意匠上の納まりで先端を絞ってほしい、と言う要望があります。鉄骨でもＲＣ造でも有りうることなのですが、案外忘れがちなのがハンチ部の断面算定です。電算に入力すれば、ハンチ部を考慮して断面算定してくれます。
しかし手計算で行う場合、うっかり忘れてしまってＺが足りないことが無いようにしたいですね。
例えば、鉄骨の片持ち梁で元々必要な断面にハンチをつけることになりました。元端は必要断面が確保できているのですが、柱芯から1000ｍｍの位置では小さい断面にします。
この片持ち梁の元端応力をＭｄとするなら、ハンチ部の応力はＭｄ‘です。片持ち梁の出寸法は3000ｍｍとしましょう。ハンチ部に必要な断面係数は、元端の断面係数の何パーセント必要でしょうか？
片持ち梁の応力図を描くと、先端で０、元端で最大となるので、ハンチ部と全長の長さの比率でＭｄ‘が算定できます。ハンチ部は柱芯から1000ｍｍでしたから、
Ｍｄ：3000＝Ｍｄ‘：2000
Ｍｄ‘＝２／３×Ｍｄ
です。
つまり、元端で必要な断面係数をＺ、ハンチ部で必要な断面係数をＺ‘とするなら、
Ｚ‘＝２／３×Ｚ
となり、元端部の66％程度の断面係数が必要になります。
例えば、元端部Ｈ-600ｘ200ｘ11ｘ7のＺ＝2520ｘ0.85（スカラップの断面欠損考慮して）＝2142。ハンチ部は、2142ｘ0.66＝1413は必要です。これに相当する梁せいは、Ｈ-450ｘ200だとギリギリ過ぎますし、Ｈ-500ｘ200くらいになるでしょうか。
この比率で先端3000ｍｍまでハンチをつけると、先端では250にまで絞ることができます。元端との梁せいの比率は600／250≒2.5程度。このくらいの勾配で先端を絞るなら問題ないことが確認できました。
断面係数は梁せいの二乗で小さくなります。片持ち梁の曲げモーメントは長さの比率です。急激にハンチをつける場合は断面算定を忘れずに。
それでは。
