転倒 モーメント。 風圧荷重によるモーメントの計算│電気の神髄

床固定式クレーンの転倒モーメントと実際の取り付け工事内容との検証方

転倒 モーメント

構造物は、地震や台風により水平方向から力が作用します。 この力に耐えきれず、倒れることを「転倒する」といいます。 構造物が転倒するか否かは、計算により確認できます。 今回は、転倒の意味、横転、転倒の検討方法について説明します。 下記の記事も併せて参考にしてください。 転倒とは? 転倒とは、物や構造物が倒れることです。 下図をみてください。 構造物は、地震や台風により水平方向(いわゆる横方向)に力が作用します。 この力に耐えきれず、倒れることを「転倒」といいます。 建物の構造計算では、建物が転倒しないよう設計します。 下図をみてください。 横幅の広い建物、狭い建物があります。 どちらの建物が転倒しそうでしょうか。 当然、横幅の狭い建物ですね。 横方向の力に対して、幅の狭い物や構造物は転倒しやすいです。 スカイツリーや東京タワーを思い出してください。 転倒しないよう、下側(1階)は広がっています。 次は、物や構造物の高さを比較します。 どちらが転倒しそうでしょうか。 答えは、高さの大きな建物が転倒しやすいです。 上記より、転倒は下記の特徴があります。 ・横方向の力に対して、幅の狭い構造物の方が転倒しやすい ・高さが大きな構造物の方が、転倒しやすい 横転とは? 転倒と似た用語に、横転があります。 横転とは、「横に転ぶ」という意味です。 転倒と似た意味ですが、建築の実務では「転倒」が一般的です。 転倒の検討方法 構造物の転倒の検討は、 ・転倒モーメント ・偶力 ・反力 の関係でわかります。 詳細な検討方法は、下記の記事が参考になります。 構造物に横方向の力が作用すると、「モーメント」という、物を回転させる力が生じます。 これを転倒モーメントといいます。 転倒モーメントが作用すると、構造物が浮き上がる力が生じます。 浮き上がる力に対して、抑える力が大きければ転倒しません。 ですから、重い物や構造物の方が、転倒しにくいです。 逆に、軽いものは転倒しやすいです。 まとめ 今回は、転倒について説明しました。 意味が理解頂けたと思います。 転倒は、物や構造物が横に倒れることです。 構造物は、地震や台風で転倒しないよう設計されています。 まずは転倒の意味を理解しましょう。 実際に転倒の検討をする場合、下記の記事が参考になります。

