高力ボルトについて教えてください。 設備の設計をしています。 高力ボルトの用途は、ガセットプレート等を挟み込み「板×板の摩擦」 によってせん断方向の耐力を持つ。

高力ボルトについて教えてください。 設備の設計をしています。 高力ボルトの用途は、ガセットプレート等を挟み込み「板×板の摩擦」 によってせん断方向の耐力を持つ。 という認識をしています。 仮に、ガセットプレートが塗装されている等で有効な滑り係数を確保 できない(または信用できない)場合は、普通ボルトと同様にボルト 本体のせん断耐力で保持されるのではないかと思います。 そこで、調べてみると高力ボルトのせん断耐力は F8T:120N/mm^2 、F10T:150N/mm^2 という数値にたどり着きました。 質問1 この数値は、前述の条件にあてはまるせん断耐力と考えてよいで しょうか。 質問2 この数値が正しいとすると、掛け合わせるのはボルト有効断面積 でよいでしょうか。 もしかしたら高力ボルトは摩擦接合(と引張強度)以外の強度は保証 されない等のルールがあったりするのでしょうか。 ご回答よろしくお願いいたします。

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ベストアンサー

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http://kouriki-bolt.jp/faq.html ↑; 高力ボルトに関する、建基法の設計規定について ここの質問の中(設計Q4)から 抜き出して、下記に整理してみると・・ **** 建築基準法施行令及び建設省告示第1795号で摩擦接合及び引張接合の許容応力が定められています。 下記の基準は建築での数値であり、橋梁については別に定められています。 ①;摩擦接合 高力ボルトの軸断面に対する許容せん断応力度として0.3T0(長期、1面せん断、ボルト1 本当り)としています。 <2面せん断摩擦接合なら、一面摩擦接合の2倍で、0.6T0となる> またT0(基準張力)はF10Tの場合で 500N/㎜²としています。 この方式より 【一面摩擦接合部の】設計時の許容せん断応力度としてF10T で、150 N/㎜²としています。 <2面摩擦接合は、その2倍で、F10Tなら、300N/㎜²> ボルト1本、【一面摩擦接合】の場合の許容せん断力は、 M12:17.0kN(軸断面113㎜²×150≒17.0KN) M16:30.2kN(軸断面201㎜²×150≒30.2KN) M20:47.1kN・・・ M22:57.0kN・・ となります。 <2面摩擦接合なら、ボルト一本あたり、上記の2倍> ②;引張接合 高力ボルトの軸断面に対する許容引張応力度としてF10Tで310 N/㎜²(長期、ボルト1本当り)としています。 ボルト1 本当りの許容引張力は、 M12:35.1kN(310N/㎜²×113㎜²) M16:62.3kN(310N/㎜²×201㎜²) M 20:97.4kN・・・ M22:118kN・・・・ となります。 引張接合における長期許容引張力は、 設計ボルト張力(T0=500N/㎜²)の約60%(≒310N/㎜²)となっています。 ③;支圧接合 高力ボルトを使用した支圧接合は、建築基準法施行令等の法令では応力度等が定められていません。 従って、高力ボルトを使用した支圧接合の設計を行なう時は、国土交通大臣の認定を受けなければなりません。 **** 長々と、抜粋、加筆してみましたが・・・ >そこで、調べてみると高力ボルトのせん断耐力は F8T:120N/mm^2 、F10T:150N/mm^2 という数値にたどり着きました。 ↑; 質問者様が、質問で示されている数値は、 まさしく、摩擦接合でのせん断耐力、 『摩擦面』のせん断耐力の数値であると思います。 質問者様は、摩擦面が塗装してあるが故、 その摩擦抵抗力が期待できず、故に、 普通ボルトと同じく、『支圧せん断接合』と考える。 とおっしゃっており、 まさしく、その考え方は支持しますが、 上記に抜粋した文章のなかで、以下のように示されています。 ↓ ③;支圧接合 高力ボルトを使用した支圧接合は、建築基準法施行令等の法令では応力度等が定められていません。 従って、高力ボルトを使用した支圧接合の設計を行なう時は、国土交通大臣の認定を受けなければなりません。 *** あくまで、建築基準法に準じた話でしかないですが、 高力ボルト接合の耐力を設計するに当たって、 法的に、数値化、規定化されているのは 高力ボルトの一般的接合法である、摩擦せん断接合のみであり、 高力ボルトとしては一般的でない、支圧せん断接合は、 数値化、規定化されてはいない模様です。 先の回答者様が添付されたリンク先のPDFファイルを見てみましたが、 そこに書かれている事も、 摩擦せん断接合の事であり、 支圧せん断接合の事ではありませんね。 *** http://kouriki-bolt.jp/faq/sekkei06.html ↑; これは、私の回答の冒頭に添付したサイトの中の質問に対しる回答ですが、 この中に・・ 『高力ボルトの許容せん断応力度は、摩擦接合としての許容応力度を意味し、高力ボルトが直接せん断を受ける場合は扱ってない。 即ち、中ボルトは直接せん断を受ける場合の規定であり、高力ボルトは摩擦接合としての規定しかなく、基本的な違いがある。 』 と明記されています。

