鋼板の必要板厚

Question

鋼板の上にトラック（総重量12ｔ/1車輪あたり最大3ｔ）を駐車したいと考えております。
4辺を溶接固定した正方形□92ｃｍにの中心にタイヤ設置面積20ｃｍ×24ｃｍの車輪がきて長期駐車場合の必要な板厚の計算方法がわかりません。
許容曲げ応力とたわみの計算が必要だとおもわれますが、どのように計算すればいいのでしょうか？
宜しく御願いします。

Accepted Answer

回答(3)再再出
◆2辺支持－4辺支持
　私の実力では、3次元的な板の変形を伴う「4辺支持」の応力分布や撓みを的確に求められないので、「2辺支持」の条件で計算しました。「4辺支持」の方が、応力及び撓みが小さいことは間違いありませんので、「2辺支持」の条件で応力分布や撓みを照査すれば、安全側の設計と思います。信頼できる数表などを用いて「4辺支持」の条件で応力分布や撓みを照査すれば、「4辺支持」の条件で設計することは合理的と思います。

◆端部支持－端部固定
　端部を梁に「溶接」すれば単純支持よりも固定度が上昇することは確かでしょうが、梁の構造を含めて完全に「固定」と仮定してよいか、記載の文章だけでは判断できません。また、溶接部には大きな応力が加わるので、簡易的な隅肉溶接程度では溶接部が破断する可能性があります。仮に溶接部が破断した状態でも、致命的な変形を起こさないように、端部を「支持」と考えて設計することが適切と思います。
　端部固定条件を採用すれば、板厚を極限まで薄く設計できると思いますが、梁の構造及び溶接部まで含め、詳細に応力を照査して設計する必要があると思います。

Answer

回答(3)です。
t 22×W 920の断面形状で、長さ 920の両端支持の単純梁の中央に4.8tの集中荷重が加わった場合として計算した結果です。ヤング率は205GPaを代入しました。手製のエクセルシートを使いましたので、公式集で計算した値と微妙に違いが生じているかもしれません。

Answer

安全側に単純化して、支間0.92mの2辺が支持されている単純梁に対して、
総重量12ｔの80%が後輪に加わる（片輪4.8ｔ）と考えます。
建築基準法の考え方では、長期荷重による応力は、降伏点基準の許容応力度の
1/1.5以下とする必要があるので、材質がSS400であれば、加わる応力を
157MPa以下とする必要があります。

板厚22mmを選定すれば、上記条件で最大応力146MPa、たわみが4.6mm
程度と計算できます。
4辺の支持状態の剛性が高ければ、上記計算値よりも応力及び撓みともに少
なくなりますので、上記計算値は安全側です。なお、繰り返し荷重による
疲労を考慮する必要があれば、建築基準法の考え方は適用できませんので、
他の回答者さんのアドバイスを期待したいと思います。

Answer

安全側の設計なら、92の対角寸法の円盤の中央に２０＊２４に相当する円に分布荷重がかかるとして計算するでしょう。外周は単純支持で。

Answer

鉄板の応力照査をしたいというのであれば、その下の地盤などの変形係数がわからないと計算出来ません。地盤が柔らかければ撓みや応力は大きいですし、固ければその逆です。
どの様な目的で鉄板を敷くのかわかりませんが、田んぼの様な柔らかい地盤で無ければ20mm程度の鉄板で問題になる事は少ないです。
逆に柔らかい地盤なら応力は大丈夫でも鉄板ごと沈んでしまいます。

因みにトラックの荷重は後輪が大きいので、後輪側で総重量の80%程度を見込むのが一般的です。

鋼板の必要板厚とは？