定を要するでしょう。
側溝のふたに鋳物製のグレーチングがあり、蝶番構造もあるが子供のイタズラでは開かない重さなので鍵は無し。
　　鋳物グレーチング
　　http://www.fukunishiimono.co.jp/category/13

お礼

ありがとうございます。

回答No.3

noname#230359

http://kikakurui.com/a5/A5506-2008-01.html
　　JIS A 5506 下水道用マンホールふた　（↑簡易版なので図は無）

丸形はこれで材質、寸法、荷重検査が決められてるが、角形は各社仕様みたいです。しかし荷重試験の方法はこれを適用すると思われます。

浄化槽とは地中に埋込むもの、重量物として車などが乗っかって耐えることを想定した規格であり、守ることが必要です。

　　13. 浄化槽用角形マンホール
　　http://www.ohtake-fd.jp/seihin_syosai.html

厚みもこれに出てます。
材質は FCD500-7 で鋳物でも高強度なもの。厚さは９に補強スパンが入る構造。
縞鋼板に同じ厚さがあるが、それでは改良でないから薄くして補強。。。しかし重量軽減の効用はしれてます。
材料強度について、鋳物は FCD500 縞鋼板の材質は SS400。単純にいえば5000対400の引張強さ分だけ低い材質に置き換えることになり、しかも鋳物のように自在にスパンを入れることは容易でない。結論として荷重試験を満たすものは難しい。

なので、規格を逸脱してしまうからとお断りするのが賢明と思います。

暫しここの場だけを拝借します。中味は無関係

>難しくなく、簡単に記載したつもりですので、確認してみてください

　　( しめしめっとっ、、、待っていた(6)が書かれたからその後追いして )
　　私も全く同じ考えでした!!

　　のスリカエ詐欺パターンを予想。出してきた資料があれで何をか言わん。

質問者の理解が勝ってます!!　回答者にはペーパーテスト課してほしいぐらい(笑)

お礼

大変丁寧なご回答ありがとうございます。たぶん、公共工事では無いから大丈夫と言われそうな気がします。なにせ、田舎なんで、そこまで厳しくないところは、結構施主さんの意向に添う(そこまでせんでいいよって言われる)傾向が強いせいか、ちょくちょくこう言う案件がでてきます。設計図があれば、うちも楽なんですが、そうはいかないのが、田舎の宿命みたいなところがあるんで。ありがとうございます。

回答No.2

noname#230359

浄化槽等の公共事業的物の蓋は、
? 鋳物にて、リブ構造にして軽量化し、溶接を使用しない安全な工法としている
　 <古くからの慣例が残っていて、造船業界が溶接不可でリベット構造にしていた時代の遺産？>
? 板の大きさと板厚から、昔は入手性が悪かったので、鋳物にした
　 昔は、鋳物の溶接は、一般的に不可だったので、全てを鋳物構造にした
? 公共事業物は、特にkgやtonの見積が一般的で、適正価格設定するので、重さがある
　 製作方法が重要視され、安定感もあり採用されることが多い。
? 鋳物構造なら、新規参入が限定されるので、…としているのかもしれません
　 <昔的考えですがね>
があるのですが、新規参入＆新工法で製作ですか？

さて、強度計算方法は色々あります。
ですが、建築の法律での確認方法が、ベターと思います。
当然ですが、その地域の条例等での法律のありますから、確認が必要ですが、耐荷重の計算の
仕方とか書いてある物の分析を建築屋さんに依頼しても、判るのではないでしょうか。
後は、溶接強度をどれ位の安全率で考えるかを、特定の法律で確認するや建築法で確認する
が面倒な問題となるでしょう。

それと、耐荷重のT6とT20の記載方法が、ISO単位変更により変更している恐れがあります。
ねじの強度区分規格でも、同じような記載事項がありましたが、4T → 4.6や4.8に変更に
なった経緯がありますから、要確認でしょう。

当然、蓋の計算も大切ですが、槽の形状計算の資料も同時に入手した方が、規格が解り易い
かもしれません。

使用用途は異なりますが、小生の事務所を10年前に造成した時に、官地である側溝を通るように
申請を出したら、側溝は隣接の道路からの10ton車が通行した時に伝わる地圧にも耐えれる
側溝の構造を要求されていて、造成業者が大変苦労していたことを覚えています。

ですから、槽の計算書も計算時には、参考になると考えますので、入手すべきと考えます。

参考URL：

http://www.neji-no1.com/contents/05/file/index.html

お礼

親切な回答ありがとうございます。たぶん、蓋の部分だけをくりぬいて変えるだけだと思いますので、設計図もなにもないと思います。っていうか、無いといわれてしまいそうです。場所は、山の方にある温泉宿の駐車場ですので、施主さんがその方法でと言っているのかもしれません。もちろん海も近いんで、ドブメッキがいいと言われている可能性もあります。
また、一度確認したいと思います。ありがとうございました。