4) 横桁の照査位置 P.27 修正事項横桁 No07~No18 ( 少主桁のNo01からNo06は格子計算による断面力が発生しないので省略 ) 照査点 No 溶接部名称継手名称等級 1 横桁腹板上主桁腹板すみ肉 F H 2 横桁腹板下主桁腹板すみ肉 F H ただし上記の 2 つ照

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あつひろながおか
5 years ago
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1 鋼道路橋の疲労設計資料 4. 疲労設計計算例の横桁計算の修正横桁の主桁への連結部の溶接にて腹板部にすみ肉溶接をフランジ部に完全溶込溶接を採用した設計事例を掲載していますが溶接部の応力計算の方法を修正いたします異なる種類の溶接を混在させた場合には母材の全断面を効とした場合に比べ各部位の応力の分担が変わるわるため溶接部の断面を用いて断面性能を計算し応力を計算しました詳細については次頁以降に記載しましたのでご参照願います修正頁分のみ添付しています平成 18 年 6 月 ( 社 ) 日本橋梁建設協会構造技術部会

2 4) 横桁の照査位置 P.27 修正事項横桁 No07~No18 ( 少主桁のNo01からNo06は格子計算による断面力が発生しないので省略 ) 照査点 No 溶接部名称継手名称等級 1 横桁腹板上主桁腹板すみ肉 F H 2 横桁腹板下主桁腹板すみ肉 F H ただし上記の 2 つ照査点は上下フランシ断面が同じなので応力範囲が等しくなる 2 点のうち許容値が小さくなる引張側のみ照査する止端破壊の場合 F 等級としルート破壊の場合 H 等級とし照査結果を併記するルート破壊の照査は腹板厚ではなくのど断面積に対して行なう腹板厚 t=mm すみ肉脚長 s = 6mm のど厚 a = s / 2 * 2 = 6 / 2 * 2 = 8.49 mm 割り増し係数 t / a = / 8.49 = 1.18 発生応力度を 1.18 倍して照査を行なう横桁の主桁への連結部の応力は溶接部の効断面を用いて断面性能を改めて計算して求める 1) 横桁腹板上主桁腹板 2) 横桁腹板下主桁腹板 HL HW HU H 1) 横桁腹板上主桁腹板 2) 横桁腹板下主桁腹板 HW HL H 照査位置寸法主桁高 No H HU HL フランジ幅厚腹板高さ (HW) 厚材質 ( 単位 mm) 水平補剛材の無無無鈑桁無箱桁

3 4.3 横桁計算例 P.95~99 修正事項 1 疲労照査用条件 (1) 設計供用期間載荷荷重設計供用期間:0 年大型交通量 :ADDTT SLi = 3000 台 ( 一方向一車線当たりの日大型車設計交通量 ) 疲労設計用載荷荷重 =(T 荷重 )* (1+i f ) T 荷重 :200 kn i f : 衝撃係数 i f = / (50 + L) L: 衝撃係数を求めるときの支間長 (m) L : 衝撃係数を求めるときの支間長 (m) (2) 載荷荷重位置 (mm) G1 G2 G3 G (kN) 0(kN) 車線 (kN) 0(kN) 車線 2 2 詳細計算桁名 = 横桁要素名 =CR1003( 格点番号 2003) 横桁腹板 ( 下端 ) と主桁腹板 (1) 断面諸量単位 (m,m 4 ) Ix y 横桁腹板がすみ肉溶接のため止端破壊 (F 等級 ) とルート破壊 (H 等級 ) の両方について照査する 95

4 Mx σ= Ix * y * γa ここに σ : 作用応力度 (2) 断面力と応力度載荷横断 Mx : 面内曲げモーメント Ix :x 軸回りの断面 2 次モーメント y : 中立軸より照査位置までの y 軸方向の距離 ( 中立軸より下側を正とする ) γa : 構造解析係数 γa = 0.5 応力度算出時の構造解析係数 γa = 0.5 車線 1 Mx σ 車線 2 Mx 単位 (kn kn m N/mm 2 ) σ 車線 i L B1 (m) Log L B γ T1 L B2 (m) γ T2 γ T 活荷重補正係数 γ T = γ T1 * γ T2 ここに γ T1 :T 荷重補正係数 γ T1 = Log L B ( ただし 2.00 γ T1 3.00) L B1 : T 荷重補正係数算出時の基線長 (m) γ T1 は少数点第 3 位を四捨五入する γ T2 : 同時載荷係数 96

