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床版の強度計算（構造計算）方法が知りたい

2007/06/25 12:29

皆さんこんにちは。
新しい業務分野を担当し始めて困っています。
平板（床版）＊水路の蓋と思って下さい　に荷重がかかった際に、その製品が破壊せずに強度がもつかどうかの計算です。全く携わった事がないので、どうしてよいのかすらわかりません。専門書やインターネットで調べましたが、専門用語が多く、皆さんご教示お願いします。また、基礎的な本や講習会御存知ありますか？

製品：1000L×1000W×25ｔ（厚み）(単位：mm）

両サイド35mmは、土手にかかるので、スパンは930mm（幅方向だけ土手に乗ります）となります。
その製品に等分布荷重で500kgかけて製品が大丈夫かの資料作成です。
とりあえず、鉄筋無しで考えます。

作る製品素材（コンクリート系）の物性は下記に記しますが、この数値をどう計算するのでしょうか？これだけで足りますか？
設計基準強度：90MPa
許容曲げ圧縮応力度：30MPa
許容せん断応力度：3MPa
単位容積重量：23.5kN/㎥
ヤング係数比：7
弾性係数：210000kgf/?2

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2007/06/26 21:23
回答No.2

この場で、全てを説明するのは無理だと思うので、考え方だけ書いてみます。
応用力学の入門書を読む必要があります。

まず、材料にかかる、せん断荷重を計算します。
等分布のせん断力（S)＝ｗ・ｌ／２
ｗ：単位当りの荷重
ｌ：はり全長

次に、曲げモーメントを計算します。
材料には、中央からそれぞれ反対向きに材料の廻す力（モーメント）がかかるか
らです。
等分布の曲げモーメント（M)＝ｗ・ｌ＾２／８

次に、計画の材料がせん断力の耐えるか、たわみ量が計画の範囲内かの計算です
せん断応力　＝　Ａ・許容せん断応力度
これが、先のせん断荷重より大きいこと

次に、曲げ応力度を計算します。
曲げ応力　＝　断面係数（下縁）Ｘ許容引張り応力度
これが、先の曲げモーメント荷重より大きいこと

ただし、それぞれに安全率を考えます。
建築系では、例えばＳＳ４００の引張り応力度は、４００Ｎ／ｍｍ＾２ですが、許容引張り応力度に
２９０Ｎ／ｍｍ＾２を使い、長期は、荷重を１．５倍で計算するとかです（うる覚え自信なし）
機械系では、４００Ｎで計算するが、安全率、繰り返し５倍、交番８倍、衝撃１２倍の荷重で計算
するとかです。

断面係数（Ｗ）は、その断面形状がどれくらい曲がり難いかを表す数字です。
同じ断面積の棒なら、平板より、パイプのほうが曲がりにくいですよね。
また、同じ平板でも、横に渡すより、縦にした方が曲がりにくいですね。
断面係数　＝　Ｉ／ｙｔです

Ｉは断面２次モーメントです。ｙｔは材料重心から下縁までの距離です

断面２次係数（Ｉ）は、長方形の場合　
Ｉ　＝　ｂｈ＾３／１２　
ｂ　：　幅
ｈ　：　高さ
丸や三角のなどの断面２次モーメントはいろいろな資料が出ています。
異型の断面２次モーメントはなかなか難しいですが、こんな資料がありました。
http://www.ibara.ne.jp/~saitoib/Private/framepage1.htm

その他、曲げモーメントに耐えても、たわみが大きすぎては使い物にならないので
たわみ量を計算します
等分布のたわみ＝５・ｗ・ｌ＾４／（３８４Ｅ・Ｉ）
Ｅ　：　弾性係数
Ｉ　：　断面２次モーメント
建築基準では、たわみは梁全長の１／３００以下とかの基準があります。

間違った個所もあるかと思いますので、参考まで

お礼

長文での丁寧なご教示ありがとうございます。
質問させていただいてからも、自分で色々調べていたのですが、記載してくれた公式集は見つけて、やっていたのですが、公式集なので何が何だかの状態でしたが、貴殿のように教えてくれると非常に助かります。頭を整理して再度頑張ってみます。

2007/06/27 08:24

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その他の回答 （3件中 1～3件目)

2007/06/27 09:56
回答No.3

参考までに＾＾
たわみ限度は短い場合（約5m位で1/1000以下）を()内でのたわみ限度を
選択し、鋼材の選定をしてました＾＾

平板の場合、たわみ限度を1/1000以下にするのが妥当ではないでしょうか？
理由は、弾性限度から、物質が荷重を受けて変形しても元の状態に戻れる
のが理想だと考えるからです＾＾

僕の構造力学お勧め資料は、
機械設計製図便覧（理工学社）
と
やさしい建築の構造力学（オーム社）
と
建築構造力学演習教科書（彰国社）
です。

上記記載の書籍では、設計と呼べる段階まで行くのは大変だと思いますが、
参考までに＾＾
※設計には、音響学という分野が必要だと、29歳になって初めてしりました；；

お礼

再度のアドバイスありがとうございます。
奥が深い分野ですね・・・。
ご教示いただいた資料を、自分が理解できるかは別として、購入しようと思います。
頑張ってみます。

2007/06/28 08:28

2007/06/25 14:15
回答No.1

http://www.hishiplate.com/tecinfo/yougo.html
以前、このサイトで同様の質問があり、それに記載されていた、
基礎計算記載のホームページアドレスです。
参照頂けます様、宜しくお願いします。

お礼

ご回答ありがとうございます。今まで見た中では一番わかりやすいサイトですね。
しかし、読んで自分なりにやってみましたが、慣れないので応用がききません。結局、自分が求めたい答えがわかりません。
誠に申し訳ありませんが、さらに素人がわかるサイトや本等御存知ないでしょうか？

2007/06/26 12:14

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