2019年01月30日

鉄の推移と圧縮強度

パリのエッフェル塔(高さ300m)は、130年前(1889年)、フランス革命100周年記念であり、万国博覧会の目玉として、工期2年強で竣工した。
鉄骨の材質は、古い製鉄方法による錬鉄(れんてつ)となっている。この頃は錬鉄から鋼へ移行の過渡期で、日本においは1888(明治21)年、
東海道本線の初代天竜川橋梁に既に鋼構造が採用された。
現在では欠点の多い錬鉄の生産は無く、材質強度は軟鋼のSS400でも3割増しになっている。 材料力学において、許容座屈荷重は、
理論式のオイラー式より、低い値になる実験式の方を採用する。
建築基準法では、座屈現象において、限界細長比を導入した圧縮強度を規定している。
一例として、丸鋼(SS400、φ60 x 500mm)では、建築基準法の短期許容応力度 fc = 177 Mpa、一方、材料力学のジョンソンの式は 190 Mpa
であり、 建築基準法のが強度評価の厳しい、低い値となっている。 材料力学においても何らかの検証があるべきと感じます。
下記は座屈値の計算結果の一例です。
座屈荷重.png
参照: 柱座屈計算
posted by 森 邦夫 at 22:57| Comment(0) | TrackBack(0) | 日記

2019年01月15日

ティモシェンコ教授の板計算表

ティモシェンコ教授(Timoshenko)は、ロシア育ちでカリフォニアにて 93歳の1972年死去、機械工学分野に種々の業績があり「工業力学の父」と呼ばれている。
当方は、自動制御専攻だった為か、学生の頃はのことは知らないままで、
でもその頃は、今から50年前になるが、機械工学のにとって、その教授の論文は花形だったかと思う。
板の曲げ強度計算に関し、その教授の板計算の数値表が、土木学会初版1974年「構造力学公式集」に記載されている。 その書籍定価9900円だった。 当時、8ビットの小型コンピュータは能力が低く、京大計算センターのFACOM 計算機を同志社の学生にも使用が許可されていた頃だった。当方もその一人だった。それが今やそんな技術計算を自宅で容易となっている。

ここに、現在パソコンの算出値とティモシェンコ教授の数値とを、2種類の境界条件について、下記に比較する。 当方のは算出手法を級数とFEMとの2通りとした。その結果からの推測として、全般的にFEMのが精度があり、誤差大に赤色にした。なお、ティモシェンコ教授の数値にも誤差ありかと思われ、その時の詳しい計算式があればと思う次第です。


矩形板曲げβ値の検証
(1)上下辺自由・左右辺支持板
Plate_Jiyuuhen_Kennshou.png

(2)上辺自由・他3辺固定板
Plate_3kotei-Jiyuuhen_Kennshou.png
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posted by 森 邦夫 at 21:02| Comment(0) | 日記

2018年04月08日

吹き抜け建屋の強度

ラーメン計算のソフトの紹介です。
Terrace.png
 
これは、建屋をラーメン構造として、下記の如く強度計算ができます。

Cal_Screen_RigidFrame_Terrace.png


構造設定は碁盤線の有無による、従って沈降節点のも可能、下記凡例No1〜38はプログラム内蔵、及び入力データは保存/読込可能。
Rahmen-hanrei.png
なお、節点(はりと柱の剛接合)は、下方柱が無いと、沈降節点となり、計算は一例として下記の如くとなる。上記凡例には、種々の沈降節点があり、計算ソフト作成には時間を要しました。
2x2-RigidFrame-sink.png

posted by 森 邦夫 at 22:40| Comment(0) | TrackBack(0) | 日記