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タンク固定用ブラケットの強度計算
2023/09/06 19:42
- タンクの支持ブラケットの計算をしていますが、情報が不十分で信用できるか判断できません。
- ブラケットの形状や荷重条件について詳細な説明があります。
- タンクの曲げ応力と許容応力を比較し、ブラケットの安全性を検討しています。
タンク固定用ブラケットの強度計算
2009/03/26 21:51
お世話になります。
業務でタンクの検討をしており、そのタンクの支持ブラケットの計算をしております。
色々資料を読み漁りましたが、いい情報がつかめずにいます。
何かお知恵がありましたら御教授よろしくお願いします。
タンクの荷重
F=2900kg
ブラケットの長さ
L=30cm
モーメント
M=87000kg・cm
ブラケットの形状は
20(幅)×30(奥行)×1.6(厚)cmの鋼板(SS400)の両端に
1.6(幅)×30(奥行)×30(高)cmの鋼板(SS400)をガセットとして取り付けた形です。
まず限界細長比として
Λ=((π^2×E)/(0.6×F))^0.5=120
【E=2.1*10^6kg/cm^2(ヤング率)】
【F=2400kg/cm(降伏点)】
細長比は
λ=l/k
k=(I/A)^0.5=8.66cmもしくは0.46cmとなり
【k=断面二次半径】
【I1=3600cm^4(断面二次モーメント)】
【I2=10.24cm^4(断面二次モーメント)】
【A=48cm^2(ガセットの断面積)】
λ=65.21もしくは3.46となります。
【l=30cm(ガセット高)】
細長比が限界細長比より小さいので
許容応力fcは
fc=(1-0.4×(λ/Λ)^2)×F/ν
【ν=3/2+2/3×(λ/Λ)^2】
fc=(1-0.4×(λ/Λ)^2)×F/(3/2+2/3×(λ/Λ)^2)=(1-0.4×(65.21/120)^2)×2400/(3/2+2/3×(65.21/120)^2)=1247.3kg/cm^2
一方タンクの曲げ応力σは
σ=M/Zより
【Z=696cm^3(断面係数)】
87000/696=125kg/cm^2
となりました。
許容応力と曲げ応力を比べると明らかに曲げ応力の方が小さく、このブラケットは安全となるはずですが。
私自身、構造を学んだことが無く強度計算をするのが初めてですので経験値がありません。
ですのでこの結果は信用できる値なのか、それとも計算を間違っているのかが判断できません。
分かる方どうぞよろしくお願い致します。
ちなみにブラケット寸法については、過去の似たような荷重条件のタンクより引っ張ってきました。
【タンクの曲げ】とはどの状態でかかる荷重のことでしょうか?
ブラケットのプレート部に掛かるモーメントと考えていいですか??
前提条件として置いた情報が不十分かと思いますので以下に記します。
タンク形状
平面寸法が800×2000です。
寸胴部は2600の長方体で
コーン部は1900の四角錐です。
ブラケットは寸胴部の底部に4本取り付けてあり、それぞれのブラケットに2900kgの長期垂直荷重が掛かっています。
ブラケットの寸法は最初に記載したとおり
200(幅)×300(奥行)×16(厚)のプレートの両端に16(幅)×300(奥行)×300(高)のガセットを取り付けた形です。
タンク
┌───┐
│ │
2900kg│ │
↓│ │
△└───┘△
←→\ /
300 V
ブラケット
↑ ┌┐ ┌┐
300 ││ ││
↓ ││ ││
├┴──┴┤↑
└────┘↓16
←─200─→
もう少しお付き合いいただけるとありがたく思います。
よろしくお願いします。
質問者が選んだベストアンサー
お疲れさまです。
atsushiさんの計算手法は鋼構造設計規準からでしょうか、「I1」の値が不明ですが、他の数値は大丈夫と思います。
マンガ絵がなく荷重条件が不明でしたので以下勝手に解釈してみます。
↓P P↓
┌┐ ┌┐
││ ││ P=2.9t/2=1.45t
││ ││
├┴──┴┤
└────┘
【両端板の圧縮応力度】
σc=1.45/48=0.03t/cm2
∴σc/fc=0.03/1.2473=0.02 < 1 OK!
【タンクの曲げ】
条件がわかりません、上記の絵では曲げが出てきませんね。。。
鋼構造設計規準のfbは1.6t/cm2です。
∴σb/fb=0.125/1.6=0.08 < 1 OK!
設置状態がかわりませんが、地震荷重をみる必要がありそうです。
屋外であれば、積雪・風荷重も考慮します。
詳しい情報があればもっと良い回答を頂けると思いますよ。
│
ブラケット │ タンク
↓ │ ΣW=11.6ton
/ ̄│ ↑
/ │
台 / │ 300
座 /│ │
↓ │ ̄│ ̄ ̄ ̄│ ↓
 ̄ ̄ ̄ ̄ ̄│ ̄│ ̄ ̄\ /
 ̄ ̄ ̄ ̄ ̄│ ̄ \ /
\ /
← 300 → \ /
こんな感じなのでしょうか。
だとすれば、先の側板(リブ)圧縮検討は的を外しています。
この場合の曲げについては、タンクと接している面~取付ボルト(または台座の端)までの水平距離がLで
M=2.9t×L = ○○○t・cm
となってくると思います。
条件を補足して頂きましたが、違って理解しておりましたら申し訳ございません。
ご参考に頂けたらと思います。
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その他の回答 (3件中 1~3件目)
小生も、建築法等の法規に則った計算方法をした方が、
急がば廻れと思います。
その方面の知り合い等に相談して、アドバイスを受けて下さい。
それを商売にしている方が沢山いますし、有料の内容と思います。
お礼
2009/04/01 10:25
御指摘ありがとうございます。
外部への依頼も検討してみます。
タンクに関しては、法規・規格が適用になるケースもあります。
その点は、確認されたほうがよろしいかと思います。
法規が適用になる場合は、法規に則った強度計算が必要となりますし、
規格が適用になる場合は、規格に示された標準形状を守る必要があります。
法規・規格では、風・地震まで考慮した設計となりますため、鋼構造の設計
だけでは不足となります。
JPI(日本石油協会)などに標準のサポートラグなどが記載されております。
参考にされてはいかがでしょうか。
お礼
2009/03/30 09:15
ご回答ありがとうございます。
返事が遅れてすみません。
JPI参考させていただきます。
お礼
2009/03/27 13:31
早速の回答ありがとうございます。
曲げについてもう少し質問させていただきたく思います。
補足に書き込みます。
書き忘れてました…。
おっしゃるとおり計算手法は鋼構造設計規準案を用いてます。
ブラケットの形状ですが記載していただいたとおりのものを考えています。
圧縮については十分許容内に収まっているようですね。ありがとうございます。
まったくその通りです。
上記の通り検討しています。
的外れとありますが
今回の計算では…
・タンクをフロアに固定する
・タンクを固定するにはブラケットが必要
・単なるプレートを付けるだけでは接続部に過大な荷重が掛かるのでリブが必要
・リブが荷重に耐えれるか検討
このような順序でブラケットのリブの座屈について検討しているつもりでした。
どのように検討違いか教えていただけると幸いです。