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屋根(鉄板波板)自重による鉄骨トラス梁の強度の確認方法を教えてください。よろ...

m_okuzitさん

2010/7/310:41:31

屋根(鉄板波板)自重による鉄骨トラス梁の強度の確認方法を教えてください。よろしくお願い致します。

あまり、構造についてわからないので、簡単にできる計算方法を教えてください。

補足ほとんど構造に素人の私です。トラスの断面2次モーメントの算出方法の説明お願いします。

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カテゴリマスター

yubonnstarさん

2010/7/319:19:30

(補足について)
http://www.ns-kenzai.co.jp/product/a1/keikou.html
↑チャンネル鋼等の断面性能が載っています。この表の記載数値は、有効断面によるものであると思われます。(そのままの数値を使ってOK)

また、一例として、
上下弦材にC-150×65×20×3.2のC鋼を使った、梁せいが60cmのトラス梁の断面計算例を写真添付します。

このようなトラス梁の場合は、曲げに対しては上下弦材のみが受け持つと考えますので、写真のように、断面はC鋼の断面のみを考えます。(ウェブ鉄筋は曲げに対する抵抗は無く、せん断に対してのみ抵抗するものと考える)
上記参考サイトからも分かるように、このC鋼単体での
有効断面積;A=9.567(cm²)
有効断面2次モーメント;Iy=53.8(cm⁴)
であり、このトラス梁のように、上下対称の実断面部分が中立軸(図のX軸)から離れたところにある場合の断面2次モーメントは
Ix=2(Iy+A・Y₀²)
となります。
Y₀;中立軸からC鋼の重心位置までの距離

これを計算すると
この例のトラスの断面2次モーメントは
Ix=14491(cm⁴)
=144,910,000(mm⁴)
となり

断面係数
Zx=Ix/(d/2)
=14491/30
=499.7(cm³)
=499,700(㎜³)
となります。

例えば、この梁の受ける長期の最大曲げモーメント
M=50(KN・m)
=50000(KN・mm)
だと仮定します。

すると、この梁の縁応力度
σ=M/Z
=50000/499,700
≒0.1(KN/mm²)
=100(N/mm²)・・・・・①
となります。

そして、このC鋼が、SS400材等であり、
長期許容引張(圧縮)応力度
fc=160(N/mm²)・・・・・②
である材料だとします。

①、②を比較すると
σ=100<160=fc
ですので、
この例の梁は、長期の曲げに対して安全であると判断できます。



**初期回答**
どういった架構方式なのか?
どういうトラスなのか?
全く分かりません・・。

軽量鉄骨造、或いは、木造一部鉄骨梁などで比較的よく使われる、
C型チャンネル鋼を上弦、下弦材に使い、その上下弦材を鉄筋をウェブ材として結んだトラス材でしょうか?

そのような場合、ラーメン構造のようにその梁が短期荷重に対する重要な構造部材でないなら、長期荷重に対しての安全性を確かめます。
A・・曲げ荷重に対する安全性
①まず、そのトラス梁に作用する荷重や荷重状態から、最大の長期曲げモーメントMを算出します。
②また、トラス梁の断面2次モーメントIを算出し、それを有効梁せいの半分、d/2で割って、断面係数Zも算出します。
このIや、Zを求める際には、鉄骨であることを考慮し、座屈が発生する可能性もあるので、実断面を用いず、有効断面で算出します。
③縁応力度σ=M/Zを算出します。
④σ<鋼材の長期許容応力度・・となれば、一応は安全です。

B・・弦材の構面外座屈に対する安全性
①通常、上弦材に発生する、圧縮応力度C=M/dを求めます。
②圧縮応力度σc=C/A・・・(A;上弦材の断面積)
③複雑なので、省略しますが、梁の細長比によって、許容座屈応力度fcを求めます。
④σc<fc・・・を確認します。

C・・ウェブ鉄筋の座屈に対する安全性
①梁に作用するせん断力Qを求め、ウェブ鉄筋軸方向分力Q´を求めます。それを鉄筋断面積で除して応力度σcを求めます。
②ウェブ鉄筋の座屈長さ、断面より、細長比を求め、それに応じた許容座屈応力度fcを求めます。
③σc<fc・・・を確認します。

溶接部の検討などもあろうことかと思いますが、
上記の例のような、軽量鉄骨C型鋼トラス梁なら、上記A,B,Cのように
曲げと、座屈に対する安全性の確認は必要だと思います。
また、長大な場合は、たわみの検討も必要になると思います・・。

意外と難しく、簡単には説明しきれません・・。

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質問した人からのコメント

2010/7/6 19:48:29

成功 ありがとうございます。おかげで、期限までに計算でき助かりました。

ちょい足しを取り消しますが
よろしいですか?

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