片持ラーメン構造のアンカーボルト引抜計算

１Ｎの涙 さんへ、

他の質問欄(これも過去ログと云うのかな？)で、ここの質問への回答がフリーズ(FREEZE)になって
できないとのことですが、他の質問欄の回答者さんが記載されているように、回答内容の中に
『禁止用語』が含まれている理由だと思います。
昔は、白い靄が掛かった状態で登録はできましたが、他の回答者さんには見えないようになって
いたみたいです。
そして、このサイト管理者に連絡を取ったら、内容を確認してＯＫだったら表示モードにして
くれていました。
禁止用語は、機械的に判断するので、言葉尻と言葉の頭が偶然に合わさって禁止用語になったり、
浮かれて騒ぐ意味での 馬□鹿□騒□ぎ□ のように、禁止用語本来の意味ではない場合には、
このサイトの管理者さんが判断して非表示を表示モードにしてくれたりしていました。

最近は、このサイト管理者さんとの連絡が取り難い状態であり、このサイトがバージョンアップ
しているので、自動的に投稿又は回答不能に変更しているかもしれません。

栓や蓋をするねじを、メ□ク□ラ□ねじと表記しないで、プラグねじと表記することと同じです。

他の質問欄への記載の追記で、“片□手□落□ち□の財産になるだろう”の記載はＯＫみたいですね、
“片□手□落□ち□”の差別用語的な記載は…。
ですから、□記号を使用したり、言い換えたりしてなら、投稿できますよ。


さて、
? トラスや梁の計算を“図式解法”を用いて、示力図(しりょくず)を描き、各節点の力の
　 “つりあい”から組子等の内力を求めていく手法
? トラスや梁の計算を“モーメントのつりあい”を用いて、計算していく手法
がありますが、小生の感じでは、
※ ?の手法又はTOOLでの考察割合が高いのが １Ｎの涙 さん
※ ?の手法での考察割合が高いのが 小生
と考えています。
本来は、同じ結果とならなければいけませんが、回答(１５)でも記しているように
＊ 支点の設定方法の考察が異なる
＊ “図式解法”での“極”であるｏ点の設定方法又は計算等の処置方法が異なる
新人さんには、頭が痛くなるような内容での相違があります。

質問者さんには、以下に記する内容は難解かもしれませんが、いつかは役立つと考え、記すこと
にします。

小生は、ワイヤー吊り条件やトラスでの“組子”や“節点”に掛かる条件、逆Ｌ型形状の撓み計算
、等々は手計算ではなく、ＰＣのTOOLによる計算をしていたために、基本的な計算方法を忘れて
おりました。
それを思い出させてくれたのが、この質問を含めたURLへ示す過去ログ質問内容であり、１Ｎの涙
さんです。

さて、この質問内容で、１Ｎの涙 さんの
★ 最初の見解は、アンカーボルトに引張の力は加わらない　　でした。
　 多分、アンカーボルトの内側に重心があるポピュラーな計算方法のデーターが基になった
　　記載であったので、確かにその条件では圧縮の力だけになります。
★ 次に、逆Ｌ型形状の撓み計算方法から125Aパイプの“真直はりの曲げ応力”にて考察し、
　 その曲げモーメントを125Aの中立軸(中心線)上に支点として作用する考察で、アンカーボルト
　 ピッチ内？のどの位置であるかを求め、左と右のアンカーボルトにそれぞれ引張と圧縮の力が
　 作用する計算方法又はソフトを活用している。
　 小生は、底板の端が支点と考えたので、アンカーボルトピッチの外が支点となり、
　 見解の相違となった。
　 <完全剛体の考察は、実際に適さないし、アンカーボルトピッチで考察すれば横波(横揺れ)
　 の計算にも適応し、計算が容易になり且つ安全方向に働くので、「転倒モーメント／
　 アンカーボルトピッチ」計算をこの場合には用いることにした。>
　 125Aと底板が完全剛体であれば、回答(１３)の下の追記のオーバーハングの両持ち梁として
　 簡易的に考察もアンカーボルトピッチが主と考えればできます。

以上が纏めです。
１Ｎの涙 さんとは、過去ログの質問も含め、
△ 支点の設定方法の考察が異なる
△ トラスの“組子”や“節点”に掛かる荷重分析から反力を求める考えのＩＮの涙 さん
　 単純にリンク比だけで反力を求める考えの小生
　 (小生の基本考えは、パンタグラフ式のリフター設計で、アクチュエータからのリフト
　 アップ推力はリンク比と回転モーメントで計算し、パンタグラフの“組子”や“節点”
　 強度は、リフトアップ推力の反力からトラスの“組子”や“節点”に掛かる荷重計算をして
　 確認した小生が設計する前の既存実績例資料からの考察でした。)
と分析しています。

設計した物件や、その所属していた会社の文化等々で、多少計算に用いる手法や考え方が
変わりますが、ＩＮの涙さんとはそんなの大きな開きはないと、再認識しております。

質問者さんも、経験を重ねると遭遇する問題ですので、ＰＣの計算ソフトに頼り過ぎないで、
基本内容は充分に抑えて把握していってください。
<回答(１３)の下の追記も参考にしてください>

