Microsoft PowerPoint - zairiki_11

Similar documents
Microsoft PowerPoint - zairiki_10

<4D F736F F D208D5C91A297CD8A7793FC96E591E6328FCD2E646F63>

構造力学Ⅰ第12回

第1章 単 位

Microsoft PowerPoint - zairiki_7

材料の力学解答集

Microsoft PowerPoint - fuseitei_6

Microsoft PowerPoint - 構造設計学_2006

Microsoft Word - 1B2011.doc

<4D F736F F D208D7E959A82A882E682D18F498BC78BC882B B BE98C60816A2E646F63>

スライド 1

<4D F736F F D208D5C91A297CD8A7793FC96E591E631308FCD2E646F63>

上式を整理すると d df - N = 両辺を で割れば df d - N = (5) となる ところで

Microsoft PowerPoint - zairiki_3

道路橋の耐震設計における鉄筋コンクリート橋脚の水平力 - 水平変位関係の計算例 (H24 版対応 ) ( 社 ) 日本道路協会 橋梁委員会 耐震設計小委員会 平成 24 年 5 月

建築支保工一部1a計算書

PowerPoint プレゼンテーション

PowerPoint プレゼンテーション

<8D5C91A28C768E5A8F91836C C768E5A8F A2E786C73>

Taro-2012RC課題.jtd

Microsoft PowerPoint - 構造設計学_2006

< B795FB8C6094C28F6F97CD97E12E786477>

<4D F736F F D2097CD8A7793FC96E582BD82ED82DD8A E6318FCD2E646F63>

技術基準改訂による付着検討・付着割裂破壊検討の取り扱いについてわかりやすく解説

第1章 単 位

屋根ブレース偏心接合の研究開発

コンクリート実験演習 レポート

CLT による木造建築物の設計法の開発 ( その 2)~ 構造設計法の開発 ~ 平成 26 年度建築研究所講演会 CLT による木造建築物の設計法の開発 ( その 2)~ 構造設計法の開発 ~ 構造研究グループ荒木康弘 CLT による木造建築物の設計法の開発 ( その 2)~ 構造設計法の開発 ~

IT1815.xls

国土技術政策総合研究所資料

Microsoft Word - 建築研究資料143-1章以外

第 14 章柱同寸筋かいの接合方法と壁倍率に関する検討 510

Microsoft Word - KSスラブ 論文.doc

PowerPoint Presentation

破壊の予測

参考資料 -1 補強リングの強度計算 1) 強度計算式 (2 点支持 ) * 参考文献土木学会昭和 56 年構造力学公式集 (p410) Mo = wr1 2 (1/2+cosψ+ψsinψ-πsinψ+sin 2 ψ) No = wr1 (sin 2 ψ-1/2) Ra = πr1w Rb = π

集水桝の構造計算(固定版編)V1-正規版.xls

Microsoft Word - 学科C問題(確定版).docx

第 2 章 構造解析 8

を 0.1% から 0.5% 1.0% 1.5% 2.0% まで増大する正負交番繰り返し それぞれ 3 回の加力サイクルとした 加力図および加力サイクルは図に示すとおりである その荷重 - 変位曲線結果を図 4a から 4c に示す R6-1,2,3 は歪度が 1.0% までは安定した履歴を示した

DNK0609.xls

Super Build/FA1出力サンプル

Microsoft Word - 圧縮材

<4D F736F F D C082CC8BC882B08B7982D182B982F192668E8E8CB12E646F63>

Microsoft PowerPoint - 静定力学講義(6)

<4D F736F F D208E9197BF A082C68E7B8D A815B82CC8D5C91A28AEE8F C4816A2E646F63>

Microsoft PowerPoint - ‚æ2‘Í.ppt

. 軸力作用時における曲げ耐力基本式の算定 ) ここでは破壊包絡線の作成を前提としているので, コンクリートは引張領域を無視した RC 断面時を考える. 圧縮域コンクリートは応力分布は簡易的に, 降伏時は線形分布, 終局時は等価応力ブロック ( 図 -2) を考えることにする. h N ε f e

