S造非対称断面の検討方法 [文書番号 : MED00031]

概要
S造非対称断面の検討方法と、計算結果出力について説明します。
解説
MED-3 Ver.4では、非対称断面(山形鋼、2山形鋼、みぞ形鋼、軽量C形鋼)の向きが指定できます。
軸力と曲げモーメントに対する断面検定において、向きを考慮した検討を行います。
MED-3 Ver.4 テクニカルマニュアル 「3.4.1.2 断面検定 ■軸力と曲げモーメントに対する断面検定 ●非対称断面の場合」をご参照ください。

(例)山形鋼

ここでは、山形鋼を例に曲げモーメントに対する検討の計算例を示します。

断面
L-150×90×9×12×6(その 1)

鉄骨材料
 SS400 ( F値 = 235 ( N/mm2 ) )
 ⾧期許容引張応力度 ft = 156.67 ( N/mm2 )
 ⾧期許容曲げ応力度 fb= 156.67 ( N/mm2 )

設計用曲げ応力
 面内(y軸まわり)曲げ応力 My = 7.09 ( kN.m )
 面外(z軸まわり)曲げ応力 Mz = -0.39 ( kN.m )

計算条件
  • ボルト孔による断面欠損をしない
  • 幅厚比による断面欠損をしない
  • 2 軸曲げを考慮する
  • 軸力を考慮しない
<断面係数の計算>
 MED-3 Ver.4 テクニカルマニュアル「表 3.4.6 非対称断面の断面係数」をご参照ください。

 P1 = 150 ( mm )
 P2 = 90 ( mm )
 Cy = 49.5151 ( mm )
 Cz = 19.9577 ( mm )
 Iy = 4845081.91 ( mm4 )
 Iz = 1331116.56 ( mm4 )
 より、
 y軸まわりの断面係数
  中立軸の上側の端部の断面係数Zy1 = Iy / (P1 - Cy) = 48217 ( mm3 )
  中立軸の下側の端部の断面係数Zy2 = Iy / Cy = 97851 ( mm3 )
 z軸まわりの断面係数
  中立軸の左側の端部の断面係数Zz1 = Iz / Cz = 66697 ( mm3 )
  中立軸の右側の端部の断面係数Zz2 = Iz / (P2 - Cz) = 19004 ( mm3 )

<曲げ応力度の計算>
 設計用曲げ応力の符号は、
  面内方向の場合:断面の上側が引張となる場合が正、下側が引張となる場合が負
  面外方向の場合:断面の左側が引張となる場合が正、右側が引張となる場合が負
 です。

・面内方向(y軸まわり)の曲げ応力度
 My>0 より、断面の上側が引張側、下側が圧縮側となります。
 引張側曲げ応力度 tσby
  = My/Zy1
  = 7.09 ( kN.m ) / 48217 ( mm3 )
  = 147.0 ( N/mm2 )
 圧縮側曲げ応力度 cσby
  = My/Zy2
  = 7.09 ( kN.m ) / 97851 ( mm3 )
  = 72.4 ( N/mm2 )

・面外方向(z軸まわり)の曲げ応力度
 Mz<0 より、断面の左側が圧縮側、右側が引張側となります。
 引張側曲げ応力度 tσbz
  = Mz/Zz2
  = 0.39 ( kN.m ) / 19004 ( mm3 )
  = 20.5 ( N/mm2 )
 圧縮側曲げ応力度 cσbz
  = Mz/Zz1
  = 0.39 ( kN.m ) / 66697 ( mm3 )
  = 5.8 ( N/mm2 )

<曲げ検定比の計算>
 MED-3 Ver.4 テクニカルマニュアル
 「3.4.1.2 断面検定 ■軸力と曲げモーメントに対する断面検定 ●非対称断面の場合」の
 「2)2軸曲げを考慮する場合 ①軸力を考慮しない場合」
 をご参照ください。

 面内方向引張側-面外方向引張側
  γb1 = ( tσby + tσbz ) / ft = ( 147.0 + 20.5 ) / 156.7 = 1.069
 面内方向引張側-面外方向圧縮側
  γb2 = | ( tσby / ft ) - ( cσbz / fbz ) | = | ( 147.0 / 156.7 ) - ( 5.8 / 156.7 ) | = 0.901
 面内方向圧縮側-面外方向引張側
  γb3 = | ( cσby / fby ) - ( tσbz / ft ) | = | ( 72.4 / 156.7 ) - ( 20.5 / 156.7 ) | = 0.331
 面内方向圧縮側-面外方向圧縮側
  γb4 = ( cσby / fby ) + ( cσbz / fbz ) = ( 72.4 / 156.7 ) + ( 5.8 / 156.7 ) = 0.499

 max( γb1, γb2, γb3, γb4 ) = 1.069 > 1.0より、NG

断面計算結果の帳票には、以下のように出力されます。




文書情報

製品カテゴリ: MED 最終更新日: 2022-03-25
バージョン: MED-3[Ver.4x],
文書番号: MED00031
分類: 計算方法


kozoStation オンライン販売 ソフトウェアのご購入は、オンライン販売からご購入ができます。オンライン販売では、10%OFFでご購入ができます。