何回も記して御免なさい。
http://www.washimo-web.jp/Technology/Statics/No17/Statics17.htm
は、軸受ＡとＢのの反力計算式です。
が、下側のＬＭガイドの反力計算も、同じような手法で求めます。
このＬＭガイドがアンカーボルトに相当すると考えてくださいな(^_^;)。

回答（13）さんへ　私は勝ち負けなど全く意識してません。物事の真理を探求
したいと思うのは技術者としては当然のことだろうと思うからではないかな
だから、お手本にならない説明とかにも過剰に反応してしまうのかも知れない

※質問者さんへ
戻って、建築系ではあるが、↓にアンカー計算の法的な規定があったので紹介
「建築設備耐震設計・施工指針 2005」これが現在最新のもので勉強して下さい
他にも判り易い文献があるかも知れないが基本となるのはこれが良いでしょう

また、ネット上にも何と↓「アンカーボルト強度計算書」を見つけました！
ここでは↑の指針に沿った計算をしていて、非常に分り易く参考になるだろう
ちなみに、私の持参しているExcel強度計算書もこれと殆ど変わりがないです

補足・・・「アンカーボルト強度計算書」中にある
支点アンカーからの距離LGが今回の質問のようにアンカー範囲外にある場合は
先日言った通り、転倒モーメントの向きが逆になり正(＋）時計回りになります
この正負の決め方は文献により異なるが、私は正(＋）時計回りとしています

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

補足・・・ネット上の情報は誤りも多く（私もその一つだけど）実務で使うに
はリスクも多いから、規格文献か参考書などを実際に手元に置くべきと思う
先の制御盤の強度計算書も幾分判り難かったし誤りもありましたからねぇ

＞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

少し考えればアンカーピッチ間に重心がある場合には 重量 Ｗ-Fv とマイナス
側にすることで転倒モーメントを大にする方向に働くからより安全設計となる

しかしアンカーピッチ外に重心がある場合には 重量 Ｗ+Fv とプラス側にする
ことで転倒モーメントを大にする方向に働くからより同じく安全設計となる筈

※まとめ注意：垂直地震力　Fv の増減はアンカーに不利=つまり安全側になる
ように転倒モーメントの方向を見て適宜決定しなければなりません。従って、
私の現在使用しているExcel計算書も、この点は修正しなければならないだろう

このように便利なソフトや公式を使うことは間違いを少なくする効果はあるが
今回のようなソフト上のバグがあった場合などは即、間違いに直結してしまう
質問者、ユーさんが気づかせてくれたとも言えます。此方こそお礼する有難う

負け惜しみではなく、本来の計算は小生が記した如く計算処理するのが普通であり、応用が効く
計算手法なので、近い将来にマスターしてください。
理論的には、Ｉ形鋼やＨ形鋼、［ 形鋼、等々の形鋼の断面係数や断面二次モーメントを求める
手法(各ブロックの重心位置から、力が作用する仕様を形状で按分又は積分する手法)に似ていて
マスターすれば、断面係数や断面二次モーメントが比較的容易に求まるに似て有効な手段です。

さて、本題ですが、問い合わせの内容の自重に対しての転倒モーメントは、
ＩＮの涙　さんの計算手法なら、URL“第17回　演習問題（支持点反力を求める問題）”に
示した手法でも簡単に求まります。
RAとRBをアンカーボルトとすれば良いのです。

話しが複雑になるので、記したくないのですが、厳密性に欠くので以下に記します。

やはり、簡単な模型を硬い厚みのある紙で製作し、転倒モーメントが作用するように倒して
みますと、底板の端が支点にて、右側のアンカーボルトも左側のアンカーボルトも引張り力が
作用するように、机面等でF.L.を代用している面と底板の下側の面に隙間が発生することが
実証できます。

上述URLの下段にある“index”をクリックしますと、
機械技術者の自己啓発支援講座（目次）
機械技術者のための　　工業力学入門
【内容（目次）】 　　講座の各回の内容（下記をクリックしてお入り下さい）
が確認できます。
その中の
第14回　演習問題（力の大きさと向きを求める問題１）
第15回　演習問題（力の大きさと向きを求める問題２）
第16回　演習問題（力の大きさと向きを求める問題３）
等でも出てきます、“ｘ方向およびｙ方向の力のつり合い式”から、反力を求める手法が、
色々と共通性が高いので、便宜上用いられています。
結果の数値も、高目に算出されるので、例外の計算手法は表舞台から消えております。
ですが、実際に模型やモデルを使った考察とは、前述の如く食い違いが生じます。
それを頭の隅に置いて、計算をしてみてください。

１Ｎの涙 さんのコメント痛み入ります。

さて、小生が若い頃に確認した、既存設備の計算書には、
※ 支点を明確化し、釘抜きの原理にて、各ポイントの荷重を算出していた
※ 楔作用等は、入力×入力の移動距離＝出力×出力の移動距離
　 出力＝入力×(入力の移動距離÷出力の移動距離)
にての物が多く、小生は今も計算の基本にしています。

