添付書類

添付計算書

排気チェンバ及び排風機の耐震計算書

目次
１．一般事項

1１．１計算方針

1１．２計算条件

1２．排気チェンバ・固定ボルトの強度計算

5２．１固定ボルトの強度

5２．２固定ボルトの荷重計算

5３．排気チェンバ・アンカーボルトの強度計算

6３．１

アンカーボルトの強度

6３．２アンカーボルトの荷重計算

7４．排風機・アンカーボルトの強度計算

8４．１アンカーボルトの強度

8４．２アンカーボルトの荷重計算

9５．計算結果

9１．一般事項
本計算書では、排気チェンバの固定ボルト及びアンカーボルト、並びに排風機のアンカーボルトの耐震強度についての計算結果を示す。
１．１計算方針（１）排気チェンバは４つのユニットとダクトから構成され、ユニットそれぞれが固定ボルトにより架台に固定され、架台はアンカーボルトによってコンクリート床に固定される。一方、排風機はアンカーボルトによってコンクリート床に直接固定される。耐震強度計算は、これらの構造に基づ
き静的震度法により固定ボルト及びアンカーボルトの強度について確認する。
（２）排気チェンバは 1 つの架台に 2 台のユニットがそれぞれ 6 本の固定ボルトで固定され、2 つの架台はそれぞれ 6 本のアンカーボルトによって床コンクリートに固定される。固定ボルトの強度計
算における重心高さは排気チェンバとダクトを合わせた安全側とし、排気チェンバ下端から排気チェンバ上部に取り付けるダクト上端までの高さの 1/2 とする。また、排気チェンバ架台のアンカーボルトの強度計算における重心高さは、上記の重心高さに架台の高さを加えた値とする。
（３）排気チェンバの架台の重心高さは使用部材の配置から算定した値を用いる。
（４）排風機の重心高さは排風機の高さの 1/2 とする。
（５）アンカーボルトの強度計算は、「2001 年改訂版 既存鉄筋コンクリート造建築物の耐震改修設計指針」（財団法人 日本建築防災協会）及び「建築設備耐震設計・施工指針 2005 年版」（日本建築センター）に従い、あと施工アンカーとして行う。
（６）地震力は排気チェンバ及び排風機に対して、水平及び鉛直方向に作用するものとし、鉛直方向地震力は水平方向地震力と同時に不利な方向に作用するものとする。
（７）水平方向地震力の作用方向はボルトの配置から不利な方向のみを対象として強度計算を行う。ただし、排気チェンバの２つの架台のアンカーボルトの強度については水平２方向とも検討する。
１．２計算条件（１）設計震度
設計震度は以下の通りとする。
水平震度1.0 ※１

鉛直震度

0.5（２）ボルト仕様
・固定ボルト材質

SS400 相当

ボルト径

M16・アンカーボルト
アンカーボルトの種類

接着系アンカーボルト

材質

SS400 相当

ボルト径

M16

埋め込み深さ

130 mm－1－

（３）固定ボルトの許容値（短期許容応力）※１

許容引張応力176 N/mm2 ※１

許容せん断応力101 N//mm2 ※１

建築設備耐震設計・施工指針 2005 年版による値（４）計算モデル及び荷重（４）－１計算モデル

重心

W ：自重

FH

FH：水平方向地震力
FV：鉛直方向地震力

W  FVhg

hg：重心高さT

QQ：せん断力
T：ボルトにかかる引張力
l ：ボルト間距離

固定ボルト又はアンカーボルトlg

l g ：ボルトから重心までの水平距離l

図１（４）－２計算モデル及び記号の説明

固定ボルト及びアンカーボルトの強度計算において考慮した荷重の想定

１）排気チェンバ（1 ユニット）の固定ボルトの強度計算では、荷重として排気チェンバとダクトの一部の重量を考慮
２）架台のアンカーボルトの強度計算では、荷重として排気チェンバ 2 ユニットとダクトの一部（上記の 2 倍）及び架台の重量を考慮
３）排風機のアンカーボルトの強度計算では、荷重として排風機（モーターも含む）及びダクトの重量を考慮以上の考え方に基づき、表１（図２、図３参照）に示す荷重を設定した。

