片持ラーメン構造のアンカーボルト引抜計算

１Ｎの涙 さんの回答(１４)の２番目追記にある

> 補足・・・「アンカーボルト強度計算書」中にある
> 昨日の制御盤の計算書では、安全サイドに重量Ｗ+Fvとしていた筈だと思ったが
> 法的には重量Ｗ-Fvと符号が異る。これは、地震の縦揺れと横揺れが同時に生じ
> ないことからくるのでは無いかと思っているが本当の意味は実は私も知らないw

に関して、地震の縦揺れと横揺れが同時に生じないことからくるのではないかと思っているが…
ではなく、アンカーボルトの内側に重心位置がある場合は、アンカーボルトへ引張荷重が掛かる
条件は、地震の横揺れから生じる転倒モーメントだけであるからだと思います。

その理由は、他の質問No.40655にて、小生がアドバイスで用意した、以下の表から、
〖耐震条件〗
┃　加振レベル　┃　　　　 加振方向 　　　　┃　　各加振レベルでの最大加速度
┃　　　　　　　┃　水平方向　┃　上下方向　┃　　(単位：ｍ／ｓ^2)
┃　震度５強　　┃　　　８　　┃　　　４　　┃　　
┃　震度６強　　┃　　１０　　┃　　　５　　┃　　注）震度７：阪神・淡路大震災
┃　震度７　　　┃　　１２　　┃　　　６　　┃　　クラスを想定

震度７でも、上下方向の加振が 6m/s^2程度なので、引張荷重は考慮しなくてよいとなっている
ように思います。

質問者さんへ 、

未だ、時期尚早とは思いますが、地震の資料を追加しました。
計算方法は、他の質問No.40655を確認ください。

質問者さんの
> 特にわからないのが横管の曲げモーメント（kN・m）の扱い方と、それをどうやって力の
> 単位（kN）にするのかです。
> 応力にすると単位面積あたりの力になってしまいます。
> それともモーメントと荷重をディメンジョン違いで合計してもいいのでしょうか？
> それともはなから考慮する必要がないのでしょうか？
での“ディメンジョン”の問題は、解決したと考えます。

ですが、「アンカーボルト強度計算」は、実際のアンカーボルトの強度ではなく、反力が作用する
例えばフロアの材質であるコンクリートの強度も大いに関係があります。
特に、横揺れ条件でのアンカーボルトせん断荷重は、コンクリートの耐圧強度確認も重要です。

質問者さんへ 、＆　１Ｎの涙 さん へ 、

両持ち集中荷重の梁計算では、RAやRBの反力計算は、一般的にはモーメントのつり合いにて
求めます。
　　　　　　　　　　　　　　　　　Ｗ＝50kg
　　　　　　　　　　　　　　　　　 │
　　　　　　　 │←　　√3 m 　　→│← 1m →│
　　　　　　　　　　　　　　　　　 ↓
　　　　　　　　＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿
　　　　　　 RA△　　　　　　　　　　　　　　△RB

例えば、RA×(√3 m＋1m)＝50kg×1mにて、RA＝50kg×1m÷(√3 m＋1m)


下図のような三角形のトラスでは、RAやRBの反力計算は、
? 図解法にて“ｘとｙの力のつり合い”を用い、示力図を描き“節点法”でもとめます。
? 図解法にて“モーメントの力のつり合い”を用い、反力の“節点”を求めます。
　　　　　　　　　　　　　　　　　 ↓ Ｗ＝50kg
　　　　　　　　　　　　　　　　　／╲
　　　　　　　　　　　　　　　　／　 ╲
　　　　　　　　　　　　　　　／　75°╲
　　　　　　　　　　　　　　／　　　　 ╲　　
　　　　　　　　　　　　　／　　　　　　╲　 辺の長さ2m
　　　　　　　　　　　　／　　　　　　　 ╲↙　
　　　　　　　　　　　／　　　　　　　　 ╲
　　　　　　　　　　／　　　　　　　　　　 ╲
　　　　　　　　　／45°　　　　　　　　60°╲　　
　　　　　　　　／＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿ ╲
　　　　　　 RA△　　　　　　　　　　　　　　△RB