くどいですが、私個人としての知識を得る為にも この機会を利用させて頂いています。 さらに調べてみると、 http://www.sasst.jp/qa/q1/q1-3.html このリンク先の中にも、 支圧接合を前提とすると、 摩擦接合よりも許容耐力が大きくなってしまう場合がある。 (即ち危険側の考えになる) 支圧接合なら、その面のズレを小さく抑える為に、 ボルト孔を小さくしなければならない。 よほど特殊な条件下(最初からボルトとボルト穴が接触した状態で、引張力が作用し続けるターンバックルブレースなど)でないと、高力ボルトでは支圧接合の考えは採用すべきでない。 こういう事が書いてあります。 *** すべり係数(摩擦係数)は、通常0.45T0でしょうが、 この係数を、思いっきり下げる計算法とか??如何でしょうか? しかし、その係数を採用する根拠もないだろうし、難しいですよね。

ThanksImg質問者からのお礼コメント

今回は非常にわかりやすいご回答ありがとうございました。 今後もし同様の疑問がありましたら投稿させて頂きますので 懲りずにご回答いただけると幸いです。

お礼日時:2015/7/7 8:38

その他の回答(1件)

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国土交通省国土技術政策総合研究所のホームページに建築学会鋼構造接合部設計指針の一部が転載されています。 https://www.google.co.jp/url?q=http://www.nilim.go.jp/lab/bcg/siryou/tnn/tnn0827pdf/ks082705.pdf&sa=U&ei=G7-XVfD4O6PcmgXCoobIBA&ved=0CA8QFjAC&sig2=MpqCFm_lrw6chUrcvW3fVg&usg=AFQjCNHi_d0oMDIgkqPdRgmB96SaPFIoIQ この中にご質問の高力ボルトの最大せん断力の計算式が掲載されています(2-4,2-5ページあたり)。基本的にはご質問者さんの認識で良いようです。

ご回答ありがとうございます。 リンク資料拝見しました。 まず、私が調べたのがF10Tの長期許容応力度の 引張:310N/mm^2,せん断:150N/mm^2  「日本建築学会 高力ボルト接合設計施工ガイドブック」です。 合わせて「同 鋼構造設計基準」の許容耐力表を見ております。 リンク資料P5下部の「最大せん断耐力」の計算がそれに該当 するかと思いますがこの式に、上記代入しても結果が一致 しません。。。(310×0.6≠150なので当然ですが。。。) 文章を読み解こうとしても、なかなかうまく解釈できません。 因みに、引張強度については、  310N/mm^2 × 軸断面積 = 許容引張力 で一致 したので、せん断も同様に、  150N/mm^2 × 軸断面積 = 許容せん断力 と してはダメでしょうか。 その結果が、およそ普通ボルトの1.2倍程度になるので数値 としては何となくしっくりは来るのですが。。 もしご存じであればご教授の程お願いいたします。