吊りビームのリブの強度計算について質問です

オーマさん

質問日時： 2010/08/05 00:20

図のような構造物で５tonの物体を吊りあげる際に、物を吊るＩビームは計算して十分な強度があることがわかったのですが、
隅肉溶接を施した9ｔのプレートにM16ボルトで固定してあるリブの強度の計算方法が分かりません。
可能ならばボルトをM12かＭ14に変更したいのですがどのように計算すればよいのでしょうか？

添付資料

213451.jpg

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ZZZさん

図を拝見しましたが、リブが見当たりません。
9ｔのプレート（フランジ）の事でしょうか？
そう仮定して計算します。
9ｔのプレートの断面二次モーメント　I=wt^3/12=130×9^3/12=7897.5
9ｔのプレートの断面係数　　　 　　　Z=wt^2/6=130×9^2/6=1755
角パイプ端面からボルト穴までの距離　L=35mm（仮定）
荷重　W=5000/2=2500kgf
縦弾性係数　E=21000kgf/mm2
とすると
タワミ　　V=WL^3/3EI=2500×35^3/3/21000/7897.5=0.22mm
応力　　σ=WL/Z=2500×35/1755=49.9kgf/mm2
厚さを16mmに変更すると
V=WL^3/3EI=2500×35^3/3/21000/44373=0.03mm
σ=WL/Z=2500×35/5546.7=15.8kgf/mm2
ボルト張力　5000/4=1250kgf=12.25kN（Ｉビームのタワミを考え、外側のボルトは無視）
http://www.jfe-steel.co.jp/products/building/items/hex-head/index02.html

ZZZさんへのお礼 お礼日時： 2010/08/08 15:11

ゴッチョさん

溶接構造物の場合、材料強度評価がありますが、
私たちは、溶接部「のど」厚強度評価も実施します。
これは、吊ビ－ムの使用環境にもよりますが、
材料強度よりも、溶接強度が低い場合、溶接部からの
破断を経験しているからです。

ちなみに、のど厚は脚長ではありません。
溶接脚長÷ル－ト２で求めます。
故に、溶接脚長÷ル－ト２と溶接部の周方向長さを乗じると有効面積です。

溶接部の応力が、溶接部の許容せん断応力より小さく、
かつ、安全率より高ければ強度評価はＯＫです。

ゴッチョさん

計算方法の参考例です。
例）下記は仮定です
　・溶接部にかかる力：３４０００ｋｇ
　・すみ肉溶接部「のど厚」：４７４４０ｍｍ２
　・これらにより、溶接部応力０．７１６ｋｇ/ｍｍ２
　・安全率：一般的４．０以上（溶接効率含む）
　あ）溶接する吊ビ－ム母材の引張強さ：４０～５０ｋｇ/ｍｍ2
　い）上記あ）部品の　引張許容応力係数：母材の０．９～１．０
　う）溶接部の許容せん断応力：一般的に上記い）の０．６～０．７程度

　これらにより、
　すみ肉溶接部の許容せん断応力は、安全側に計算して
　　（４０ｋｇ/ｍｍ２×０．９）×０．６＝２１．６ｋｇ/ｍｍ２
　溶接部応力と比較評価すると
　　　　２１．６ｋｇ/ｍｍ２　＞　０．７１６ｋｇ/ｍｍ２－－－ＯＫ

　安全率評価
　　　　２１．６ｋｇ/ｍｍ2　÷　０．７１６ｋｇ/ｍｍ２　≒３０　ＯＫ

参考になりましたでしょうか？