手摺・架台・壁下地など小さな強度計算でお困りの方へ│有限会社アクト

その手摺はもつか?

手摺の強度計算-2

先の計算で手摺がもちませんでした。

そこで、1176N の水平力に耐えられる部材を逆算します。

条件は以下です。

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◆支柱先端にかかる水平荷重(P)=1176N

◆片持ち距離 (L)       =76.0cm

◆鉄材のヤング係数(E)    =20500000 N/cm2

◆鉄材の曲げ許容応力度(F)  =23500 N/cm2

◆曲げモーメント(M)     =1176N × 76cm = 89376 Ncm

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上記の条件に耐える必要断面性能を計算します。

◆曲げ応力に対する検討

 σをFとして逆算する。
 
  Z=M/σ=89376 Ncm / 23500 N/cm2

=3.809cm3
 
 この計算結果以上のZ値を持つ材料ならば曲げ応力に耐えられる。

よって、 Z>3.809cm3 以上の材ならばOK。


◆たわみに対する検討

 たわみ量 1/100以下となる断面2次モーメント値を計算する。

 σ=76cm / 100 = 0.76cm(たわみ量)

 I=PL2 / 3Eσ= 11.05cm4

 この計算結果以上のI値を持つ材料ならば曲げ応力に耐えられる。

よって、 I > 11.05cm4 以上の材ならばOK。

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ここまでの計算結果から、

◆Z =3.809cm3

◆I = 11.05cm4

以上の断面性能を必要とする部材となる。

例えば、

○- 48.6φ×3.2t ⇒ I=11.812cm4  Z=4.863cm3

○- 60.5φ×2.3t ⇒ I=17.833cm4  Z=4.205cm3

などの材料となる。

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上記の計算をアクトWebアプリで計算してみます。

【必要断面性能】を開きます。

下図が入力画面です。

※画像をクリックすると大きくなります。

左側の各項目をチェックします。

◆梁の種類  ◎片持ち梁

◆荷重の種類 ◎集中荷重

◆長期・短期 ◎短期

◆材質     スチール

右側の各数値を入力します。

◆荷重(P)       :1176 N

◆長さ(L)       :76.0cm

◆たわみ(σ/L)     :1/100

入力したら【計算】ボタンをクリックします。

下の窓に結果が表示されます。

※画像をクリックすると大きくなります。

計算結果を手計算の場合と比べてみて下さい。

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次回は、アンカーの検討を行います。

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