構造つれづれサイトマップ(2016)

【H28.09.18 記事UP 】

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  構造計算ツール    ※ 基本的に、Excel データです。
      (Vector で フリーソフト提供しているので、お気軽に…)
    ・RC構造
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       RC柱の定着納まりによる最小せい一覧表 (Ver.1.00)
    ・S造
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       外周部杭基礎フーチングねじり伝達検討 (Ver.1.00) 
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       2016.01.01 作成


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H形断面の塑性断面係数

鉄骨造(S造)の
塑性断面係数 Zp について、

「鋼構造塑性設計指針」

この中に記述されている事を書いた
記事に関連するトコロですが、

H形断面の Zp の求め方が
(3.2.9.a)式、(3.2.9.b)式に示されています。 

これを

フィレットを無視して、
さらに、
板厚が
断面の幅やせいに比べて
十分に薄い場合の近似式
を誘導する部分が
省略されているので、
矩形の中空断面の解説を参照して
追いかけてみたメモを残しておく事にした。 


〔H形断面の強軸方向 Zpx〕
  フィレットを無視するものとして、
  (3.2.9.a)式・第3項を省略して、

   Zpx=B・tf・(d-tf)+(1/4)・(d-2・tf)2・tw

   まず、
    各板要素の面積を
     片側フランジプレート断面積 Af=B・tf
     ウェブプレートの断面積   Aw=(d-2・tf)・tw

   このようにおけば、

   Zpx=Af・(d-tf)+(1/4)・(d-2・tf)・Aw

   ここで、
    断面せいに比べて板厚が十分に薄い場合には、

     d-2・tf ≒ d-tf ≡ df

    と考えられるものとみなし、
    各板要素の面積を板厚中心に集中させて考えると、
    Zpxは、近似的に次式の様に表せる。

   Zpx=Af・df+(1/4)・Aw・df … (3.2.10.a)式


〔H形断面の弱軸方向 Zpy〕
  フィレットを無視するものとして、
  (3.2.9.b)式・第3項を省略して、

   Zpy=(1/2)・B^2・tf+(1/4)・(d-2・tf)・tw2

   まず、
    各板要素の面積を
     強軸方向と同様において、

   Zpy=(1/2)・Af・B+(1/4)・Aw・tw … (3.2.10.b)式

  ※日本建築学会の正誤表(H28年9月時点)
    参考URL:http://www.aij.or.jp/jpn/books/seigo.htm#bf

   ここでは、記述が無かったですが、
   (3.2.10.b)式第2項が
    「+(1/4)・Aw・tfとなっているのは、誤記の様です。
   いずれ、正誤表に追加されるのではないかと思われます。 


他の方にも、
参考となりましたら、幸いです。



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tag : S造 塑性 断面

断面塑性係数の定義


鉄骨造(S造)において、
全塑性モーメント Mp を考える際、

断面性能として、

 塑性断面係数 Zp

この値を使います。 


ただ、
この係数の定義に関して、
解説されている
構造力学書籍が少ない様に思われます。 

 ・・・ワタクシの持っている本が
     古いだけかも知れませんケレド...



そこで、
定義の書かれている書籍を
メモ記事として残しておく事にしました。 


その書籍は、

●日本建築学会
 『鋼構造塑性設計指針(2010)』



鋼構造塑性設計指針 (→ AMAZONでみる)
   → honto でみる
   → 紀伊国屋書店でみる


その中の

「第3章 全塑性モーメント」
  3.1 塑性断面係数と形状係数
 

ここで定義されています。 


曲げモーメントのみが作用している状態で
断面全体が塑性化している場合について、

・断面の
  引張部分の垂直応力度の合力 T
  圧縮部分の垂直応力度の合力 C

・部材の断面積 A

・鋼材の降伏応力度 σy

・TとCの作用線間の距離 yp
   ※書籍内では、
      yにオーバーライン( ̄)ですが、
      ブログではypに置き換えています。
     (書きにくかったもので…  )

上記のような記号を用いて
全塑性モーメント Mp を与えると
次式になる。

Mp=T・yp=C・yp=(A/2)・σy・yp

ここで、
降伏応力度と全塑性モーメントを結びつける係数を
弾性設計で用いる断面係数にならって、
塑性断面係数 Zp として定義すれば、

Zp=(A/2)・yp

この係数に置き換えれば、
全塑性モーメントは
 次式の様に表される。

Mp=Zp・σy


このような考え方に基づいて、
定義されている係数です。 

なお、
ココまでの表記は
対称形断面に対するものですが、

これを非対称形断面にも拡張する場合には、
「鋼構造塑性設計指針」
  (3.1.8)式を参照すればよいと考えられます。


その他、
詳細は、指針のほうを参照頂ければ良いかと思われます。
 ※S造の設計をしている構造屋さんならば、
   大抵持っている書籍だとは思います。

しかし、
構造屋さんって、
基規準や指針がたくさん必要で、、、
実入りが少ない割に書籍代がかさみます。。。 


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tag : S造 塑性 断面係数 曲げ

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