<4D F736F F F696E74202D AD482DC82C682DF2E B8CDD8AB B83685D>

Microsoft PowerPoint - 構造力学Ⅰ第03回.pptx

<4D F736F F D2096D88E4F BE095A88D C982E682E989A189CB8DDE8B7982D197C090DA8D878BE095A882CC8C9F92E8>

<4D F736F F F696E74202D E518D6C8E9197BF31817A92DD82E E494C282CC8D5C91A2>

RC 規準 3 条改定案 平成 0 年 3 月 3 日 /4 月 日第 回公開小委員会提出用 5. 前各項の算定のほか, 梁は次の限度に従うこと. () 長期荷重時に正負最大曲げモーメントを受ける部分の引張鉄筋断面積は,0.004 bd または存在応力によって必要とされる量の 4/3 倍のうち, 小

FC 正面 1. 地震入力 1-1. 設計基準 準拠基準は以下による 建築設備耐震設計 施工指針 (2005 年版 ): 日本建築センター FH = KH M G KH: 設計用水平震度 KH = Z KS W : 機械重量 FV = KV M G = 機械質量 (M) 重力加速度 (G) KV =

スライド 1

<4D F736F F D208D5C91A297CD8A7793FC96E591E631318FCD2E646F63>

計算例 5t超え~10t以下用_(補強リブ無しのタイプ)

全学ゼミ 構造デザイン入門 構造解析ソフトの紹介 解析ソフト 1

<8BC882B082A882E682D18EB297CD82F08EF382AF82E CD82E882CC90DD8C E93E7817A2E786477>

Microsoft Word - 建築研究資料143-1章以外

構造番号質疑回答 3 講習会資料 P5 判定事例の対応集 横補剛材について屋根ブレース等により水平移動が拘束された大梁に対して 例えば図 1 のよう下図 a 又は b 又は a b 材共に ( 梁に ) 対する横補剛材として c の火打ち材をに大梁せいの中心位置に横補剛材を設け 補剛材

44_417

アンカーボルトの扱いとルート3における露出型柱脚の検討について分かりやすく解説

PowerPoint プレゼンテーション

<82658C5E95578EAF928C208BAD93788C768E5A8F >

05設計編-標準_目次.indd

1

GEH-1011ARS-K GEH-1011BRS-K 1. 地震入力 参考 1-1. 設計基準 使用ワッシャー 準拠基準は以下による M10 Φ 30 内径 11 t2 建築設備耐震設計 施工指針 (2005 年版 ): 日本建築センター FH = KH M G KH: 設計用水平震度 KH =

鋼連続合成ラーメン 2 主鈑桁橋へのコンパクト断面設計法および二重合成構造の適用検討 東田典雅 1 西川孝一 1 登石清隆 2 脇坂哲也 2 西村治 2 田嶋一介 2 1 東日本高速道路 ( 株 ) 新潟支社 ( 新潟市中央区天神 1-1 プラーカ3 4F) 2 大日本コンサルタン

試験 研究 杭の長さ径比が座屈耐力に与える影響 The effect of length to diameter ratio of pile for the buckling strength 廣瀬竜也 *1 下平祐司 *2 伊藤淳志 *3 1. はじめに小規模建築物の地盤補強として用いられている小

施設・構造3-4c 京都大学原子炉実験所研究用原子炉(KUR)の耐震安全性評価の妥当性確認に係るクロスチェックについて(報告)

SPACEstJ User's Manual

<4D F736F F D2095BD90AC E8D918CF08D9091E D862E646F63>

形鋼 形鋼 3-1 有効断面のとり方 b b 幅厚比のとり方 t t 形鋼寸法および断面性能表 幅厚比のとり方 d フランジ /t ウェブ -t / フランジ /t ウェブ -t / d t 3- 広幅系列 寸法 SM SS材は異なります 断面二次モーメント k /m 寸法 lx l 断面二次半径

目次構成

耐雪型歩道柵 (P 種 )H=1.1m ランク 3 ( 基礎ブロック ) 平成年月日

AP 工法 による増設壁補強計算例 (1) 設計フロー RC 耐震改修設計指針に示された 中低層鉄筋コンクリート造建物を対象とした開口付き増設壁に AP 工法 を用いて強度抵抗型補強とする場合の補強壁 ( せん断壁 ) の設計フローを示す 周辺架構から補強壁に期待できる耐力の目安をつけ プロポーショ

Microsoft PowerPoint - elast.ppt [互換モード]