次の

転倒モーメントが大きくなりがちな貯湯タンクに使いたいMUアンカー

転倒 モーメント

建物が地震で倒れるのは、柱や梁が損傷して重さを支えられなくなるからです。 ですので、柱や梁を地震に耐えられるよう頑丈にすれば問題は解決します。 しかし、どれだけ柱や梁を補強しても倒れてしまう場合があります。 例えば、本棚や食器棚のような背の高い家具は地震でよく倒れますが、棚自身に損傷があるわけではありません。 倒れた衝撃でガラスが割れることはあっても、立て起こしてやればそのまま使用することができます。 つまり、何かモノが倒れる場合、 「壊れて倒れる場合( 倒壊)」と 「壊れていないのに倒れる場合( 転倒)」の2つのケースがあるということです。 そして、後者の「壊れていないのに倒れる」を引き起こすのが 「転倒モーメント」です。 ここではモノの転倒について、具体的な計算例を交えながら説明していきます。 転倒モーメントとは 読んで字のごとく、モノを 「転倒」させようとする 「モーメント」のことです。 そしてモーメントとは 「回転させる力」のことをいいます。 モーメントが発生するのは 「力を加えた位置」と「力を支える位置」がズレている場合です。 そしてモーメントの大きさは「力の大きさ」と「ズレている距離」に比例します。 地震の際、建物や家具を支えているのは足元で、地震の力が生じるのは重心位置(概ねモノの中心位置)です。 また、力の大きさはモノの重さ(質量)に加速度を乗じたものになります。 そのため、転倒モーメントは以下の式で表すことができます。 転倒に対する抵抗力 モノが転倒しないように抵抗する力とはなんでしょうか。 モノを転倒させようとするのは「力」と「距離」を掛けた「モーメント」でした。 ということは 転倒に抵抗するのも「モーメント」ということになります。 ではまず「力」について考えてみましょう。 足をそろえて立っている人の左肩を右に押すと、右足は踏ん張り、左足は浮き上がろうとします。 「浮き上がる」ということは 「上方向に移動」しているということですから、転倒させるということは モノを持ち上げているのと同じことなのです。 モノを持ち上げる抵抗とは重さのことです。 つまり 「重力」によって転倒に抵抗するのです。 「力」はわかったので、次は「距離」について考えてみましょう。 先ほどの左肩を押す例では左足が浮き、右足が踏ん張っていました。 地面に接しているのは右足だけという状況です。 当然右足は体の中心からやや右側に寄っているわけですが、重心は体のちょうど中心にあります。 重心が中央、地面に接するのは右側ということで、力が作用する位置と力を支える位置とがズレます。 これで晴れて転倒に抵抗するモーメントが生じることになりました。 転倒モーメントの計算例 では実際に転倒するかどうかの計算をしてみましょう。 一番上を手で真横に押した場合にどのくらいの力で転倒するでしょうか。 5倍の力まで転倒しません(支点と重心との距離が30cm)。 上記計算から以下のことがわかります。 物体を手で押す場合、 ・重たいものほど転倒させるのに大きな力が必要 ・足元の幅が大きいほど転倒させるのに大きな力が必要 ・重心位置は転倒させるのに必要な力の大きさに影響しない ・重さに偏りがあると倒れやすい方向と倒れにくい方向ができる 地震の場合 手で押す場合と違い、地震の場合は 重心位置に力が作用します。 先ほどの4種類の物体について考えてみましょう。 上層階では揺れが増幅されることにも注意が必要です。 「転倒モーメント」と「転倒に抵抗する力」の両方に物体の重さが影響してくるため(40kgを掛けたあと40kgで割っている)、結果として 物体の重さは「転倒する・しない」に関係無いことになります。 手で押す場合と同様、左側(反対側)には転倒しにくくなっています。 上記計算から以下のことがわかります。 地震の場合、 ・物体の重さは転倒する・しないに関係しない ・足元の幅が大きいほど転倒させるのに大きな加速度が必要 ・重心位置が高いほど転倒しやすい ・重さに偏りがあると倒れやすい方向と倒れにくい方向ができる 斜め方向加力 先ほどの計算では手で押す場合も地震の場合も、力は水平方向(真横)に加えました。 しかし、最も転倒が起こりやすい方向は水平方向ではありません。 前述したように、転倒とはモノを持ち上げるようなものです。 