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単管パイプの強度と計算方法教えてください。 片持梁で1mの単管パイプの先端に何...

rai********さん

2012/3/2711:15:56

単管パイプの強度と計算方法教えてください。
片持梁で1mの単管パイプの先端に何kg乗せても
大丈夫なのか。誰か教えてください。

補足使用材料は、

単管パイプ(STK500)φ48.6*2.4

重量(kg/m)は2.73
断面積(c㎡)は3.483

断面2次モーメント(cm4)は9.32
断面係数(cm3)は3.83
ヤング率(N/c㎡)は20500000
許容曲げ応力度(N/c㎡)は23500
許容せん断応力度(N/c㎡)は13400

よろしくお願いします。

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ベストアンサーに選ばれた回答

kkd********さん

編集あり2012/3/2716:44:29

一般的な工事で使用する単管パイプ(JIS G3444,STK500,φ48.6×2.4)という前提で回答します。

単管パイプの許容曲げ引張応力度ですが、労働安全衛生規則第241条に「降状強さの値又は引張強さの値の3/4の値のうちいずれか小さい値の2/3の値以下とする」とあります。
したがって、STK500の場合は引張強さが500N/mm2、降伏強さが360N/mm2ですので、360×2/3=240N/mm2が許容曲げ引張応力度σaになります。

一方、単管パイプの断面係数Zは3.83cm3ですので、最大曲げモーメントは
Mmax=σa*Z=240*10^2*3.83=91920(N・cm)
になります。

したがって片持ち梁で長さ1mの単管の先端に載荷できる最大荷重Pは
P=M/L=91920/100=919N≒93.8kg
になります。

<補足>
曲げに対して
Mmax=σa*Z=235*10^2*3.83=90005(N・cm)
P=M/L=90005/100=900N≒91.8kg

せん断に対して
P=S=τa*A=13400*3.483=46672N≒4762kg

曲げのほうが厳しいので、載荷できる最大荷重Pは91.8kgです。

質問した人からのコメント

2012/3/28 09:04:56

降参 kkdd4814さん、補足説明までして頂きありがとうございます。

ベストアンサー以外の回答

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lie********さん

2012/3/2712:15:34

パイプの外径D,内径d、断面係数Z,抗張力σ、曲げモーメントM,
先端加重W、安全率αとすれば、
Z=(π/32)*(D^4-d^4)/D
M=σZ
M=1*W*α
W=M/α
W=σZ/α
∴ W=(σ/α)*(π/32)*(D^4-d^4)/D
後は、あなたが使用するパイプの寸法、抗張力、安全係数を決める事。

tum********さん

2012/3/2711:53:24

単管パイプなるものの寸法と許容応力(せめて材質)が分からないと計算できない。

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