強化プラスチック裏込め材の 耐荷実験 実験報告書 平成 26 年 6 月 5 日 ( 株 ) アスモ建築事務所石橋一彦建築構造研究室千葉工業大学名誉教授石橋一彦

目次 1 章設計条件 形状寸法 上部工反力 設計水平震度 単位重量他 柱 使用材料 鉄筋 柱躯体自重 章柱の設計 ( レベル 1 地震

Microsoft PowerPoint - シミュレーション工学-2010-第1回.ppt

Microsoft Word - OPA M-N破壊包絡線.doc

問題-1.indd

<4D F736F F D CC82E898678E77906A E DD8C7697E181698F4390B3816A312E646F63>

事例に基づく耐震性能の評価と被災度区分判定および復旧計画

まえがき 材料力学の教科書を見ると 2ページ目から 微分 積分 行列の式などがずらっと並んでいます もう それを見るだけで拒絶反応を起こしてしまう方もおられるのではないでしょうか? 確かに 三次元で評価しようとするとそのような計算が必要になるかもしれませんが 一次元 二次元なら 簡単な式にまとめられ

1.2 耐荷力の算定対象となる柱部材の危険断面における耐荷力を算定する場合, 曲げ耐力 ( 課題 1にて学習した方法 ) およびせん断耐力 ( 課題 2の方法 ) を求め, 両者のうち小なる耐荷力がその部材の終局耐荷力となる. 別途設定された設計外力に対して十分な耐荷力を有することはもちろんのこと,

Microsoft Word - A doc

問題 2-1 ボルト締結体の設計 (1-1) 摩擦係数の推定図 1-1 に示すボルト締結体にて, 六角穴付きボルト (M12) の締付けトルクとボルト軸力を測定した ボルトを含め材質はすべて SUS304 かそれをベースとしたオーステナイト系ステンレス鋼である 測定時, ナットと下締結体は固着させた

Microsoft Word - 第5章.doc


第 5 章 構造振動学 棒の振動を縦振動, 捩り振動, 曲げ振動に分けて考える. 5.1 棒の縦振動と捩り振動 まっすぐな棒の縦振動の固有振動数 f[ Hz] f = l 2pL である. ただし, L [ 単位 m] は棒の長さ, [ 2 N / m ] 3 r[ 単位 Kg / m ] E r

<4D F736F F F696E74202D20824F CF89CE90DD8C A5B93C782DD8EE682E890EA97705D>

ブレースの配置と耐力

PowerPoint Presentation

POWER-直接基礎Ⅱの出力例(表形式)

材料強度試験 ( 曲げ試験 ) [1] 概要 実験 実習 Ⅰ の引張り試験に引続き, 曲げ試験による機械特性評価法を実施する. 材料力学で学ぶ梁 の曲げおよびたわみの基礎式の理解, 材料への理解を深めることが目的である. [2] 材料の変形抵抗変形抵抗は, 外力が付与された時の変形に対する各材料固有

. 実験方法 ヒノキ板を断面形状を高さ 8mm および 16mm の 種類としいずれも幅 mm として用意した 試験片長さを 1mm mm 3mm mm mm に切断し 写真 1, のように万能試験機で垂直になるように設置後 圧縮荷重をかけ最大圧縮荷重値を最大座屈荷重値としてデータを収集した 折れ曲

PowerPoint Presentation

技術専攻の学 生に向けた授業「材料力」

Transcription:

許容応力度設計の基礎 圧縮材の設計 ( 座屈現象 ) 構造部材には 圧縮を受ける部材があります 柱はその代表格みたいなものです 柱以外にも トラス材やブレース材 ラチス材といったものがあります ブレースは筋交いともいい はりや柱の構面に斜め材として設けられています この部材は 主に地震などの水平力に抵抗します 一方 ラチス材は 細長い平鋼 ( 鉄の板 ) を組み合わせて はりや柱をつくることがありますが このとき せん断力を負担するために設けられる斜め材を指します いずれにしても 細長い部材で 引張力や圧縮力を負担します これらの部材に圧縮力が作用するとき 座屈という現象が起こりやすくなります 今日は この座屈について学びます 1

今日の授業の目的 座屈現象とは何か? 不安定現象 座屈荷重の求め方オイラーの座屈荷重式 座屈応力度と細長比そして設計では 座屈長さ支持条件が変わると座屈長さも変わる 今日の授業は 難しい内容を含みます そこで 何を学ぶのか また キーワードとなる用語は何か 最初に 見ておきましょう 最初に 座屈現象とはどのような現象を指すのでしょうか ここでのキーワードは 不安定現象です では その座屈荷重はどうやって求めるのでしょうか それは オイラーの座屈荷重式を用いて求めます 次ぎに 設計ではどうしているのでしょうか ここでは 座屈応力度や細長比について学びます 最後に オイラーの座屈荷重式は 実は両端ピン支持の部材について 求められた式です 支持条件が変わるとどうすれば良いのでしょうか それは 支持条件によって 座屈長さを変えることになります 座屈長さをどのように変えるのかを学ぶことになります 2

