荷重計算によるボルト径の決定方法

Question

下図のような品物があります。(ボルト支持以外の結合部はすべて溶接）
そのとき、矢印（↓）の位置に集中荷重（40kg)がかかった場合に、この品物を支えるためには、ボルトの径はどのくらいの大きさのものを使えばよろしいのでしょうか？（ボルト位置は板Bの中心から150の位置に4個通す予定です）
よろしくお願いします（できれば計算過程も記載していただけると助かります）

ボルト支持
                  ⇓　　　　　 ⇓
　　　　－－－－－－－－－－－－－－－－－－
               ｌ　　　　　　　　ｌ←板B 400X400X20
　　　　　      －－－－－－－－－
　　　　　　　　　　 ｌ　　ｌ
                     ｌ　  ｌ
  （40Kg)　      　  ｌ　　ｌ←L鋼 65X65
     ↓    1600      ｌ　　ｌ
　   －－－－－－－－－　　ｌ
　   ｌ　　　板A     ｌ　　ｌ1500　　　数値は寸法で単位は（mm)です
 200 ｌ　    t9　　　ｌ　　ｌ
   　－－－－－－－－－　　ｌ　
　　　　　　　　　　 ｌ　　ｌ　　
                     ｌ    ｌ　　
                      －－－

Answer

ボルトの計算はボルトの書籍やメーカ技術資料を読んだ方がいいです。
ネットのような不確かな情報を基に計算して終わりでは危ないです。
軸力と外力の関係、ねじ山に発生する応力の分布の仕方等
もっと重要なことが記載されています。
基本技術は幾つもの資料を基に総合的にご判断を。

Answer

最初の基本概念と最後の保証荷重が気になり、私も計算してみみました

?Ｘ＝0，?Ｙ＝0，?Ｍ＝0 の静力学的平衡が保たれているとする。簡単に
言うと、Ｘ，Ｙ方向も偶力によるモーメントも全て釣合っていれば物体は静止
し続ける・・・要は釣合って静止しているですね

ネジ反力を左からR1',R2'とすると、前回答と同様に右上を支点で
?Ｙ＝0の条件からは：R1+R2=40・・・・・・・・・・・・・a（仮に↑を+）
?Ｍ＝0の条件からは：-40x(1600+200)-350R1+50R2=0・・・・b（cw+）
aをb式に代入し,これを解くと　R1'=+255kgf（↑），R2'=-215kgf（↓）

ボルト荷重Rは、条件から4本ですから、R1=R1'/2≒130gf≒1300Nとなる
更に保証荷重＝降伏点x(0.91)荷重から、仮に安全率を３倍にして計算すると
1300x3≒3900N→最低でM6-4.8x4本(4520N)であれば、計算上は行けそうに思う
しかし自重無視や疲労,諸条件などを考慮し⇒結局勘と同じM10-4.8x4本に決定
（R1は↑向き反力でネジ部では引張荷重になりR2は圧縮荷重；こんな感じ）

最後に注意しておきたいのは保証荷重とは、JISB1051に規定されている通りで
要約すると下降伏点荷重を検査する為の試験荷重を記すと、私は考えますので
ネジ荷重保証値（使用荷重）と混同すると破断していまうので注意して下さい

Answer

ボルトの選定には、『引張荷重』と『モーメント荷重』を確認する必要があります。 ★ ボルト引張り荷重　＊負荷；40kg 　＊板Ａ；9mm×200mm×1600mm×7.85/1000000 ≒ 22.6kg 　＊Ｌ鋼；Ｌ65×65×6 ⇒ 5.91kg/m ×1.5m ≒ 8.87kg 　＊板Ｂ；20mm×400mm×400mm×7.85/1000000 ≒ 25.12kg 　　　　計；40kg＋22.6kg＋8.87kg＋25.12kg ＝ 96.59kg 　 96.59kg÷4本 ≒ 24.14kg/本　ねじのカタログ等には、保証荷重応力によって求められた“保証荷重” 　があります。<以下のねじ資料を参照下さい> 　 http://www.neji-no1.com/contents/05/file/ 　 http://www.alpsseiko.co.jp/data/bolt%20no%20tukaikata%20p22-27.pdf 　 http://www.nmri.go.jp/eng/khirata/design/ch04/ch04_03.html ☆ モーメント荷重 <実際は、此方の方が、条件がきつい> 　板Ｂの右端を支点として、ボルトに引張モーメント荷重が掛かる　＊負荷；40kg×（1600mm＋65mm/2＋400mm/2）≒ 73300kg･mm 　＊板Ａ；22.6kg×（1600mm/2＋65mm/2＋400mm/2）≒ 23300kg･mm 　　　　　　<平鋼の重心位置からのモーメント> 　＊Ｌ鋼；8.87kg×（65mm/2＋400mm/2）≒ 2100kg･mm 　　　　　　<Ｌ鋼の向きにより重心が変化するので、最悪を計算> 　＊板Ｂ；25.12kg×400mm/2 ≒ 5000kg･mm 　　　　計；73300kg･mm＋23300kg･mm＋2100kg･mm＋5000kg･mm 　　　　　　＝ 103700kg･mm 　ねじ位置は、中心から150mmの位置なので、右端から50mmと350mmとなる　ねじ荷重をＷ kgとすると、モーメントは50Ｗ kg･mmと350Ｗ kg･mm 　ねじは各2本計4本なので、2×Ｗ×（50mm＋350mm）kg･mm 　纏めますと、800Ｗ kg･mm 　ボルトへのモーメント（引張り）負荷は、　 103700kg･mm ＝ 800Ｗ kg･mm　　⇒　　Ｗ ≒ 130kg/本以上により、130kg/本以上の保証荷重を有するボルトを選定する。

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