しかし、設備が大きい物で外注した物件は、外注先が建築のエンジニアで計算書を作成してきて、
一時は困ったのですが、分析の結果問題ないと上司が判断し、併用を決めたことを思い出します。
その内容が、上述のURLの“第17回　演習問題（支持点反力を求める問題）”の特に第14回～
第17回の内容です。

先ず、自重と縦波(縦揺れ)は、上述のURLの“第17回　演習問題（支持点反力を求める問題）”
にて、簡単に考察してしても良いということです。
ＲＡとＲＢをアンカーボルト位置とみたてて、計算する方法です。

┃┃50A（2.5M) 　　　　　　　　　　　
┃┣━━━━━━━┫
┃┃　　　　　　 150kg
┃┃　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　 ┏━━━┓
┃┃125A 　　　　　　　⇒　┏━━━━━━━━━━━━━━━┫　　　┃
┃┃ 　　　　　　　　　　　┗━━━━━━━━━━━━━━━┫ 150kg┃
┃┃ 　　　　　　　　　　　▲　　　▲　　　　　　　　　　　┗━━━┛
┃┃ 　　　　　　　　　　 ＲＡ　　ＲＢ
╋━╋──
M20アンカー×4

ＲＡとＲＢの間に重心があれば、両持ち梁のポピュラーな計算方法で、ＲＡとＲＢの反力が
簡単に算出できます。


次に、横波(横揺れ)は、上述のURLの“第17回　演習問題（支持点反力を求める問題）”から、
下部の『index』をクリックして、“第15回　演習問題（力の大きさと向きを求める問題２）”や
“第16回　演習問題（力の大きさと向きを求める問題３）”を確認して、
下図の仕様で、アンカーボルトを節点として考え、引張と圧縮荷重を算出し、アンカーボルト
の軸方向と軸と直角方向に分解し、軸方の荷重を求める方法もあります。

　│
　╋━━━━━━━━━━━━　　　単純なアンカーボルトへのせん断荷重は、
　┃━━━━━━━━━━┳━　　　構造物全体の重量×横波(横揺れ)のＧ
　╋　　　　　　　　　　┃　　　　となります。
　│　　　　　　　　　　┃　
　│　　　　　　　　　　┃　
　　　　　　　　　　　　┃　
　　　　　　　重心位置↓┃　
　　　　　　　　　　　●┃　
　　　　　　　　　150kg ┃

また、上図の下側のアンカーボルトに引掛り、そこが支点となり、モーメントが作用する
考えで、「上図モーメント／アンカーボルトピッチ」で計算しても良い。
(上図の位置関係を考察に用いたのは、自重等の条件で上図では上側に位置するアンカーボルト
が、引張荷重又は抜け方向荷重を受けているので、一番条件が厳しいので、その条件に付加する
姿勢又は方向を選択しました)　

以上を新たに追加します。

えっと１Ｎの涙です　回答(8)のお礼に対する返信を新たに投稿しますね

＞根本の式の意味が理解できました。本当に初心者ですいませんでした。感謝します。

※いえ、何も謝ることではないです。誰でも初めは初心者なので気にすることは無い
逆に、こうして返信してくれること此方も説明し易いし更にお節介したくなります
ただ、お互いに非常に効率が悪いので、先輩技術者が居れば直接聞いた方が良いよ


＞「”耐震計算”●3」では自重のモーメントが「－（アンカー側に有利）」に作用しますが、
＞本件では支点の逆側に重心があるので「＋（アンカー側に不利）」で計上すれば良いのでしょうかね？

※アンカーに不利とか有利と言う表現はしません。強いて言えば反時計回りモーメントは、
ここの盤の図では全てアンカーの引抜き力になるように作用するのです。わかるかな？
もしも、時計回りのモーメントが存在するならば圧縮力になるように作用するのでアンカーに有利と
いうような言い方に成るかも知れませんが一般的にはこのように言いますよ

あとは、Ｒｂの反力についてであるがアンカーの内部抵抗力と考えれば分かり易いかと思う
荷重である力が作用すると、その反作用である反力=内部抵抗力が存在しなければ動いてしまう
つまり静止状態を保つ条件がアンカーの引抜きの抵抗力と言うわけだ・・・易しく言ったが、難しい？


＞Ｒｂ＝ＦＨ・ｈＧ＋（ＷＧ＋ＦＶ）・?３Ｇ／?・ｎｔ１　駄目ですか？

※惜しいがダメですｗ　「”耐震計算”●3」にある図は実際ミスが何点かあるので、私の作成した↓URL
にある図が見られるならば分かり易い。説明図2中の「●3.ボルト強度の計算」にある式が正解になります
☆ここ技術の森は、直接、図で説明することが難しい。私に見えても見られないことも多いからなぁ・・
あとユーさんへ・・・もしかしたら、前回は説明図のリンクアドレスをミスったかも・・・今度こそ