棒を引っ張れば 棒を引っ張れば棒は伸びる どんどん引っ張れば 棒は最後には引きちぎれて ( 破断して ) しまう 破断は 材料に発生している引張応力がその材料固有の限界応力 ( 破壊強度 ) に達したために生じたもの 破断するまでは 棒はじわじわ伸びているだけなので 安定した現象である 棒を圧縮する前に 棒を引っ張る場合を考えてみましょう 棒を引っ張ると最後に引きちぎれてしまいます 皆さんにとっては少し先になりますが この様子は 建築実験という科目において 実際に目で見ることができます 材料力学の世界では 応力度とひずみ度との間には常に比例関係が成り立っていますが 現実の世界では 非常に大きな力を受けると この関係は成り立たなくなってしまいます 最後は 引きちぎれてしまいます これを破断と呼んでいます 破断は 引張応力度がその材料固有の限界応力 ( 破壊強度 ) に達したために生じたものです 鋼材であれば 降伏点強度が破壊強度にあたります しかし 破断するまでは 棒は少しずつ伸びていく 安定した現象を示します 3

棒の両端を押すとどうなる? 棒の長さに比べて 棒の断面積が十分大きければ 棒は破断強度までじわじわ縮んで圧壊する しかし 棒の断面積がある値よりも小さければ 棒はいわゆる座屈を起こす 今度は 逆に棒の両端を押すとどうなるでしょうか ふと短い棒では 棒は破断強度までじわじわ縮んで 最後は圧壊します しかし 細長い棒を押すと 押している途中で 急に棒ははらみ出してしまうことがあります この現象を座屈と呼んでいます 4

座屈とはどんな現象? 座屈はある釣り合い状態 ( 変形モード ) からある釣り合い状態 ( 変形モード ) へ分岐する現象で 材料自体が破壊強度に達する前に 材料の構造が不安定になって崩壊してしまう現象である 座屈は ある釣り合い状態からある釣り合い状態へ分岐する現象です これは 材料の構造が不安定になって崩壊してしまう現象なので 不安定現象であると言えます 5

柱の座屈現象は? 圧縮の釣り合い状態 (A) から曲げの釣り合い状態 (B) に分岐する不安定現象 柱の座屈は 圧縮の釣り合い状態から 曲げの釣り合い状態に分岐する不安定現象です 6

はりでも座屈現象は起きる 曲げの釣り合い状態からねじれの釣り合い状態へ分岐する横座屈がある 座屈ははりでも生じます はりが曲げを受けているときに 面外 ( 横 ) 方向に急にはらみ出すことがあります この座屈は 曲げの釣り合い状態からねじれの釣り合い状態へ分岐する不安定現象です このはりの座屈を横座屈と呼んでいます 7

ブレースに生じる座屈現象 鳥取県西部地震で見られたブレース材の座屈現象 上の写真は 鳥取県西部地震で見られた座屈したブレース材です 8

柱の座屈荷重はどうやって求める オイラーの座屈荷重 P cr = p 2 EI l 2 座屈荷重の大きさは 柱の曲げ剛性と座屈長さで決まる それでは 座屈荷重はどうやって求めたら良いのでしょうか それには オイラーの座屈荷重を使用します オイラーの座屈荷重式をみると 座屈荷重は 部材の曲げ剛性 (EI/l) と座屈長さ (l) によって決まることがわかります 9

座屈応力度と細長比 座屈応力度 p 2 E p 2 E p 2 E scr= =(l/i) = l 2 2 /(I/A) k 2 λ: 柱の細長比 i: 断面 2 次半径 上式は 弾性範囲内で降伏点強度以下において成り立つ 設計する上では 応力度で表す方が都合が良いので 座屈荷重を柱の断面積で割って 応力度を求めてみましょう この応力度のことを座屈応力度と呼んでいます 座屈応力度の分母は 細長比と呼ばれる係数の二乗で表されることになります つまり 座屈荷重は細長比の二乗に反比例していることになります しかし 材料にはその材料の破壊強度と呼ばれる限界があります 鋼材では降伏点強度です 従って 上に示す座屈応力度は 弾性範囲内で 降伏点強度以下で成り立ちます 10