持ち上げる、つまり 上方向の力をいくらか加えた方がより簡単に転倒させることができるのです。 幅が広いものほど上方向の力を多めにしたほうが楽になります。 図による転倒の判定 支点の位置、重心の位置、物体の重さ、力を加える位置、力または加速度の大きさ、この5つがわかれば転倒するかしないかが計算で判定することができました。 しかし、いちいち計算しなくても図を描くだけで求めることも可能です。 手順を以下に示します。 1.重力および押す力が作用する線の交点Aを見つけます。 2.この交点Aに重力の大きさに応じた長さの矢印Bを描きます。 3.この交点Aから支点Cに向かって線A-Cを引きます。 4.矢印Bの先端から押す力の作用線に平行な線B-Dを引きます。 5.線A-Cと線B-Dの交点Eを見つけます。 6.交点Eから矢印Bに平行な線を引き、押す力の作用線との交点Fを見つけます。 7.交点Aと交点Fをつないだ矢印の長さが 転倒させるのに必要な力になります。 重力と地震の力(または押す力)との合力の作用線が支点に重なるよう作図をしていることになります。 これよりも少しでも力が大きければ支点からズレる、つまり回転が生じ始めるということです。 なんだか上記手順を見ると面倒くさいようにも思えますが、慣れれば簡単です。 転倒モーメントに対する検討とOTM低減 検討が必要な建物 通常の設計では「転倒」よりも「倒壊」の方が問題となることが多いため、転倒のことを意識することはあまりありません。 しかし、転倒に注意しなくてはならない建物もあります。 まず、 「塔状比」が4を超える建物では転倒に対する検討が必要です。 塔状比とは建物の幅に対する高さの割合で、これが大きいということは 高さの割に幅が狭い建物ということになります。 先ほどの計算でも見たように、幅が狭いほど転倒しやすい建物と言えます。 場合によっては基礎を重くするなどの対策が必要となります。 また 「免震建物」でも転倒が問題になることがあります。 免震建物は地震の揺れが伝わりにくくなるよう建物が特殊なゴムの上に載っているのですが、このゴムが引っ張る力に対してあまり強くないのです。 、 上下方向の揺れ(縦揺れ)による影響を考慮した上で、ゴムに生じる引張の力を 1mm2あたり1N以下にしなくてはなりません。 OTM低減 転倒モーメントを英語で「Overturning Moment」と言います。 構造設計者の間では略して 「OTM」と呼ばれることが多いです。 通常は「建物を横から押す力」と「力が作用する高さ」からOTMを計算するわけですが、地震の力というのは実際には不規則に変化するものです。 5階が右に揺れているときに3階が左に揺れるということもあります。 簡易な計算方法ではそうした地震の力の変化は捉えられませんが、 「時刻歴応答解析」という超高層建物や免震建物の設計時に用いる手法ならそれがわかります。 これを 「OTM低減」といい、時刻歴応答解析を行うような建物では積極的に取り入れられています。 違和感の正体 ここまでモノの転倒に関して詳細に説明してきました。 すんなりと「よし、よくわかった」と納得いただけたでしょうか。 「なんだか変じゃないか」と感じる部分があったのではないでしょうか。 転倒の可能性 前述の計算例で「手で押す場合」は「転倒する」と言い切りましたが、「地震の場合」は「転倒の可能性がある」という表現にしています。 あくまでも計算しているのは「浮き上がるかどうか」です。 手でゆっくり押す分には浮き上がればそのまま倒れてしまいますが、地震のような瞬間的な力であれば 浮き上がってもまた元に戻る可能性があるからです。 そのため、どれだけ大きな加速度が生じても転倒するとは限らないのです。 転倒に必要なエネルギー 地震に対して重心が高いものほど転倒しやすいことを計算により確認しました。 しかし、手で押す場合には重心が高くても転倒させるのに必要な力の大きさは変わりませんでした。 これは本当でしょうか。 「手で押した場合でも重心が高いモノの方が倒れやすい」という感覚があるのではないでしょうか。 実は、計算も感覚も両方とも間違っていません。 転倒しはじめる力の大きさは重心の高さに関係ないのですが、転倒に至るまでに必要なエネルギーは 重心が高いほど小さくなるのです。 「転倒モーメント」に関してはこの記事で説明できましたが、 「モノの転倒」については以下の記事で詳しく説明しています。 bakko-taishin.