5 (3) 応力範囲の計算応力範囲基本式 = σ i,k1 σ i,k2 * γ T(i) ここに : 応力範囲 σ i,k1 : 最大応力度 σ i,k2 : 最小応力度 i は車線番号 j は応力範囲の番号 i は車線番号 k1 は載荷横断番号 i は車線番号 k2 は載荷横断番号 γ T(i) : 活荷重補正係数 i は車線番号車線 1 載荷車線 2 載荷 σ 1,1 = σ 1, 3 σ 1, 7 * γ T(1) = ( 12.3) ( 2.1) * 2.98 = 42.7 N/mm 2 σ 1,2 = σ 1,11 σ 1,13 * γ T(1) = ( 0.2) ( 0.1) * 2.98 = 0.6 N/mm 2 σ 1,3 = σ 1,16 σ 1,17 * γ T(1) = ( 0.0) ( 0.0) * 2.98 = 0.1 N/mm 2 σ 2,1 = σ 2, 3 σ 2, 8 * γ T(2) = ( 3.9) ( 0.8) * 2.98 = 14.0 N/mm 2 σ 2,2 = σ 2,15 σ 2,17 * γ T(2) = ( 0.0) ( 0.0) * 2.98 = 0.1 N/mm 2 最大応力範囲 σ max = σ 1,1 = 42.7 N/mm 2 (4) 補正係数平均応力度に関する補正係数 C R 単位 (kn kn m N/mm 2 ) 断面力ケース Mx σ γ T σ*γ T 死荷重 T 荷重最大 T 荷重最小死荷重 +T 荷重最大 σ max = ( 1.6) + ( 36.5) = 35.0 N/mm 2 死荷重 +T 荷重最小 σ min = ( 1.6) + ( 6.2) = 7.7 N/mm 2 応力比 R = σmin / σmax = 7.7 / 35.0 = 0.22 (1.00<R<1.00) C R = 1.00 板厚に関する補正係数 C t 母材板厚 mm 付加板厚 mm C t = 1.00 ( 母材板厚 =mm 25mm) (5) 一定振幅応力に対する応力範囲の打ち切り限界を用いた照査 ( 簡便な疲労照査 ) 仕上げ前 ( 強度等級 F) F: すみ肉溶接荷重伝達型十字溶接非仕上げ止端破壊一定振幅応力に対する応力範囲の打切り限界 σ ce = 46.0 N/mm 2 最大応力範囲 σ max = 42.7 N/mm 2 σ ce * C R * C t = 46.0 * 1.00 * 1.00 = 46.0 OK 97

6 (6) ルート破壊による照査 (H 等級 ) 腹板のルート破壊の照査は腹板厚ではなくのど断面積に対して行うフランジは完全溶込み溶接であり継手部においてフランジと腹板との応力分担が母材と変動するため継手部の断面計算を行う腹板厚 t=mm すみ肉脚長 s = 6mm として計算するのど厚 a = s / 2 * 2 = 6 / 2 * 2 = 8.49 mm σwu 1P95 の (1) 断面諸量を計算した断面 (I CB ): 母材断面断面諸量 A(cm 2 ) Y(cm) AY(cm 3 ) I(cm 4 ) 1UFLG PL 230 (SS400) WEB PL 1400 (SS400) LFLG PL 230 (SS400) Σ 主桁腹板 σwl のど厚 2 上記のルート破壊による照査 (I w ):( のど厚腹板厚 8.49mm ) 断面諸量 A(cm 2 ) Y(cm) AY(cm 3 ) I(cm 4 ) 1UFLG PL 230 (SS400) WEB PL (SS400) 横桁腹板 1LFLG PL 230 (SS400) サイズ Σ 溶接部の応力度については母材の応力計算結果に換算係数を乗じて計算する Mx 応力度は σ= * y であり断面 2 次モーメントIの逆比となる Ix 換算係数は I CB /I w = /422770=1.082 なお腹板部の溶接のど厚が母材より小さい場合にはフランジの溶接部の負担比率が全断面効とした場合より増加するためフランジの応力照査を別途要す発生応力度を 1.08 倍して照査を行う車線 i 応力範囲 j 母材 (7) ルート破壊部一定振幅応力に対する応力範囲の打ち切り限界を用いた照査 ( 簡便な疲労照査 ) 仕上げ前 ( 強度等級 H) 一定振幅応力に対する応力範囲の打切り限界 σ ce = 23.0 N/mm 2 換算係数ルート破壊部最大応力範囲 σ max = 46.1 N/mm 2 > σ ce * C R * C t = 23.0 * 1.00 * 1.00 = 23.0 NG 98

