耐震計算書 WS3000 センター⽀柱 H=320 耐震条件 5000N・1G ワシノ商事株式会社 作成⽇： 図番号： 〔 ⼊ ⼒ 〕 パネルの⼀辺 積載荷重 耐震震度 パネルの重量 仕上げ⾼さ 平成27年2⽉25⽇ Ｎｏ．１ WS3320S51-M Ｂ＝ Ｗf＝ Ｋh＝ Ｂw＝ Ｈ＝ １㎡当たりの⽀柱の数 0.5 5000 1 110 320 m Ｎ／㎡ Ｇ Ｎ mm ｎ＝１／(Ｂ×Ｂ)＝ 4 本／㎡ Ｗ＝（Ｗf＋Ｂw×ｎ）／ｎ＝ 1360 Ｎ／本 ⽀柱１本当たりの⽔平地震⼒ Ｆｈ＝Ｋh×Ｗ＝ 1360 Ｎ／本 ⽀柱１本当たりの垂直地震⼒ Ｆv＝Ｋh／２×Ｗ＝ 680 Ｎ／本 ⽀柱１本当たりの積載荷重 ( 1 ) パネル受け⽤ボルトの耐震強度検討 （ ａ ） パネル受け⽤ボルトに対する曲げ応⼒σ①の検討 ボルトの断⾯係数 Ｚa(1)は （ボルトのねじ⾕径） φｄa(1)＝ Ｚa(1)＝π×ｄa(1)3／32＝ 1.7294 cm 0.51 cm ボルトに加わる 最⼤曲げモーメントＭａ(1)は （⽀点⾼さ） 5.85 cm la(1)＝ （⽔平地震⼒） 1360 Ｎ／本 Ｆh＝ Ｍａ(1)＝Ｆh×la(1)＝ 7956.00 Ｎ・cm ボルトに加わる最⼤曲げ応⼒σa(1) は 2 σa(1)＝Ｍa(1)／Ｚa(1)＝ 15600.00 Ｎ／cm 156.00 ＭＰa ＝ ⻑期応⼒に対する許容応⼒度 Ｆ＝ ＝ 曲げ許容応⼒ ｆａ＝Ｆ／1.5＝ ※上記、挿絵は計算部位を表すためので あり、実際の仕様と異なる場合があります。 ≪パネル受け⽤ボルトに対する曲げ応⼒σ①の検定≫ 地震による応⼒は短期応⼒であり σ①＝σa(1)／(1.5×fa)＜1を満⾜しなければならないから σ①＝ 156.00 ／(1.5× 160 ）＝ 0.65 < 1 となり問題ない。 24000 Ｎ／cm2 240 ＭＰa 160 ＭＰa Ｎｏ．２ （ ｂ ） パネル受け⽤ボルトに対する圧縮応⼒σ②の検討 ⻑期応⼒σb(1)と短期応⼒σc(1)を求める。 ボルトの断⾯積 Ａｂ(1)＝π×ｄa(1)2／4＝ ⽀柱１本当たりの積載荷重 Ｗ＝ ⻑期応⼒ σｂ(1)＝Ｗ／Ａｂ(1)＝ ＝ ⽀柱１本当たりの垂直地震⼒ Ｆv＝ 短期応⼒ σc(1)＝Ｆv／Ａｂ(1)＝ ＝ 2.35 cm2 1360 Ｎ／本 578.72 Ｎ／cm2 5.79 ＭＰa 680 Ｎ／本 289.36 Ｎ／cm2 2.89 ＭＰa 圧縮許容応⼒度 fb(1)を求める｡ 断⾯⼆次モーメント Ｌa(1)＝π×ｄa(1)4／64＝ 座屈軸についての断⾯⼆次半径 ia(1)＝√（Ｌa(1)／Ａｂ(1)）＝ 限界細⻑⽐ 細⻑⽐ Λ＝ (ボルト⻑さ) ｌｂ(1)＝ λa(1)＝ｌｂ(1)×2／ia(1)＝ ポアソン⽐ ιa(1)＝3／2＋2／3×（λa(1)／Λ)2＝ 46.51 λa(1)＜Λ＝ ＜ 0.44 cm4 0.43 ㎝ 120 10 ㎝ 46.51 1.6 120 であるから 圧縮許容応⼒度 ｆｂ(1)は､ ｆｂ(1)＝｛1-0.4×（λa(1)／Λ)2｝×Ｆ／ιa(1)＝ ＝ ≪パネル受け⽤ボルトに対する圧縮応⼒σ②の検定≫ 地震による応⼒は短期応⼒であり σ②＝σｂ(1)／ｆｂ(1)＋σc(1)／（1.5×ｆｂ(1)）＜１ を満⾜させなければならないから 5.79 140.99 2.89 σ②＝ ／ ＋ 140.99 ）＝ 0.05 < 1 となり問題ない。 ／（1.5× ≪曲げ応⼒σ①と圧縮応⼒σ②の組み合わせ応⼒の検定≫ 組み合わせ応⼒（σ①＋σ②）＜ 1を満⾜しなければならないから σ①＋σ②＝ 0.65 ＋ 0.05 ＝ 0.70 < 1 となり問題ない。 14098.7 Ｎ／cm2 140.99 ＭＰa Ｎｏ．３ （２） ボルト⽤⽀えパイプの耐震強度検討 （ ａ ） ボルト⽤⽀えパイプに対する曲げ応⼒σ③の検討 パイプの断⾯係数 Ｚｂ(2)は （パイプの外径） φｄｂ(2)＝ （パイプの内径） φｄｃ(2)＝ 2.4 cm 2 cm Ｚｂ(2)＝π／32×（ｄｂ(2)4－ｄｃ(2)4）／ｄｂ(2)＝ 0.70 cm パイプに加わる 最⼤曲げモーメントＭｂ(2)は 8.85 cm （⽀点⾼さ） ｌc(2)＝ （⽔平地震⼒） 1360 Ｎ／本 Ｆh＝ Ｍｂ(2)＝Ｆh×ｌc(2)＝ 12036.00 Ｎ・cm パイプに加わる最⼤曲げ応⼒σｄ(2) は 2 σｄ(2)＝Ｍｂ(2)／Ｚｂ(2)＝ 17194.29 Ｎ／cm 171.94 ＭＰa ＝ ⻑期応⼒に対する許容応⼒度 Ｆ＝ ＝ 曲げ許容応⼒ ｆａ＝Ｆ／1.5＝ ※上記、挿絵は計算部位を表すためので あり、実際の仕様と異なる場合があります。 ≪ボルト⽤⽀えパイプに対する曲げ応⼒σ③の検定≫ 地震による応⼒は短期応⼒であり σ③＝σｄ(2)／(1.5×fa)＜1を満⾜しなければならないから σ③＝ 171.94 ／(1.5× 180 )＝ 0.64 < 1 となり問題ない。 27000 Ｎ／cm2 270 ＭＰa 180 ＭＰa Ｎｏ．４ （ ｂ ） ボルト⽤⽀えパイプに対する圧縮応⼒σ④の検討 ⻑期応⼒σe(2)と短期応⼒σf(2)を求める。 パイプの断⾯積 1.38 cm2 Ａc(2)＝π／4×（ｄｂ(2)2－ｄｃ(2)2）＝ ⽀柱１本当たりの積載荷重 1360 Ｎ／本 Ｗ＝ ⻑期応⼒ 985.51 Ｎ／cm2 9.86 ＭＰa σe(2)＝Ｗ／Ａc(2)＝ ＝ ⽀柱１本当たりの垂直地震⼒ 680 Ｎ／本 Ｆv＝ 短期応⼒ 492.75 Ｎ／cm2 4.93 ＭＰa σf(2)＝Ｆv／Ａc(2)＝ ＝ 圧縮許容応⼒度 fc(2)を求める｡ 断⾯⼆次モーメント 0.84 cm4 Ｌb(2)＝π／64×（ｄｂ(2)4－ｄｃ(2)4）＝ 座屈軸についての断⾯⼆次半径 0.78 ㎝ ib(2)＝√（Ｌb(2)／Ａc(2)）＝ 限界細⻑⽐ 細⻑⽐ 120 Λ＝ (パイプ⻑さ) ポアソン⽐ λｂ・＜Λ＝ 3 ㎝ 7.69 lｄ(2)＝ λｂ(2)＝lｄ(2)×2／iｂ(2)＝ 1.5 ιｂ(2)＝3／2＋2／3×（λｂ(2)／Λ)2＝ 7.69 ＜ 120 であるから 圧縮許容応⼒度 fc(2)は､ 2 fc(2)＝｛1-0.4×（λｂ(2)／Λ)2｝×Ｆ／ιｂ(2)＝ 17970.4 Ｎ／cm ＝ 179.7 ＭＰa ≪ボルト⽤⽀えパイプに対する圧縮応⼒σ④の検定≫ 地震による応⼒は短期応⼒であり σ④＝σe(2)／ｆc(2)＋σf(2)／（1.5×fc(2)）＜1 を満⾜しなければならないから σ④＝ 9.86 ／ 179.7 ＋ 4.93 0.07 < 1 となり問題ない。 