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ボルトの許容せん断応力は、ボルトの軸断面積(またはネジ部の有効断面積)に許容せん断応力度をかけた値です。高力ボルト(F10T)の許容せん断応力度は長期時で150N/m㎡、短期時はこの1.5倍の値となります。なおネジ部の有効断面積は、軸断面積を0.75倍して大まかな値を算出できます。
今回はボルトの許容せん断応力の計算と表、せん断応力度について説明します。ボルトの許容せん断応力度、軸断面積と有効断面積は下記が参考になります。
ボルトの有効断面積は?1分でわかる意味、計算式、軸断面積との違い、せん断との関係
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ボルトの許容せん断応力(許容せん断力)の表を下記に示します。
下表は高力ボルトの許容せん断応力の表です。
高力ボルトの鋼種 | ボルトの呼び | ボルト軸断面積(mm2) | ボルト有効断面積(mm2) | 許容せん断力 |
1面摩擦 | ||||
F8T | M12 | 113 | 84.3 | 13.6 |
M16 | 201 | 157 | 24.1 | |
M20 | 314 | 245 | 37.7 | |
M22 | 380 | 303 | 45.6 | |
M24 | 452 | 353 | 54.2 | |
M27 | 572 | 459 | 68.6 | |
M30 | 707 | 561 | 84.8 | |
F10T | M12 | 113 | 84.3 | 17.0 |
M16 | 201 | 157 | 30.2 | |
M20 | 314 | 245 | 47.1 | |
M22 | 380 | 303 | 57.0 | |
M24 | 452 | 353 | 67.9 | |
M27 | 572 | 459 | 85.9 | |
M30 | 707 | 561 | 106 |
下表は材質4Tの中ボルトの許容せん断応力の表です。
呼称 | ボルト軸断面積(mm2) | 許容せん断力(kN) |
1面摩擦 | ||
M12 | 113 | 7.9 |
M16 | 201 | 14.1 |
M20 | 314 | 22.0 |
M22 | 380 | 26.6 |
M24 | 452 | 31.7 |
高力ボルト、中ボルトの詳細は下記が参考になります。
中ボルトとは?1分でわかる意味、規格、強度区分、戻り止め、高力ボルトとの違い
ボルトの許容せん断応力(許容せん断力)は、下式で計算します。
ボルトの許容せん断応力=ボルトの軸断面積(または有効断面積)×許容せん断応力度
許容せん断応力度は後述する値(F10Tの長期時は150N/m㎡)を使います。ボルトの断面積には、軸断面積と有効断面積があります。有効断面積とは、ボルトのネジ部を考慮した値です。※有効断面積の詳細は下記が参考になります。
ボルトの有効断面積は?1分でわかる意味、計算式、軸断面積との違い、せん断との関係
下図をみてください。M20のボルト(ボルトの軸径が20mm)では、軸部は直径が20mmですがネジ部は、20mmより直径が小さくなります。その分、断面積も小さいです。
なおボルトの有効断面積は、軸断面積×0.75で大まかな値が算定できます。
高力ボルトの許容せん断応力度を下記に示します。なお短期時の許容せん断応力度は、長期の値を1.5倍すれば良いです。
F10T(長期時) ⇒ 150N/m㎡
F10T(短期時) ⇒ 225N/m㎡
F8T(長期時) ⇒ 120N/m㎡
F8T(短期時) ⇒ 180N/m㎡
なぜ上記の値になるかはボルト張力、摩擦係数などが関係しています。詳細は下記が参考になります。
設計ボルト張力とは?1分でわかる意味、計算、標準ボルト張力、高力ボルトの関係
今回はボルトの許容せん断応力について説明しました。計算や意味が理解頂けたと思います。まずは自分で計算してみて、慣れた方は表を使いましょう。また有効断面積と断面積の違い、許容せん断応力度の求め方も理解したいですね。下記が参考になります。
ボルトの有効断面積は?1分でわかる意味、計算式、軸断面積との違い、せん断との関係
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