－2－排気チェンバの各部の重量

51377715663⑦EAボ ッ ク ス 3 0 k g

400900102337.53225

410kg

2001238② EAダ ク ト 5kg/台

37.5 37.5

⑧左側架台

1238

⑤EAダ ク ト 50kg/台⑥EAダ ク ト 5kg/台

1237② E A ダ ク ト 5kg/台20018002775

1237

37.5775⑨右側架台

1100kg/台

1300

1885490kg① 排気チェンバ

④EAダ ク ト 150kg

600kg

6400
300
2105
600

③EAボ ッ ク ス

300－3－100

図２35053505

⑩EAダ ク ト 60kg

270850900⑪排風機 370kg

1740
1300

1085

C
図３

表１

排風機の各部の重量

各部の重量と耐震評価のための重量の分担表

耐震強度確認対象部位

重量

耐震強度確認用自重

排気チェンバ・固定排気チェンバ：①10.78kN (1100kg)

ボルト(左側)ダクト：②,③の一部.⑥.⑦の 1/2

1.23kN (125kg)

排気チェンバ・固定排気チェンバ：①10.78kN (1100kg)

ボルト(右側)ダクト：②,③の一部.④の 1/2,⑤

3.24kN (330kg)

排気チェンバ・アン

ダクト・排気チェンバ（2 台分）

24.01kN (2450kg)

24.2kN

カーボルト(左側)

架台：⑧4.02kN (410kg)

4.1kN

排気チェンバ・アン

ダクト・排気チェンバ（2 台分）

28.03kN (2860kg)

28.2kN

カーボルト(右側)

架台：⑨4.81kN (490kg)

4.9kN

排風機・アンカーボ

排風機：⑩3.63kN (370kg)

ルト

ダクト：⑪0.59kN (60kg)

14.1kN

4.3kN※表中の番号は図 2、図 3 の図中の番号を表している。また、耐震強度確認対象欄の（左側）、（右側）は図２の排風機側を左側、反対側を右側を意味する。

－4－

２．排気チェンバ・固定ボルトの強度計算
ここでは自重の重い排気チェンバ右側のユニットについて、1 台のユニットが独立に架台に設置されると仮定して固定ボルトの強度計算を行う。
２．１

固定ボルトの強度ａ）引張強度

Tb  f t  A  27.63 kN
Tb：引張強度
A：有効断面積（M16）

157 mm2f t ：許容引張応力

176 N/mm2ｂ）せん断強度

Qb    A  15.85 kN
Qb：せん断強度

 ：許容せん断応力
２．２101 N/mm2

固定ボルトの荷重計算ａ）せん断力
固定ボルト 1 本あたりのせん断力 Q

Q  FH / n s  2.35 kN
FH ：水平方向地震力（ FH  C H W ）W ：機器の自重14.1 kNn s ：せん断力を受けるボルトの本数

6本

よって、Q < Qb

OK安全率： Qa / Q  6.74ｂ）引張力
固定ボルト 1 本あたりの引張力 TT  FH  h g  (W  FV )  l G /(l  nt )  8.90 kN
FV ：鉛直方向地震力（ FV  CV W ）CH ：水平震度 1.0

CV ：水平震度 0.5

h g ：重心高さ

1410 mml ：ボルト間距離

658 mml g ：ボルト中心から重心までの水平距離（ l g  0.5l ）325 mmnt ：引張を受けるボルトの本数3本引張とせん断を同時に受けるボルトの許容引張応力 f ts は－5－

f ts  1.4 f t  1.6

ただし f ts ≦ f t

f t ：引張のみを受けるボルトの許容引張応力

f t  176 N/mm2

 ：ボルトに作用するせん断応力   Q / A  14.97 N/mm2
1.4 f t  1.6  222.45 kN

よって f ts  f t  176 N/mm2 となり、引張とせん断を同時に受ける固定ボルト 1 本あたりの引張強度 Tb2
は Tb2= Tb =27.63kN となり、T  Tb 2

