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ワイヤーの安全係数は?1分でわかる意味、つり部材と安全係数の関係

この記事の要点

安全係数は「ワイヤーの破断荷重÷作用する最大荷重」で求められ、値は必ず1を超える必要があり、吊り部材の種類によって吊りワイヤロープ(10以上)や玉掛けワイヤロープ(6以上)など規定値が異なる。

安全係数と安全率は名称が似ているが意味が異なり、安全率は「作用応力度÷許容応力度」で求めて1.00以下に抑えるものであるため、混同しないよう注意が必要である。

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ワイヤーの安全係数とは、ワイヤーの破断荷重を、作用荷重の最大値で除した値です。建築物を施工するとき、材料をワイヤーで吊り所定の位置まで運びます。もし、ワイヤーが切れたら、大変な事故になりますね。よって、ワイヤーには安全係数が考慮されています。今回はワイヤーの安全係数の意味、つり部材と安全係数の関係について説明します。※似た用語で、安全率があります。安全率の意味は、下記が参考になります。

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ワイヤーの安全係数は?

建築材料を高い位置に運ぶとき、ワイヤーを使って材料を釣ります。または、既に建て方済みの鉄骨部材から、足場を釣ることもあります。これらの吊り部材が、荷重により破断すれば大きな事故が起きます。よって、吊り部材には「安全係数」が設定されます。


物を吊るときは、所定の安全係数を超えない重さになるよう注意します。安全係数は、必ず1を超える値です。建築で使う吊り部材では、安全係数は4~10程度です。


安全係数が大きいほど、吊れる重さは小さくなります(ただし、破断荷重の大きさによる)。


似た用語で、安全率があります。これは、部材に生じる応力度を、許容応力度で除した値です。安全率は、必ず1.00以下に抑えます。安全係数と考え方、意味が違うので注意してください。安全率の意味、詳細は下記が参考になります。

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安全係数の求め方

安全係数は下式で計算します。


安全係数=ワイヤーの破断荷重÷ワイヤーに作用する最大荷重


建築物の施工に用いる吊り部材には、それぞれ安全係数が規定されます。この安全係数を確保するよう、つり部材で運ぶ重さを決定します。例えば破断荷重が10tの吊りワイヤーロープがあります。安全係数は10なので、ワイヤーロープに吊れる質量は、


W=10t/10=1.0t


です。ワイヤーロープの安全係数は、10以上なので、11や12という値を用いて、仕様荷重を求めても良いです。破断荷重が10t、安全係数が5.0のとき、吊れる質量は


W=10t/5=2.0t


です。安全係数が小さいほど、吊れる重さが大きいとわかりますね。

各つり部材と安全係数の関係

各つり部材と安全係数の関係を整理しました。


吊りワイヤロープ 10以上

吊りチェーン、吊りフック 5以上

台付けワイヤロープ 4以上

玉掛けワイヤロープ 6以上

杭打機、杭抜き機の巻き上げワイヤロープ 6以上


上記は、一級建築士試験でも頻出します。ぜひ、覚えてくださいね。

つりワイヤーロープとキンク

つりワイヤーロープは、キンクしたロープを使いません。キンクとは、ねじれたロープの状態です。

混同しやすい用語

安全率

安全率は部材に生じる応力度を許容応力度で除した値であり、1.00以下であることが求められる。安全係数(破断荷重÷最大荷重)とは計算の方向性も適用対象も異なるため、区別して理解する必要がある。

試験での問われ方|管理人の一言

建築士試験では、各吊り部材の安全係数の値(吊りワイヤロープ:10以上、玉掛けワイヤロープ:6以上、台付けワイヤロープ:4以上など)が選択肢として出題されます。

数値を丸暗記するよりも、「破断荷重を最大荷重で割ったものが安全係数」という定義を理解したうえで、主な吊り部材の値を確認しておくと応用しやすいです。

「安全係数」と「安全率」の違いも問われる場合があるため、両者の計算式と判断基準(安全係数は1超・安全率は1以下)をセットで整理しておきましょう。

ワイヤーの安全係数を整理した表を示します。

項目内容備考
吊りワイヤロープ安全係数10以上破断荷重÷最大荷重の値
玉掛けワイヤロープ安全係数6以上建築士試験で頻出
台付けワイヤロープ安全係数4以上安全係数は必ず1を超える

まとめ

今回は安全係数について説明しました。意味が理解頂けたと思います。安全係数は、ワイヤーの破断荷重を、作用する最大荷重で除した値です。安全係数の求め方、公式を覚えてくださいね。また、各つり部材の安全係数を覚えると、一級建築士試験で役立ちます。下記の記事も併せて参考にしてください。

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