設計ではどうする? 設計では 座屈破壊を考慮して 細長比に応じて許容応力度を低減している 設計では 座屈破壊を考慮して 細長比に応じて許容応力度低減しています 11

座屈荷重は支持条件によっても変わってくる 最後に lのことを部材長さと呼ばずに座屈長さ (lk) と呼んでいました これには理由があって オイラーの座屈荷重は 実は柱の両端がピン支点のときの荷重なのです 従って 支持条件が違えば それに応じて座屈長さを変えてやらなければなりません 12

P 例題 一辺 600mm の正方形断面を持つ長さ 4m のコンクリート柱がある 両端部がピン支持の場合 座屈荷重はいくらか 4m P コンクリート柱の座屈荷重を求めてみましょう 13

解答 断面 2 次モーメントは I= 0.64 12 0.01(m4 ) コンクリートのヤング係数は E=20500(N/mm 2 )=20.5 10 6 (kn/m 2 ) 座屈荷重は Pcr= 3.14 2 20.5 10 6 0.01 126300(kN) 4 2 座屈荷重は 上の図に示すような値になります ここからは コンクリート柱の座屈について 考察してみます あまり難しく考えずに 気軽に読んでみてください 上記のコンクリート柱の座屈荷重は 非常に大きな値です なぜなら 14

鉄筋コンクリートの柱は座屈しない コンクリートの圧縮強度を F C =20(N/mm 2 )=20 10 3 (kn/m 2 ) とすれば 柱の圧縮耐力は P=20 10 3 0.6 0.6=7200(kN) であるから コンクリートの柱は通常座屈しない コンクリート柱の圧壊時の圧縮耐力と比較するとよくわかります ですから 通常 コンクリート柱は 座屈に対しては考えなくて良いのです 15

座屈するのは どのくらいの長さ? 鉄筋コンクリートの柱が座屈するのはどのくらいの長さだろうか 7200 3.142 21 10 6 0.01 = 2.07 106 l 2 l 2 l 2 287.5 l 17(m) では 柱の長さがどのくらいになれば コンクリート柱は座屈するのでしょうか 上に示す不等式を解くと 17m 以上になると コンクリートの柱は座屈する危険性が出てくることになります しかし 少し待ってください 鉄筋コンクリート構造はラーメン構造なので 座屈長さを半分に考えなければなりません 16

ちょっと待てよ 鉄筋コンクリート構造はラーメン構造なの P で 両端は剛接合 この場合 座屈長さは半分になる 7200 2.07 106 (0.5 l) 2 l 2 1150 0.5l l 34(m) そのことを考慮して計算すると 柱の長さが34m 以上になると座屈の危険性が出てくることになります だけど これで本当に良いのでしょうか 17

しかし 上階が水平移動する場 P 合は 座屈長さは l 17(m) なので 柱の径と長さを比較すると D 1 l 28 l 通常 鉄筋コンクリート柱の長さが柱の最小径よりも 15 倍以上大きくなると座屈に対する検討が必要 上階が 地震や大風を受けて 水平移動する可能性を考えると やはり座屈長さは 17m 以上になります 柱の径 ( 一辺の長さ ) と柱の長さを比較すると 柱の長さが柱径の30 倍になると 座屈の危険が生じることになります 実際の設計では 安全率を考えて 15 倍以上大きくなると 座屈に対して検討する必要が生じます 柱の長さが15 倍というのは 例題の一辺 60cmの柱であれば 9mの長さになりますが たとえば これは3 階分を吹き抜けにしたときの柱の長さに相当します 鋼構造の柱は ( 柱には限らないが ) できるだけ少ない断面で 効果的に曲げに対して抵抗できるように製作されています これは 鋼材の重量が重く また コンクリートに比べて高価なためです しかし コンクリートよりも信頼性が高いので 断面をできるだけ少なくして設計することが可能になります だけど 断面を少なく設計するということは別のリスクを背負い込むことにもなります それが 座屈に対する危険性なのです ですから 鋼構造の場合は 必ず座屈に対する検討や座屈に対して安全に設計するための構造制限 ( たとえば 幅厚比など ) が設けられているのです 18