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許容曲げ応力度とは?1分でわかる意味、fbの計算式、ss400の値

許容曲げ応力度とは、部材が許容できる曲げ応力度です。鋼材の許容応力度の1つです。曲げ応力度とは、曲げモーメントによる応力度です。梁や柱など主要部材には、曲げモーメントが作用するので、ぜひ理解してください。今回は許容曲げ応力度の意味、fbの計算式、ss400の値について説明します。※今回の記事は、曲げモーメント、曲げ応力度の記事を読むとスムーズに理解できます。

曲げ応力とは?1分でわかる意味、公式と演習問題、単位、曲げ応力度

梁の曲げ応力度と誘導方法

許容曲げ応力度とは?

許容曲げ応力度とは、部材が許容できる曲げ応力度です。建築基準法では、許容曲げ応力度は下式で計算します。


長期許容曲げ応力度 F/1.5

短期許容曲げ応力度 F


※曲げ応力度とは、曲げモーメントによる応力度ですね。曲げ応力度は下式で計算します。


σbは曲げ応力度、Mは曲げモーメント、Zは断面係数です。※曲げ応力度は下式が参考になります。

梁の曲げ応力度と誘導方法


許容曲げ応力度は、鋼材に規定される許容応力度の1つです。鋼材は、座屈しやすい材料です。特に梁は、H形鋼を使うことが多いですが、「横座屈」が生じやすいです。よって許容曲げ応力度は、横座屈による低減が必要です。横補剛が少ないと、F/1.5未満の許容曲げ応力度になります。※横座屈の意味は下記の記事が参考になります。

横座屈とは?3分でわかる意味と、許容曲げ応力度の関係

横補剛材の設計

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許容曲げ応力度fbの計算式

許容曲げ応力度fbの計算式は、下式の大きい方を採用できます。ただし、本式は旧規準式です。旧式は手計算で求められるので、実務でよく使います。逆に、新式は手計算レベルでは計算できません。


Fb1=1−0.4{ (lb/i)^2/CΛ^2}

Fb2=89000/(lbh/Af)


Fb1、Fb2は許容曲げ応力度、lbは部材の座屈長さ、iは断面二次半径、Cは許容曲げ応力度の補正係数、Λ=√(π^2E/0.6F)です。Hは梁せい、Afはフランジの断面積です(Af=tw×B)。


特に、Fb2式は、部材の長さ、梁せい、梁幅、フランジ厚がわかれば計算可能です。簡便なので、Fb2式を良く使います。是非、覚えて頂きたい式です。


許容曲げ応力度の新式は、下記の書籍が参考になります。

鋼構造設計規準―許容応力度設計法

Ss400の許容曲げ応力度

許容曲げ応力度は、F値が関係する場合があります。前述したFb1式は、材料のF値が必要です。Ss400のF値は235ですね。Ss490は、F値が325です。各材料のF値を間違えないよう注意してください。


なお、Fb2式で許容曲げ応力度を計算するなら、材質は関係ないです。実務では、Fb1式は計算せずに、Fb2で許容曲げ応力度を決めることも多いです。このとき、ss400、ss490に限らず同じ値です。

まとめ

今回は許容曲げ応力度について説明しました。意味が理解頂けたと思います。許容曲げ応力度は、部材が許容できる曲げ応力度です。横座屈の影響で、値が低減されると覚えてくださいね。また、曲げ応力度は、曲げモーメントの大きさに影響します。許容曲げ応力度は、2つの式で計算し、大きい値を採用して良いです。実務では、ねじり抵抗を無視した式を使うことが多いです。下記の記事も合わせて参考にしてください。

曲げ応力とは?1分でわかる意味、公式と演習問題、単位、曲げ応力度

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