層間変位、層間変位角について教えてください。

質問

私は機械屋なので、建築関係の構造計算の方法が判りません。

層間変位（δ）の算出について教えてください、構造物はラックで、Ｈ鋼で出来ています。
段数は５段程度あり、パイプが各段に乗せています。

層間変位は梁のタワミの計算値としていいのでしょうか？

層間変位角＝ｈ/δ（ラジアン）　でいいのですよね。

また、許容層間変位角ってあるのでしょうか？
つまり、幾らなら安全とかいう数値です。

回答No.1

noname#65504 · ベストアンサー

建築で層間変位というと通常水平変位の上の階と下の階の変位差を意味します。１層のものなら基礎と最上部の変位の差となります。
基礎からの水平変位を下の階からｄ１、ｄ２，ｄ３，ｄ４，ｄ５とすると、
１層目の層間変位はｄ１、２層目はｄ２－ｄ１、３相目はｄ３－ｄ２，４層目はｄ４－ｄ３、５層目はｄ５－ｄ４となります。

層間変形角は、層間変位／層間高さです。
鉄骨の場合は１／１００程度にすることが多いようです。でも実際の建築物ではサッシなど仕上げ材などの変形追従性能を考慮してもっと小さい範囲で設計しています。
http://www.nikkeibp.co.jp/sj/special/131/03.html

なお、特定建築物の場合は１／２００以下となっています。
http://www.ksknet.co.jp/nikken/faq/answer.asp?q=55

補足

早速にありがとうございます。
漠然と書いたので申し訳ないです。
要は各層の地震時の水平力（０．６Ｇ）を支柱に与えてそれを片持ち梁と考えて、そのポイントのそれぞれのタワミ量（δ）を出して、それを変位と考えてたよいのでしょうか？

支柱（Ｈ鋼）と、水平力の関係です、また構造物ではなくただの配管サポートラックだから層間変位角は１/１００であれば、許容範囲と考えればよいのでしょうか。

　Ｈ５→｜ｅ
　　　　 ｜
　Ｈ４→｜ｄ
　　　　 ｜
　Ｈ３→｜ｃ
　　　　 ｜
　Ｈ２→｜ｂ
　　　　 ｜
　Ｈ１→｜ａ
　　　　 ｜
　　　　 ｜
　　　　 ｜　　ＦＬ
　　 －－－－－－
各点ａ～ｅまでのタワミは解けますから、それを変位量として計算すればよい訳ですよね。

なおＨ１＝０．６×Ｗ１　Ｗ１はａ点の垂直荷重とします。

層間変位角＝各点のタワミ量/各高さ　が０．０１を越えなければ安全と判断すればいいのですね。

回答No.2

noname#65504

＞層間変位角＝各点のタワミ量/各高さ　が０．０１を越えなければ安全と判断すればいいのですね。

普通はそういう判断はしませんね。通常は部材や溶接部・ボルトなどに発生する応力度で安全性は検証します。

＞要は各層の地震時の水平力（０．６Ｇ）を支柱に与えてそれを片持ち梁と考えて、そのポイントのそれぞれのタワミ量（δ）を出して、それを変位と考えてたよいのでしょうか？

建築では各柱を片持ち梁に見立てて計算するようなことはしません。ラーメン構造として解析します。
よく使われるのはたわみ角法や固定法です。

最近機械屋さんが建築構造の質問をするのがはやっているのでしょうか？

http://oshiete1.goo.ne.jp/kotaeru.php3?q=2430719

別な方のようですが、こちらの方のように一度建築構造力学を通して学んだ方が理解が深まると思います。

お礼

ありがとうございます。
一応、部材や溶接部・ボルトなどに発生する応力度で安全性は検証していますし、全ての数値は満足しています。
いままで客先もそれ以上（層間変位）は望まれませんでしたので、材料力学等は学びましたが、この言葉さえ知りませんでした。
やはり、機械系、建築系で違うのでしょうね、逆に機構学とかは得意ですが。

構造物の用途によって、必要か必要でないかを考えてもらえればいいのですが・・・何でもかんでも計算書を出せといわれるのも、蛇足みたいな気がします。

お勧めの本を参考にしてみます。