次の

Vibration, Stability of Chest

転倒 モーメント

gotouさんこんにちは 8本のアンカーボルトによる固定力が転倒モーメントに耐えうるか検討することにします。 8本のうち3本は支点とみなすため、計算上は5本分の実力を調べます。 モーメントアームを算出します 3(本)x0. 72なので十分安全で、問題ありません。 予断ですが、カプセルサイズのアンカーボルトとは後施工ケミカルアンカーだとすると、穴あけ後のコンクリートの粉は十分に除去しないと9810kgfの強度はでませんので要注意です。 強度は落ちても品質強度のバラツキの少ないメカニカルアンカーの選択も視野に入れたらよいかと思います。 kinco 参考URL: A ベストアンサー >幅900mm奥行き600mm高さ1800mmの書庫で >重心の位置が高さ900mmと1350mmの場合でいかがですか。 >加速度が例えば818ガルとします。 では、この条件で求めてみましょう。 まず、倒れる方向ですが、幅と奥行きのうち小さい方の 奥行きを考えます。 8 =2. 18=7. 18=11. もっとも、重力加速度が980galですから、818gal水平加速度というのは すごい大きさです。 天地が真横になったことに近いですからね。 ・重心位置1350mmは、218galまで耐えられる。 ということになります。 >幅900mm奥行き600mm高さ1800mmの書庫で >重心の位置が高さ900mmと1350mmの場合でいかがですか。 >加速度が例えば818ガルとします。 では、この条件で求めてみましょう。 まず、倒れる方向ですが、幅と奥行きのうち小さい方の 奥行きを考えます。 A ベストアンサー こんにちは。 kgfはSI単位ではないですが、質量の数値をそのまま重さとして考えることができるのがメリットですね。 >>> ある試験片に40kgの重りをつけた時の荷重は何Nをかけてあげると、重り40kgをつけたときの荷重と同等になるのでしょうか? なんか、日本語が変ですね。 「ある試験片に40kgの重りをつけた時の引っ張りの力は何Nの力で引っ張るのと同じですか?」 ということですか? ・・・であるとして、回答します。 40kgのおもりなので、「おもりにかかる重力」は40kgfです。 重力は万有引力の一種ですから、おもりにも試験片にも、地球からの重力はかかります。 しかし、試験片の片方が固定されているため、見かけ、無重力で、試験片だけに40kgfの力だけがかかっているのと同じ状況になります。 98」でいいのでしょうか? いえ。 1kgf = 9.8N ですね。 力だけでなく、引っ張り応力を求めたいのでしょうか。 そうであれば、400Nを断面積で割るだけです。 こんにちは。 kgfはSI単位ではないですが、質量の数値をそのまま重さとして考えることができるのがメリットですね。 >>> ある試験片に40kgの重りをつけた時の荷重は何Nをかけてあげると、重り40kgをつけたときの荷重と同等になるのでしょうか? なんか、日本語が変ですね。 「ある試験片に40kgの重りをつけた時の引っ張りの力は何Nの力で引っ張るのと同じですか?」 ということですか? ・・・であるとして、回答します。 40kgのおもりなので、「おもりにかかる重力」は40kg... A ベストアンサー #1です。 追記します。 傾斜地のような場所に建つ建物の転倒の検討をする場合は、建物の短辺方向で検討します。 GLの高さが低い側と高い側でそれぞれの高さの水平力を計算して検討する事となります。 基本は、GLが平らな場合と一緒です。 ただGLが変わるとそれぞれの高さに受ける水平力(地震力及び風圧力)が変わりますので計算が面倒臭くなります。 先に書いた本もGLが平らの場合を例にとって説明されています。 計算手順や計算式は参考になると思いますので立ち読みしてからお買い求めください。 ちなみにこの本の内容は、在来軸組工法の木造三階建ての構造計算方法を書いたものです。 エクセルなどで計算表を作るのに大変役に立ちます。 ご参考まで A ベストアンサー 図のような荷重状態を想定しました。 また、鋼材の材質が指定されてないので、一般的なSS400(一般構造用鋼材)を想定します。 SS400の許容曲げ応力度fb=156N/mm2、また、許容せん断力fs=90. 4N/mm2とします。 なお、計算はNとmmで進めます。 7kNまでなら計算上はOKとなります。 (注)SS400の材料自体の計算例を示しましたが、これ以上に壁に対する固定方法のチェックもお忘れなく。 参考文献:計算の基本から学ぶ 建築構造力学 上田耕作 オーム社 図のような荷重状態を想定しました。 また、鋼材の材質が指定されてないので、一般的なSS400(一般構造用鋼材)を想定します。 SS400の許容曲げ応力度fb=156N/mm2、また、許容せん断力fs=90. 4N/mm2とします。 なお、計算はNとmmで進めます。 Q 比重というのは、単位はなんなのでしょうか?? 鉄の比重を7. 85で計算すると、471000になります。 全部mに単位をそろえて計算すると、 0. 85で、0. 000471になります。 これで正確にkgの単位で答えを出したい場合、 0. 85で、答えは0. 