179.7 )＝ ／（1.5× ≪曲げ応⼒σ③と圧縮応⼒σ④の組み合わせ応⼒の検定≫ 組み合わせ応⼒（σ③＋σ④）＜ 1を満⾜しなければならないから σ③＋σ④＝ 0.64 ＋ 0.07 ＝ 0.71 < 1 となり問題ない。 Ｎｏ．5 （３） ベース⽤⽀えパイプの耐震強度検討 （ ａ ） ベース⽤⽀えパイプに対する曲げ応⼒σ⑤の検討 パイプの断⾯係数Ｚｃ(3)は （パイプの外径） φｄｄ(3)＝ （パイプの内径） φｄｅ(3)＝ Ｚc(3)＝π／32×（ｄｄ(3)4－ｄｅ(3)4）／ｄｄ(3) ＝ 4.3 cm 3.84 cm 2.84 cm3 パイプに加わる （⽀点⾼さ） （⽔平地震⼒） 最⼤曲げモーメントＭc(3)は 30.75 cm ｌe(3)＝ 1360 Ｎ／本 Ｆh＝ Ｍc(3)＝Ｆh×le(3)＝ 41820.00 Ｎ・cm パイプに加わる最⼤曲げ応⼒σg(3) は 2 σｇ(3)＝Ｍc(3)／Ｚc(3)＝ 14725.35 Ｎ／cm 147.25 ＭＰa ＝ ⻑期応⼒に対する許容応⼒度 Ｆ＝ ＝ 曲げ許容応⼒ ｆａ＝Ｆ／1.5＝ ※上記、挿絵は計算部位を表すためので あり、実際の仕様と異なる場合があります。 ≪ベース⽤⽀えパイプに対する曲げ応⼒σ⑤の検定≫ 地震による応⼒は短期応⼒であり σ⑤＝σg(3)／(1.5×fa)＜1を満⾜しなければならないから σ⑤＝ 147.25 ／（1.5× 180 ）＝ 0.55 < 1 となり問題ない。 27000 Ｎ／cm2 270 ＭＰa 180 ＭＰa Ｎｏ．6 （ ｂ ） ベース⽤⽀えパイプに対する圧縮応⼒σ⑥の検討 ⻑期応⼒σh(3)と短期応⼒σｉ(3)を求める。 パイプの断⾯積 2.94 cm2 Ａｄ(3)＝π／4×（ｄｄ(3)2－ｄｅ(3)2）＝ ⽀柱１本当たりの積載荷重 1360 Ｎ／本 Ｗ＝ ⻑期応⼒ 462.59 Ｎ／cm2 4.63 ＭＰa σｈ(3)＝Ｗ／Ａｄ(3)＝ ＝ ⽀柱１本当たりの垂直地震⼒ 680 Ｎ／本 Ｆv＝ 短期応⼒ 231.29 Ｎ／cm2 2.31 ＭＰa σｉ(3)＝Ｆv／Ａｄ(3)＝ ＝ 圧縮許容応⼒度 fｄ(3)を求める｡ 断⾯⼆次モーメント 6.11 cm4 Ｌｃ(3)＝π／64×（ｄｄ(3)4－ｄｅ(3)4）＝ 座屈軸についての断⾯⼆次半径 1.44 ㎝ iｃ(3)＝√（Ｌｃ(3)／Ａｄ(3)）＝ 限界細⻑⽐ 細⻑⽐ 120 Λ＝ (パイプ⻑さ) ポアソン⽐ 21.9 ㎝ 30.42 ｌｆ(3)＝ λｃ(3)＝ｌｆ(3)×2／ｉｃ(3)＝ 1.54 ιｃ(3)＝3／2＋2／3×（λｃ(3)／Λ)2＝ λｃ(3)＜Λ＝ 30.42 ＜ 120 であるから 圧縮許容応⼒度 fｄ(3)は､ 2 fｄ(3)＝｛1-0.4×（λｃ(3)／Λ)2｝×Ｆ／ιｃ(3)＝ 17081.8 Ｎ／cm ＝ 170.82 ＭＰa ≪ベース⽤⽀えパイプに対する圧縮応⼒σ⑥の検定≫ 地震による応⼒は短期応⼒であり σ⑥＝σｈ(3)／fｄ(3)＋σｉ(3)／（1.5×fｄ(3)）＜1 を満⾜させなければならないから 4.63 170.82 2.31 σ⑥＝ ／ ＋ 170.82 ）＝ 0.04 < 1 となり問題ない。 ／（1.5× ≪曲げ応⼒σ⑤と圧縮応⼒σ⑥の組み合わせ応⼒の検定≫ 組み合わせ応⼒（σ⑤＋σ⑥）＜ 1を満⾜しなければならないから σ⑤＋σ⑥＝ 0.55 ＋ 0.04 ＝ 0.59 < 1 となり問題ない。 Ｎｏ．7 （ ４ ） ベースプレートの耐震強度検討 ベースプレートの⼀辺 ベースプレートの板厚 a＝ t＝ 18 ㎝ 0.45 ㎝ ベースプレートに加わる荷重は上図の様に分布するその反⼒を 「 Ｐ 」 と仮定すると､ O点まわりの曲げモーメントＭｅ(4)は下式で求められる｡ （反⼒ 「 Ｐ 」 が荷重図の図⼼であるO点より２／３の位置に作⽤すると考えて） ベースプレートの断⾯係数Ｚｄ(4)は Ｚｄ(4)＝a×ｔ2／6＝ ベースプレートに加わる 荷重モーメントＭｄ(4)は 0.61 cm3 （⽀点⾼さ） lｇ(4)＝ 30.75 ㎝ Ｍｄ(4)＝ｌｇ(4)×Ｆｈ ・ａ／2×2／3×Ｐ×2 41820 Ｎ・cm ・2／3×ａ×Ｐ＝ 3485 Ｎ Ｐ＝3×Ｍｄ(4)／（2×ａ）＝ ベースプレートに加わる 曲げモーメントＭｅ(4)は （パイプのフレア部外径） 4.3 ㎝ φｄｆ(4)＝ Ｍｅ(4)＝Ｐ×（ａ／3－ｄｄ(3)／2）＝ 13417.25 Ｎ・cm ベースプレートに加わる曲げ応⼒σj(4)は 2 σｊ(4)＝Ｍｅ(4)／Ｚｄ(4)＝ 21995.49 Ｎ／cm ＝ 219.95 ＭＰa ※上記、挿絵は計算部位を表すためので あり、実際の仕様と異なる場合があります。 曲げ許容応⼒度 ｆａ＝ ≪ベースプレートに対する曲げ応⼒σ⑦の検定≫ σ⑦＝σｊ(4)／（1.5×ｆａ）＜１を満⾜しなければならないから σ⑦＝ 219.95 ／（1.5× 160 ）＝ 0.92 < 1 となり問題ない。 160 ＭＰa Ｎｏ．８ （ ５ ）ベースプレート接着部の耐震強度検討 ベースプレートの⼀辺を ※上記、挿絵は計算部位を表すためので あり、実際の仕様と異なる場合があります。 ａ＝ 18 ㎝ とした時の断⾯係数は Ｚｓ(5)＝１×ａ3／6＝ 断⾯係数 972 cm3 ベース接着部に加わる曲げモーメントＭｆ(5)は (⽀点⾼さ) ｌｈ(5)＝ Ｍｆ(5)＝Ｗ×Ｋｈ×ｌｈ(5)＝ ベースプレート接着部の発⽣応⼒σｌ(5)は σｌ(5)＝Ｍｆ(5)／Ｚｓ(5)＝ ＝ 接着剤の１cm2当たりの接着強さσｋ(5)を 60 Ｎ／cm2 ＝ σ⑧＝σｌ(5)＜σｋ(5)を満⾜しなければならないから 42432 ／ 972 ＝ 43.65 < ＝ 0.437 < 42432 Ｎ・cm 43.65 Ｎ／cm2 0.44 ＭＰa 0.6 ＭＰaとした時 ≪ベースプレート接着⾯に対する接着強度⑧の検定≫ σ⑧＝ 31.2 ㎝ 60 0.6 となり問題ない。
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