吊り金具が溶接された鋼管の耐力照査について

質問

吊り金具が溶接された鋼管の耐力照査に関する質問です。
材質 stk490（F=325）
鋼管径 200mm
鋼管板厚6mm
鋼管長さ2000mm
の条件で、鋼管端部から300mmの位置に一辺75mm，厚さ15mm の鋼材が対角に溶接された鋼管において図のように鋼管軸方向に鋼材一つあたり50KNの引っ張り荷重がかかるときの鋼管の耐力照査の方法を教えてください。

※OKWAVEより補足：「技術の森(材料・素材)」についての質問です。

回答No.2

ohkawa3 · ベストアンサー

補足頂き有難うございました。
素人なりに考えて、次の通り整理してみました。

1) 隅肉溶接で吊り金具を取り付けた溶接線に沿う鋼管（φ200）の局部的な応力は、隅肉溶接の脚長（のど厚）よりも、鋼管の厚さが大きいので、鋼管に加わる応力は、溶接部の応力を上回ることはなく、耐力上の問題はない。

2) 溶接部から十分離れた鋼管下部に働く引張応力は、50kN×2÷3657mm2＝27,3MPaであり、基準強度である325MPaより十分に小さく、耐力上の問題はない。（ここで、3657mm2は、鋼管の断面積）

3) 上記以外に考慮が必要と思われることは、吊り金具に加わる曲げモーメントによって、鋼管が局部的に変形することでしょうか？（下図参照）
　このような変形を想定した応力計算の「公式」が一般的に知られていれば、それを適用すればいいと思いますが、一般的でない場合は、FEMなどの方法を用いて応力分布を求めることがよさそうに思います。

回り道をしたうえで、在り来りな方法しか提案できずに申し訳ありません。

お礼

ご回答いただきありがとうございました。
解析も含めて改めて検討してみます。
ご協力いただきましてありがとうございました。

回答No.1

ohkawa3

「鋼管の耐力照査」とのお問い合わせですが、まずは、吊り金具の溶接部の応力照査を行うことが必要と思います。
そのためには、吊り金具の溶接部の仕様を明確にすることが第一歩のように思います。

補足

ご回答いただきありがとうございます。
説明不足で申し訳ありません。

溶接部の条件は、隅肉溶接で脚長6mm（のど厚4.2mm）、有効溶接長さ150mm（回し溶接部を除く）としたうえで曲げ応力度、せん断応力度、合成応力度が耐力的に持つことを確認しております。
また、吊り金具（SS400想定）の応力度照査、板厚照査をして耐力上問題ないことを確認しております。
そのうえで、吊り金具に上記の引っ張り力をかけた際に鋼管が耐力的に問題ないことを確認したいという質問でございます。