の?では、RA×(√3 m＋1m)＝50kg×1m　⇔　RA＝50kg×1m÷(√3 m＋1m)
のように計算をして求めます。


〖一般的な静的トラスの解法〗　には、
■ 切断法
　 * 一部の部材の軸力だけを力の釣り合い式を用いて求める方法
　 * 最大軸力などを効率的に求めることができる
と、
■ 節点法
　 * 図解法
　 * 数式解法
　 * すべての部材の軸力を求める場合は節点法の方が効率的
とがあり、
切断法での力のつり合いは、ｘ方向とｙ方向とモーメントの計３式が立てれます。
因って、3軸(組子)の切断までが可能で、計算で求めることができます。

これの“モーメントのつり合い”を用いて計算していると考えてください。
回転中心が、RAかRBにての計算です。
<RAやRBが、左右のアンカーボルトと最終的に考えてください。>

以上から、オーソドックな手法を用いていますし、両者で使い易い方を合理的にチョイスして
使用しているだけなのですがねが、復習した結果での見解です。

鬼の首を取るつもりはありません。( ´∀｀)ﾉ⌒
これで、解って頂ければ非常に有り難いです。(^_^;)
人に説明することは、非常に難しいですね。（；^ω^）

質問者さんへ 、

上記URLの“ 切断法による解き方　６ページ ”の
◆ ６ページ にある 断法による解き方 の画と計算方法　　　　　　　　　　　と、
◇ ９ページ にある 節点法の図解法による解き方 の画と計算方法　　　　　　とを
良く確認してみてください。
<モーメントは、時計回りの力がプラス(＋)で、反時計回りの力がマイナス(－)がルール>
<左右がｘ方向で右が＋左が－、上下がｙ方向で上が＋下が－がルール>

◆ ６ページ にある 断法による解き方 にて、モーメントの釣り合いから、
節点Ｂを回転支点で、10kNが節点Ａに掛かっていて 腕の長さは4mと、節点Ｃに掛かる組子ＡＣ
方向の力(N3)が掛かる 腕の長さは(8/√3 ÷2)m が釣り合っているので、
－10kN×4m－N3×(8/√3 ÷2)m＝0、－10kN×4m＝N3×(8/√3 ÷2)m、
N3＝－40kN･m÷(8/√3 ÷2)m＝－10√3kN となり、図のN3矢印方向と逆方向に10√3kNとなった。
これは、節点Ｃの右側に作用する反力で、組子ＣＥには(Ｃ)← →(Ｅ)の力が掛かり圧縮材。
節点Ｃの左側にはN3矢印方向に10√3kNが掛かるで、組子ＡＣには(Ａ)← →(Ｃ)の力が
掛かり圧縮材となります。
また、
◆ ６ページ にある 断法による解き方 にて、モーメントの釣り合いから、
節点Ｄを回転支点で、10kNが節点Ａに掛かっていて 腕の長さは8m ＆ 10kNが節点Ｃに掛かって
いて 腕の長さは4mと、節点Ｅに掛かるの力(Ｅx)が掛かる 腕の長さは(8/√3 )m が釣り合って
いるので、(－10kN×8m＋－10kN×4m)－Ｅx×(8/√3 )m＝0、
(－10kN×8m－10kN×4m)＝Ｅx×(8/√3 )m、－120kN･m＝Ｅx×(8/√3 )m、
Ｅx＝－120kN･m÷(8/√3 )m＝－15√3kN となり、図の右方向に15√3kNとなる。
その反力は、図の図示の如く左側に15√3kNとなる。

以上で、◇ ９ページ にある 節点法の図解法による解き方 の画と計算方法 と同じになった。
また、◇ ９ページ にある 節点法の図解法による解き方 の画と計算方法 の
★ 節点Ｅのｘ方向の力は、
　 組子ＣＥからと組子ＢＥから作用する算出方法から、組子ＣＥから10√3kNと組子ＢＥから
　 10kNの分力の10kN×(√3/2)が加わり、10kN＋10kN×(√3/2)＝10√3kN＋5√3kN＝15√3kNが、
　 ＋側に働き、反力は－側に働くと、同じ結果になる。
また、
★ 節点Ｄのｘ方向の力は、
　 組子ＢＤから作用する算出方法から、組子ＢＤから－30kNの分力の－30kN×(√3/2)が加わり、
　 －30kN×(√3/2)＝－15√3kNが、－側に働き、反力は＋側に働くと、同じ結果になる。

