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のど厚とは?溶接サイズとの関係・計算方法(サイズ×0.707)

この記事の要点

のど厚はサイズ×0.7で計算され、隅肉溶接部の耐力(のど厚×有効長さ×許容せん断応力度)を算定する際に用いる

耐力計算で直接使うのは「のど厚」であり、サイズや脚長をそのまま使わないことが重要である。

この記事では、のど厚とは何か、のど厚はどう計算するのか、のど厚はどのような手順で行うのかを整理します。

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のど厚は、溶接部の耐力を計算するとき大切な情報です。今回は、のど厚の意味や、溶接金属の形状に応じた、のど厚の計算方法を説明します。のど厚と関係する用語として、脚長、余盛があります。下記が参考になります。

溶接部の脚長とは?サイズとの違い・のど厚への影響・基礎知識

余盛とは?読み方「よもり」・溶接欠陥との関係・杭との違い

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のど厚とは?

のど厚とは、下記の計算式で表します。


のど厚(a)=サイズ(S)×0.70


下図をみてください。これは隅肉溶接部の拡大図です。このように、サイズは縦と横で等辺となる長さです。Sは設計サイズ、Lは脚長、S'は実際のサイズです。※詳しくは下記の記事が参考になります。

溶接部の脚長とは?サイズとの違い・のど厚への影響・基礎知識



のど厚は赤矢印の長さです。サイズは二等辺なので、のど厚はサイズの約0.7倍となります。


のど厚は隅肉溶接部の耐力を計算するときに使います。間違えて「サイズ」を使わないよう注意したいですね。※隅肉溶接部の耐力の計算方法については、下記が参考になります。

溶接部の強度とは?溶接部の耐力の計算方法と許容応力度、材料強度

のど厚とサイズの関係

のど厚とサイズは前述した通りです。下図をみてください。3つの溶接金属の形状を描きました。

のど厚の大きさは、サイズの0.7倍がという原則は、変わりません。変わるのはサイズの取り方です。


要するに、サイズは二等辺となる長さなので、脚長(L)が縦と横で大きさが違うと許容差を超えてしまいます。溶接した実際のサイズ(S')は、設計サイズ(S)より大きければ良いわけでもありません。許容差が設けられています。


同様に、のど厚も許容差が設けられています。ケース1とケース2はのど厚aに対して、余盛(赤線で示す部分)が大きいですよね。この余盛部分はΔaで示します。Δaの許容差は下記のように定められています。

管理許容差

全製品中の95%以上の製品が満足するような製作・施工上の目標値。

0≦Δa≦0.4SかつΔa≦4mm


管理許容差の詳細は、下記が参考になります。

管理許容差とは|限界許容差との違いと柱の倒れ(H/1000かつ10mm以下)

限界許容差

これを超えてはならない値

0≦Δa≦0.6SかつΔa≦6mm

隅肉溶接部の耐力とのど厚の関係

のど厚は隅肉溶接部の耐力に関係します。隅肉溶接部の耐力は下式です。


隅肉溶接の耐力=のど厚×有効長さ×溶接部の許容せん断応力度


つまりのど厚が大きいほど(サイズが大きいほど)、隅肉溶接の耐力は大きくなります。また溶接部の有効長さも重要で、始端と終端は溶接不良が多いので、サイズ分差し引くことも忘れてはいけません。


※実際に溶接部の耐力を計算した記事が下記となります。参考にしてください。

溶接部の強度とは?溶接部の耐力の計算方法と許容応力度、材料強度


ところで隅肉溶接は、点溶接(ごく短い部分を溶接すること)を施工しがちですが、「隅肉溶接の有効長さは隅肉サイズの10倍以上かつ40mm以上にすること」と鋼構造規準に明記されています。化粧材は特に、この規定に掛からないと思いますが、構造材は点溶接を必ず避けましょう。

混同しやすい用語

のど厚

サイズ(二等辺の長さ)×0.7で求める値。

耐力計算に直接使う。

脚長

溶接金属が実際に溶け込んだ縦・横の長さ。

のど厚計算の基となるサイズとは別の概念。

試験での問われ方|管理人の一言

建築士試験では「のど厚はサイズの0.7倍」と「隅肉溶接の有効長さはサイズの10倍以上かつ40mm以上」の2つの数値がよく問われる。(二級建築士 平成29年・令和3年・令和4年:のど厚はサイズの0.7倍、有効長さはサイズの10倍以上かつ40mm以上が出題)

どちらも耐力計算の根幹となるため、セットで覚えておこう。

のど厚を整理した表を示します。

項目のど厚サイズ
定義サイズ×0.7縦横等辺の長さ
用途耐力計算に直接使用のど厚の基礎値
許容差(管理)0≦Δa≦0.4S かつ4mm以下設計サイズ以上が目安

まとめ

今回はのど厚について説明しました。のど厚はサイズに関係すると覚えておきましょう。サイズの0.7倍と覚えればよいので簡単ですね。脚長や溶接部の強度など、下記も併せて参考にしてください。

溶接部の強度とは?溶接部の耐力の計算方法と許容応力度、材料強度

溶接部の脚長とは?サイズとの違い・のど厚への影響・基礎知識

余盛とは?読み方「よもり」・溶接欠陥との関係・杭との違い

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ハナダユキヒロ

この記事を書いた人

ハナダユキヒロミツメラボ

設計事務所に7年勤務。

2010年より「建築学生が学ぶ構造力学」を運営(16年以上)。

著書「わかる構造力学」「わかる構造力学(改訂版)」(工学社)。

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