許容せん断応力とは？一覧、求め方、コンクリート、ボルトの許容せん断応力の表

この記事の要点

許容せん断応力とは部材が許容できるせん断応力の値です。

よって、部材に生じるせん断応力τが部材の許容せん断応力fsより小さくなるよう設計します。

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許容せん断応力とは部材が許容できるせん断応力の値です。よって、部材に生じるせん断応力τが部材の許容せん断応力fsより小さくなるよう設計します。また、許容せん断応力は、木、コンクリート、鋼などの材料や部材の種類などで変わります。今回は、許容せん断応力の意味、一覧、求め方、コンクリート、ボルトの許容せん断応力の表について説明します。許容せん断応力の意味は下記も参考になります。

許容せん断応力度とミーゼスの降伏条件式の関係

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許容せん断応力とは？

許容せん断応力とは部材が許容できるせん断応力の値です。よって、部材に生じるせん断応力τが、部材の許容せん断応力fsより小さくなるよう設計します。このとき

・せん断応力τ　＜　許容せん断応力fs

であれば、部材に生じるせん断応力が取り除かれたとき、せん断応力による変形も0となり、元の状態（せん断応力が作用する前の状態）に戻ります。なお、許容せん断応力は材料の種類（木、コンクリート、鋼）、部材の種類等で変わります。許容せん断応力の詳細は下記も参考になります。

許容せん断応力度とミーゼスの降伏条件式の関係

許容せん断応力の一覧と求め方

許容せん断応力の一覧と求め方を下記に示します。なお、Fsは基準強度です。

※木の許容せん断応力

木の許容せん断応力

※鋼の許容せん断応力

鋼の許容せん断応力

※溶接部の許容せん断応力

溶接部の許容せん断応力

コンクリート、ボルトの許容せん断応力の表

コンクリートの許容せん断応力を下表に示します。下表より、コンクリートの許容せん断応力は、コンクリートの許容圧縮応力の1/10程度の値だとわかります。要するに、コンクリートはせん断応力に弱い材料です。

	長期			短期
	圧縮	引張	せん断	圧縮	引張	せん断
普通コンクリート	1/3Fc	－	1/30Fcかつ（0.49+1/100Fc）以下	長期に対する値の2倍	－	長期に対する値の1.5倍

なお、コンクリートの許容応力度には引張の値は規定されません。実際には、コンクリートも引張力に抵抗できます。とはいえ圧縮に比べると、ほとんど期待できるような耐力は無いです（圧縮の1/10の値）。

許容せん断応力（許容せん断応力度）は、Fc/30と（0.49+Fc/100）を計算して「小さい値」を最小します。実際に計算しましょう。Fc=24N/m㎡とします。

・Fc/30＝24/30＝0.8

・0.49+Fc/100＝0.49+30/100＝0.79

よって、許容せん断応力は0.79以下とします。また、軽量コンクリートの場合、上表より、さらに小さな値になります。ボルト（F8T、F10T）の許容せん断応力を下表に示します。

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
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）	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)
呼称	ボルト軸断面積（mm²）	1面摩擦
M12	113	7.9
M16	201	14.1
M20	314	22.0
M22	380	26.6
M24	452	31.7