アンカーへの荷重が掛かる向きによる引張強度

質問

お絵かきしました
コンクリート壁に金属アンカーを埋めてアイボルトを付け、そこにワイヤーを繋げ引っ張ろうと思います。
アンカーの種類はステンレスのシーティーアンカーです
(1)はアンカーは埋め込まれてる方向と水平
(2)は45度くらい斜め(方向は上下のどちらでも構いません)
(3)は90度くらい(方向は上下のどちらでも構いません)
この引っ張る方向による違いの3つだと、それぞれアンカーの引張の耐荷重は変わるのでしょうか？
抜けやすいのや抜けにくいのはどれになるのでしょうか？
それとも変わらないのでしょうか？
アイボルトやワイヤーの耐荷重は無視で正常にアンカー施工完了したと仮定してください
よろしくお願いします

回答No.4

久保 泰臣（@omi3_） · ベストアンサー

抜けるとは
　コンクリートが破壊されて摩擦力が失われる状態だとすると

1は、アンカー先端での摩擦力で
　　コンクリートが45度の漏斗状に抜けるまでが耐力になります。
2は、アンカーの壁表面近くのコンクリートが
　　座屈する耐力＋細い漏斗が抜けるまでが耐力になります。
3は、座屈する耐力になります。

1で、耐力を増やすには、深くします。
3で、耐力を増やすには、アンカー径を太くします。

私は、構造計算が出来ないので正解を言えませんが
　2が強そうですね。

テント貼りのペグも 2です。
地面に立つ木や杭を抜くときは
　3で、方向を何度も変えて、地面を破壊してから抜きます。
　　この例えは使えませんが。

お礼

詳細にありがとうございます
2ですか
とても分かり易く後学になりました

なるほどペグに変えて質問すれば、無視する項目を加えないで質問できたと思いました

回答No.3

lumiheart

貴殿のもう一つの質問
https://okwave.jp/qa/q9667833.html
まぁ、必ずしもマルポでも無いが
限りなくマルポに近い投稿でしょうなぁ

で、天井から吊るした状態は本件の（１）と同じ事ですね
そして更に向こうにはあってコッチには無いが

＞またスペックシート内で最大荷重とは違い、許容荷重が引張短期と長期があり4kNと2kNとあるのですが、

この１行が一番重要なんですよ実は
クレーンとかの玉掛ワイヤの安全率と同様ですね
http://www.hitati.co.jp/tamakakeaizu-tamakakekajyuuhyou.html
https://www.wirerope.co.jp/products/kiwami/
安全率６とかになると細かい計算なんて無意味
https://www.taiyoseiki.co.jp/blog/353/
「破断荷重（ｔ）＝　（ロープ径×ロープ径）÷ 20」
怪しげな式でも実用上問題無し
逆に材料力学的正確な破断荷重に意味はなくなる
http://d-engineer.com/zairiki/anzenritu.html

因みに、アンカーにナナメに掛かる力は↓
http://www.crane-club.com/study/dynamics/angle.html

お礼

マルポとはなんなのか調べました
マルチポストですか…
その質問と全く違う意図で書いているので、そうではないと思いますけど
あと質問経験から多くの事を一度に書くと、なぜか回答が付かなかったり(たぶん全てを答えないと駄目だと思われている)、飛ばされたりしますので1個1個分けないと、と思いそうしました

教示されたURLも見ましたが私にはどれが抜けにくい角度に辿り着くのかが全く分かりません…

回答No.2

kon555

せん断その他を考慮しないなら、抜けやすさは1＞2＞3の順です。
なぜならこの場合、「せん断方向強度は考慮しないが軸方向強度は考慮する」という意味不明な前提になるからです。

ボルトそのもので言えば、既に回答がついているように曲げ方向荷重はかけるべきではありませんが、逆にアンカーの強度を考えると抜き方向の荷重は避けるべきです。
要はボルトとアンカーのどちらの強度に余裕があるか、という話になり、まあ(2)の45°がベターではあります。アイボルトの複数点がけのクレーン吊りなんかはこの荷重方向ですしね。

ただ「〇〇の方向は無視する」という前提でいくら考えても、あまり意味はないですよ。

お礼

アンカーが抜けやすい方向の事だけを知りたくて質問したので、無視する項目を加えました
45度がベターなのですね
後学になりました

回答No.1

sailor

1の場合以外は本来の使い方から外れますので、行うべきではありません。アンカーに限らず一般のボルトなどによる締結でも、横方向（ボルトなどの剪断方向）に力がかかる使い方は誤りです。アイボルトも横方向に力がかかる使い方はするべきではありません。

ボルトに対して長手方向以外の方向に力がかかる用途では、ボルトによる締結力で接合面に生じる摩擦力で受けるというのがセオリーです。身近な例でいうと自動車のホイールをハブに止めているボルトですが、あのボルトは横方向の力を受けてはいないのです。ボルトのよって締め付けられたホイールとハブの摩擦によって横方向の力を受けているのです。この場合も斜めや横方向に力がかかることが前提であれば、壁面に十分に丈夫な金属などの板を締め付けて、それにワイヤーを通すリングなどを溶接などによってしっかり取り付けたものを使うべきです。

基本的なことなのですがボルトナットというのは特殊な場合を除いて、軸方向以外の力をかけて使うものではありません。図で示されたような力のかかり方を想定するんならば、十分な厚さと面積のある強固な金属板を壁面に金属板の面積と厚さ（締め付けた時にたわむことを考える）から求めて、必要な本数のアンカーで固定する必要があるということです。アンカー自体に横方向の力が掛かる使い方自体が間違いだということです。

お礼

ありがとうございます

補足

すみませんが、使い方の事での質問ではなく、実際にどのように掛かる荷重が変わるのかを具体的に知りたくて質問しました
質問した後に気付きましたが、せん断も無視してくださいと注釈するのも忘れていました
引っ張る方向による違いでどのように力の掛かり具合が変化するのかが知りたいです