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吊り足場の梁のたわみと柱の引張強度の求め方
2023/10/17 11:41
- 吊り足場の梁のたわみや柱の引張強度の求め方について、強度計算式を提案していただけるか教えてください。
- 使用する材料や荷重、構造の条件など具体的な情報をまとめました。
- 計算式や安全性についての考慮事項を詳しく説明しました。
吊り足場の梁のたわみと柱の引張強度の求め方
2009/09/15 01:44
始めまして、下記の条件の足場を作製予定なのですが強度計算式としては以下の考え方で良いでのでしょうか?ご教授の程御願いします。
床:t3.2縞鋼板 縦幅:230cm 横幅;95cm
梁及び柱:[-100*50*5*7.5 柱長:300?
鋼材は全てSS400使用予定
総重量:600kg
補足:架台形状は凸型で柱は6本での吊り下げ式を予定しております
梁
Mmax=W1×縦幅/8
=600kg×230/8=17264kg・cm
δ=Mmax/断面係数
=17264/37.6=459.2kg/cm^2
δmax=5×W1×L1×L^3/(384×ヤング係数×断面二次モーメント)
=5×600×230^3/(384×2100000kg/cm×188)
=0.241cm 1/1067 > 1/300(規定値1/250だが安全を見て1/300) OK
柱
λ(細長比)=長さ/断面二次半径
=300/3.97=75.567≒76→許容圧縮応力度表→Lfc=1.1tr/cm^2
N(長期)=Lfc×断面積
=1.1×11.92=13.6tf=14kN
N(短期)=N(長期)×1.5=20kN
σ=N(短期)/断面積=20/11.92=1.7kN/cm^2< λ(細長比)11kN/cm^2
に十分収まるのでOK
長々と式を書いてしまいお見苦しいまた不明瞭な点が多々あると思いますが宜しく御願いします。
回答 (3件中 1~3件目)
回答(2)に追記します。荷重600kgの内訳としてはフレーム自重+荷(人)重量
でしょうか?吊り下げ式柱の場合に横荷重が加わらなければ,引張荷重のみ
作用します。この場合応力σは
σ=600×9.8/(6×11.92×1000)=0.82kN/cm^2
鋼材の許容応力は短期<24,長期<12kN/cm^2 位ですから,安全です。
ただし,建造物の場合地震等を考慮して横荷重が作用した場合にも安全で
あるように考えます。たとえば0.5Gの横荷重の作用を考慮します。
簡単のため 0.5G→300kg/6本→50kg/本 とします。このとき1本の柱には
50kgの横荷重が作用しますから,最大曲げ応力σbは
σb=50×300/(37.8×1000)=0.40 kN/cm^2
合成応力 √(σ^2+σb^2 )=0.91 kN/cm^2 となり,この場合でも問題あり
ません。また柱に圧縮荷重が主に加わる場合は提示のように,座屈荷重を
考慮します。設計する場合は荷重等の漏れがないかを十分検討しておく必要
があります。見落としから事故を招くこともありますから。
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梁
Mmax=W1×L1/8
=600kg×230/8=17250kg・cm
δ=Mmax/断面係数
=17250/37.8=463.5kg/cm^2
δmax=5×W1×L1×L^3/(384×n×E×I) n:フレーム本数
=5×600×230^3/(384×2100000×2×188)
=0.120cm →L1/1920 OK
微妙に計算値が違うように思います。 δmax<1/300 の設定だとL1=230cm
に対し,δmax=7.7mmとなります。<1/1000位で考えた方が良いと思います。
なお縞鋼板の下のフレームは2本ではありませんか?
柱の計算は座屈を考慮した場合だと思います。吊り下げの場合は引張荷重に
対し,十分安全であれば良いと思います。
計算方法は、他の回答者さんにお任せするとして、
吊り足場の梁のたわみに関してですが、許容応力以下での使用は無論の事
ですが、
? 人間工学的に撓みを1/***以下と規定している事が多いです。
人間が作業するので、足場が壊れなくても、足場が撓みで“ふわふわ”
して、船酔いのようになり仕事ができなくなったり、その原因で転倒を
したりしないように配慮をします。
数値は記憶にないですが、規定値1/250はその配慮値でしょうか?
? 梁を固定する間隔(ピッチ)が、共振を考慮したピッチでしょうか?
等々が気になります。
質問内容とかけはなれたアドバイスで申し訳ない。
お礼
2009/09/15 10:24
お早いご指摘有難う御座います。
駆け出しの身なので色々アドバイス頂けるて助かります。
?足場が壊れない為だけの規定値だと思っておりました。言われて納得です。
数値の1/250ですが、購入した資料の方(手元に無いので後で補足します)
の方に規定値として乗っていたのを参考しました。
?梁の固定する間隔については、すみません全然考えておりませんでした。
これから資料集めて検討してみます。
お礼
2009/09/16 00:06
遅くなりましたが回答の方有難うございます。
先ほど計算し直したら確かに計算値の方間違っておりました。
ご指摘有難うございます。
?フレームの件
フレームの方ですが形状が凸型の縞鋼板の下のフレームは、
下の図のような形で作製しようと考えてます。
――?―― ――
│■ ■│ │
? ? │
__ │_ ? _│__ 220cm
│■ │ │ ■│ │
? ? ? ? │
│■_│_ ? _│_■│ _│_
│――――230cm――― │
?:小梁:アングル L50×50 75cm
?:大梁:チャンネル[-100×50×5 230cm×2本
?:大梁:チャンネル同一寸法 110cm×2本
?:小梁;アングル 同一寸法 65cm×2本
?:大梁:チャンネル同一寸法 110cm×2本
■: 柱 :チャンネル同一寸法 300cm×6本
上記計算では小梁を無視した最も荷重が掛かる230cmの部分で計算してます。
?柱の計算
柱の計算ですがSS400使用予定です。
SSの引張加重は長期1.6t/cm^2 短期2.4t/cm^2
なのでこの場合、δ=463.5kg/cm^2なので短期も長期も十分もつと考えて
よいという事でしょうか?
長くなってしまってすみません。