471kgが正解ですよね? ・・・全く意味が解かりません。 普通、単位は全部揃えて計算するものですよね??なぜ、この場合、厚さだけはmmの単位で、縦と横はmでの計算をするのでしょうか? 比重ってのは単位はどれに合わせてすればいいのでしょうか? そして円筒の場合はどのように計算するのでしょうか? まず、円の面積を求めて、それに長さを掛けるのですよね? これは円の面積の単位はメートルにして、長さはミリで計算するのでしょうか?? わけわからない質問ですみません・・・。 もうさっぱりわけがわからなくなってしまって・・。 うんざりせずに、解かりやすく、教えてくださる方いましたらすみませんが教えて下さい・・。 比重というのは、単位はなんなのでしょうか?? 鉄の比重を7. 85で計算すると、471000になります。 全部mに単位をそろえて計算すると、 0. 85で、0. 000471になります。 これで正確にkgの単位で答えを出したい場合、 0. 85で、答えは0. 471kgが正解ですよね? ・・・全く意味が解かりません。 普通、単位は全部揃えて計算するものですよね??... 85は#4の方がおっしゃるとおり 0. 85の0. 85(g... Q kN(キロニュートン)単位とkgf(キログラムエフ)単位の変換の仕方について教えてください。 ネットで調べても、数字がぐちゃぐちゃになってどういった考え方をして計算してよいのかわかりません。 強度計算をしているので、間違いないように理解できるように教えていただければ本当に助かります。 どうぞ助けてください。 よろしくお願い致します。 A ベストアンサー 許容応力は「建築基準法」、「鋼構造設計規準(以下、S規)」など各種法令基準で決められていて、それぞれ数値が異なりますし、ボルトの場合、一面せん断か二面せん断か、せん断力と同時に引張力も受けるのか、などでも違ってくるんですが、 ボルトの許容せん断力を求める一番簡単な方法は、S規に基づく次の計算方法だと思います。 SS400の許容せん断応力度f=0.7 ton/cm^2・・・S規で決まってます。 なお、この値は長期荷重に対する許容値で、風荷重等の短期荷重に対しては1. 5倍 することができます。 kawasaki-steel. html にその他いろいろデータが載ってます。 kawasaki-steel. html 許容応力は「建築基準法」、「鋼構造設計規準(以下、S規)」など各種法令基準で決められていて、それぞれ数値が異なりますし、ボルトの場合、一面せん断か二面せん断か、せん断力と同時に引張力も受けるのか、などでも違ってくるんですが、 ボルトの許容せん断力を求める一番簡単な方法は、S規に基づく次の計算方法だと思います。 SS400の許容せん断応力度f=0.7 ton/cm^2・・・S規で決まってます。 このfの値にボルトの軸の断面積(M20であればA=3.14cm^2)を掛け... A ベストアンサー 先ず,「曲げ強さ」と「たわみにくさ」から整理しましょう。 曲げモーメントは,材料の左と右に引張力(T と圧縮力(C を生じさせる。 (A 部分(=)は引張強度を超えた時に破壊し,(B 部分(=)は圧縮強度を超えた時に破壊する。 この時, A 部分の負担する力(T が同じならば,(A の面積(=)が大きい程破壊しにくい。 又,中心点からの距離(J が大きいと破壊しにくい。 簡単に言ってしまえば,この時の(A の面積と距離(J を掛けたものが,曲げ外力に抵抗する抵抗曲げ強度を決めるための係数,即ち,断面係数(Z です。 つまり,曲げ強度に影響を与える断面係数は,材料の材質,強度,変形などに関係なく,形状と距離だけで決まります。 一方,(A 部分に作用した引張力(T は,(A 部分を伸ばす,即ち,変形させます。 この時の変形量は,フックの法則によって,形状,距離に加えてヤング係数によって決まります。 この時,変形量は断面の外縁が最も大きく,中心位置に近いほど小さくなります。 この時の形状の変化率を表すのが断面2次モーメントです。 この変形量がたわみです。 つまり,断面係数と断面2次モーメントは,公式は似ていますが,断面係数は曲げ抵抗強度に関する量であり,断面2次モーメントは変形率に関する量であって,お互いに全く関連性のない形状に関する係数です。 (たくさん曲がっても=たわみが大きくても,破壊するとは限らない。 (今後,私にも使わせてください。 ) この例の(I)を,曲げ剛性(EI と言い換えれば,強度と変形の関係を表す例として完璧かもしれません。 これらの断面に関する諸量は,構造力学や材料力学において,数学的に積分を用いて説明され,イメージとして説明されることはほとんど有りません。 ですから,実際に計算する事は出来ても,どのようなイメージかと聞かれると答えに窮して仕舞うのも仕方ない事だと思います。 私もその一人ですが・・・ どちらにしても,断面係数と断面2次モーメントの関連性について,1級建築士でもイメージする事が難しい概念ですから,イメージ化して素人に説明するのは,多少無理があると思います。 先ず,「曲げ強さ」と「たわみにくさ」から整理しましょう。 曲げモーメントは,材料の左と右に引張力(T と圧縮力(C を生じさせる。 (A 部分(=)は引張強度を超えた時に破壊し,(B 部分(=)は圧縮強度を超え...

次の