以上にて、“切断法による解き方”と“節点法の図解法による解き方”の整合性が確認できた
ことになります。
質問者さんに、より解り易くするために、追記をしました。

質問者さんへ 、＆　ユー さん へ 、

ユー さん へ
回答(17),(18)の意味が今ひとつ理解は出来ないのですが、まぁいいですけど

構造力学を学べば、↓URL「釣り合いの３条件式」は基本中の基本なのです
従って自然に手と頭がそこに行く。従って、ユーさんのようにモーメントだけ
を先に考えるような方法は、正統派では無いように私には見えて仕方がない

従って質問者さんのような初心であれば、まづ基本から入って何度も練習問題
を解くことで計算力と自信をつかむことです。そのような基本さえきちんと
出来ればどのような難問でも応用が効くし根本を見失わないことに繋がります

※回答(14)にけ今朝、追記しましたが、結構、重要な部分なので見て欲しい

また投稿(16)を再度掲載してみる(質問とは直接関係ないので失礼）

ユーさんのＬＭガイドでフト私も思い出したので調べたら未解決のままだった
所謂、ほったらかしになってしましました。質問者さんの反応が全く無ければ
流石に回答した方も覚えていないので、忘れてしまいゴミになってしまうね

↓＜未解決質問＞No.37854「偏心荷重を受ける2軸のガイドユニット」
今更だが、当時のYahoo!Boxの図のリンクが無くなってしまっていたのでw
調べて再度uploadしてみました。今考えてもモデル化は間違ってはいないね

管理人様へ
※それにしても図を技術の森が保存しなければ片手 オチの財産になるだろう

おお、やはりそうでした。。。「片手 オチ」　この部分が禁止ワードだった
ようです。lumiheart さん、ユーさんらの御陰でスッキリ致しました有難う♪

質問者さんへ 、＆　１Ｎの涙 さん へ 、

図解法に手計算の手法を復習していましたら、参考になるURL資料を見つけました。
参考になる資料なので、紹介とその参考になる内容の説明をしておきます。

９ページの“要参照図解法による解き方”のトラス図を確認ください。
“Ｄ△”と“Ｅ△”部分がアンカーボルトと考えてください。
そして、“→10kN”と“→10kN”が“転倒モーメント“と考えてください。
？？？と思わないでくださいね、地震横波(横揺れ)の“転倒モーメント“と考えて、図を右側に
90°回転させて考えてみてください。

【計算処理】
地震横波(横揺れ)の“転倒モーメント“は、
10kN×4m＋10kN×(4m＋4m)＝10kN×4m＋10kN×8m＝10kN×(4m＋8m)＝10kN×12m＝120kN･m
となります。
これが、“Ｄ△”と“Ｅ△”の間(ピッチ間)に働くので、
120kN･m÷(8/√3 m)＝15√3 kN となり、“Ｄ△”と“Ｅ△”に各々加わります。
その方向は、トラス図に示す矢印方向と逆です。
<トラス図に示す矢印方向は、反力を示しています。>

以上が、地震横波(横揺れ)の“転倒モーメント“に対するアンカーボルトへの引張又は圧縮の
負荷の荷重計算方法と同等と考えてください。

自重と地震縦波(縦揺れ)の“転倒モーメント“に対するアンカーボルトへの引張又は圧縮の
負荷の荷重計算方法は、小生の回答(１３)のURL計算内容と同等と考えてください。
そして、計算方法を丸覚えしてください。

自重と地震縦波(縦揺れ)と地震横波(横揺れ)は、想定地震波形を基に算出するか、仕様書に記載の
Ｇ換算仕様で計算するかは、仕様書又は指示書で確認ください。

以上からも判るように、自重と地震縦波(縦揺れ)と地震横波(横揺れ)の転倒モーメントを総和して、
アンカーボルトのピッチで割る(除する)計算方法が簡単で合理的だと云うことです。