7 (8) ルート破壊部累積損傷度の照査 ( 詳細な疲労照査 ) NT i = ADTT SLi * γ n = 3000 * 0.03 = 90 nt i = NT i * 365 * 設計供用期間 ( 年 ) = 90 * 365 * 0 = 3.29E+6 σ f = 40.0 N/mm 2 σ f * C R * C t = 40.0 * 1.00 * 1.00 = 40.0 N/mm 2 σ ve = 11.0 N/mm 2 σ ve * C R * C t = 11.0 * 1.00 * 1.00 = 11.0 N/mm 2 m = 3 ( 直応力を受ける継手の場合 ) N i,j = 2 * 6 * ( σ f * C R * C t ) m / m N 1,1 = 2 * 6 * / = 1.31E+6 N 1,2 = (σ 1,2 = 0.8 σ ve * C R * C t = 11.0) N 1,3 = (σ 1,3 = 0.1 σ ve * C R * C t = 11.0) N 2,1 = 2 * 6 * / = 3.72E+7 N 2,2 = (σ 2,2 = 0.1 σ ve * C R * C t = 11.0) 累積損傷度 D = 2.60 > 1.0 NG ** 累積損傷度が許容値を超過 ** 対処方法については下記参照車線 i 応力範囲 j nt i N i,j D i,j (=nt i /N i,j ) E E E E E E E 合計 D = 2.60>1.0 対処方法 1 すみ肉脚長を 6mm から mm にして照査を行う ( この事例ではすみ肉溶接では不可能な例として示す ) 腹板厚 t=mm すみ肉脚長 s = mm として計算するのど厚 a = s / 2 2 = / 2 2 = mm 主桁腹板横桁腹板 Σwl のど厚サイズ 3 上記のルート破壊による照査 ( のど厚 ( 腹板厚 14.14mm)) (I w ) 断面諸量 A(cm 2 ) Y(cm) AY(cm 3 ) I(cm 4 ) 1UFLG PL 230 (SS400) WEB PL (SS400) LFLG PL 230 (SS400) Σ 換算係数は I CB /I w (1/3)= /551966=0.828 発生応力度を倍して照査を行なう車線 i 応力範囲 j 換算係数ルート破壊部

8 累積損傷度の照査 ( 詳細な疲労照査 ) ** 累積損傷度が許容値を超過 ** 車線 i 応力範囲 j ルート破壊部 nt i N i,j D i,j (=nt i /N i,j ) E E E E 合計 D = 1.18>1.0 ゆえに腹板板厚 (mm)< すみ肉溶接脚長 (11mm) 以上必要となるため横桁断面の見直しを行い再度計算する ( 詳細は割愛する ) ( すみ肉脚長を増加させて累積損傷度が 1.00 以下となる場合はすみ肉溶接長を増加して対応する ) 対処方法 2 すみ肉溶接から完全溶込溶接とする ( 対象部位はフランジ近傍 ) 完全溶込すみ肉区間完全溶込 ( 脚長 6mm) σ=43.9 N/mm2 σ=31.4 N/mm2 照査位置 σ=14.4 N/mm2 σ=.3 N/mm2 完全溶込溶接部は全断面効としすみ肉溶接部はのど厚を用いて計算する計算方法は対処方法 1 と同様応力計算における換算係数は車線 1 車線 2 累積損傷度の照査 ( 詳細な疲労照査 ) 車線 i 応力範囲 j ルート破壊部 nt i N i,j D i,j (=nt i /N i,j ) E E E E 合計 D = 0.83<1.0 注記 : a) 横桁腹板の主桁溶接部の作用応力度が疲労及び常時の許容応力度に対し余裕がある場合には腹板の継手は隅肉溶接も選択できる本設計例では選択順序を 1 隅肉溶接を最初に選択 2 隅肉溶接の脚長増加 3 作用応力度の大きい部位を完全溶込み溶接あるいは全長完全溶込み溶接とした b) 対処方法 2 では腹板の溶接方法として完全溶込溶接とすみ肉溶接を混在させた溶接種類の変化点では施工性や溶接品質について欠陥を生じないよう注意が必要となる少主桁等の桁高の高い場合には省力化の観点からはこの方法は効であるこの場合完全溶込溶接の範囲については作用応力度に充分余裕を持って設定するとよい但し桁高の低い場合には短い溶接線上で溶接の種類が変わることを避け全て完全溶込溶接とする方法もある c) 対処方法 1 対処方法 2 とも断面全体については完全溶込溶接とすみ肉溶接を混在させている疲労照査については作用応力が比較的小さいため完全溶込溶接とすみ肉溶接双方の溶接断面を効として計算した常時の応力照査については両者の溶接の変形性能の差異に対する安全策としてすみ肉溶接部を無視し完全溶込溶接部のみで負担するものとして計算する方法もある ( 道路橋示方書参照 ) 992

計算例　5t超え～10t以下用_（補強リブ無しのタイプ）

計算例　5t超え～10t以下用_（補強リブ無しのタイプ） 1 標準吊金具の計算事例 5t 超え ~10t 以下用 ( 補強リブ無しのタイプ ) 015 年 1 月修正 1:015.03.31 ( 社 ) 鋼管杭鋼矢板技術協会製品技術委員会 1. 検討条件 (1) 吊金具形状寸法 ( 材料 : 引張強度 490 N/mm 級 ) 00 30 φ 65 90 30 150 150 60 15 () 鋼管仕様外径板厚長さ L 質量 (mm) (mm)