板材の強度計算

質問

数値が間違っていた為再投稿致します。

強度計算に関して
無知の状態から自身で調べた知識のみで計算しました。
計算が合っているかと考え方が正しいか
確かめるすべがない為質問させて頂きます。

SS400板材(5x700x530mm)の耐荷重
中央に集中荷重と仮定した場合(Z=5x5x700/6≒2917(mm3))

P=4σZ/L
=4x156(N/mm3)x2917(mm3)/530(mm)
≒3434(N)
≒350(kg)

①上記計算に間違いがないか。
②集中荷重は等分布荷重に比べて耐荷重は小さい値になる
　という考え方に間違いがないか。
③上記板材の軽量化で
　長穴での肉抜きを考えておりますが
　体積が1/2となった場合耐荷重もおおよそ1/2と考えてよいか。

宜しくお願い致します。

回答No.3

ohkawa3

③肉抜きについての具体例
厚さ5mmの鉄板を肉抜きするのは現実的ではないので、
100×100の角柱を肉抜きして、下図のような100×100のH形鋼とすることを考えてみましょう。
この場合、H形鋼の重さは同寸の角柱の21％程度なのに対して、断面係数Zは、同寸の角柱の44％程度確保できます。要するに、形状が適正であれば、軽量の梁材で同等以上の耐荷重性能を確保できる可能性があるということです。

回答No.2

hahaha8635

1
http://kentiku-kouzou.jp/kouzoukeisan-taikajuu.html
式はあってる

2　圧力で考えるか　荷重で考えるかでちょっと違うが
普通分布荷重の方が分散されるので　トータルモーメントは低くなり
針にかかる力は小さくなる

３
抜いちゃうと　いろいろ面倒で　安全率の話が　どっか行っちゃうので
重量を減らすために抜いちゃうと　耐力は減る　まあ仮に　1/2になったとしても　安全率3は欲しいと思うので　ごつくなる　すると重量が増える　というループに入り　あれおかしいぞ　ってことになるよ
CAEにかけて　安全率を見ましょう

回答No.1

ohkawa3

断面係数Zの計算修正ありがとうございました。
そのうえで、P=4σZ/Lの式について、文字で表す意味は次の通りです。
Ｐは耐荷重、Ｌは梁のスパン（長さ）、σは曲げ応力度、Ｚは断面係数です。
SS400に対して、許容応力度の値として156(N/mm3)の値を適用するということは、建築基準法の長期荷重に対する応力度ですから、建築基準法の適用を受けるような建築物・工作物ではt5×700mm×350mmの両端支持の鉄板に350kgの長期負荷が加わるような設計をすることが認められると考えてよさそうです。
同じ鉄板に等分布荷重が加わる場合は、約700kgの荷重が加わった場合に部材に加わる最大応力度が同程度になりますから、②の考え方はよさそうです。
③については、どのように肉を抜くかで答えが変わるよ思いますので、想定なさっている肉の抜き方をご提示になることをお勧めします。
現実には、t 5の鉄板の肉抜きで軽量化を図ることは、理屈で可能であっても現実に費用対効果が得られるかは難しそうに感じます。