OK

安全率： Tb / T  3.10

３．排気チェンバ・アンカーボルトの強度計算
アンカーボルトの強度計算は、「2001 年改訂版 既存鉄筋コンクリート造建築物の耐震改修設計指針」（財団法人 日本建築防災協会）に従い、あと施工アンカーとして行う。アンカーボルトの荷重計算では、2 種類の架台についてそれぞれ 2 方向に水平地震力が作用した 4 つのケースについて行う。
３．１ アンカーボルトの強度ａ）引張強度
アンカー1 本当たりの引張強度 Ta は次の値のうち最も小さい値とする。
・ 鋼材の降伏により決まる場合のアンカーボルト 1 本当たりの引張強度 Ta1
・ 定着した既存のコンクリート躯体のコーン状破壊により決まる場合のアンカーボルト 1 本当たりの引張強度 Ta2・ 接着系アンカーボルトの付着性能により決まる場合のアンカーボルト 1 本当たりの引張強度 Ta3
Ta1、Ta2、Ta3 はそれぞれ次の式で求まる。
Ta1   y  a 0  38.46 kN

 y ：鉄筋の規格降伏点強度

245 N/mm2

a 0 ：アンカーボルトの有効断面積

157 mm2

Ta 2  0.23  B  Ac  45.37 kN

 B ：コンクリートの許容圧縮応力度

18 N/mm2

Ac ：既存コンクリート躯体へのコーン状破壊面のアンカーボルト
1 本当たりの有効水平投影面積

Ac  l e  (l e  d a )    4.65  10 4 mm2
d a ：アンカーボルト軸部の直径16 mm

l e ：アンカーボルトの有効埋め込み深さ

114 mmTa 3   a    d a  l e  52.97 kN

 a ：接着系アンカーボルトの引抜き力に対する付着強度 a  10  B / 21  9.25 N/mm2－6－よって、アンカーボルト 1 本当たりの引張強度は次の値となる。
Ta  38.46 kNｂ）せん断強度
アンカーボルト 1 本当たりのせん断強度 Qa は次の値のうち小さいほうの値とする。
・鋼材のせん断強度：Qa1
・既存部のコンクリートのせん断強度：Qa2Qa1、 Qa2 はそれぞれ次の式で求まる。
Qa1  0.7   y  a 0  0.7  245  157  26.92 kN
Qa 2  0.4 E c   B  a 0  37.39 kN

E c ：コンクリートのヤング係数

1.97×104 N/mm2

よって、アンカーボルト 1 本当たりのせん断強度は次の値となる。
Qa  26.92 kN

３．２ アンカーボルトの荷重計算ａ）引張力
アンカーボルト 1 本あたりの引張力 T1 （左側長辺方向：ケース１）

T1  FH 1  h g1  FH 2  h g 2  (W  FV )  l G /(l  nt )  6.99 kN
FH 1 ：排気チェンバ設計用水平地震力（ FH 1  C H W1 ）FH 2 ：架台設計用水平地震力（ FH 2  C H W2 ）FV ：設計用鉛直地震力（ FV  CV (W1  W2 ) ）CH ：水平震度 1.0

CV ：水平震度 0.5

h g1 ：排気チェンバの重心高さ

2010mmh g 2 ：架台の重心高さ

330mm

l ：ボルト間距離

2375mml g ：ボルト中心から重心までの距離（ l g  0.5l ）1187.5mm

W1 ：排気チェンバの自重

24.2 kN

W2 ：架台の自重4.1 kNnt ：引張を受けるボルトの本数

2本

アンカーボルト 1 本あたりの引張力 T2 （左側短辺方向：ケース２）

T2  FH 1  h g1  FH 2  h g 2  (W  FV )  l G /(l  nt )  7.31 kN
h g1 ：排気チェンバの重心高さ

2010mmh g 2 ：架台の重心高さ

330mm

l ：ボルト間距離1725mml g ：ボルト中心から重心までの距離（ l g  0.5l ）862.5mm－7－

W1 ：排気チェンバの自重

24.2 kN

W2 ：架台の自重4.1 kNnt ：引張を受けるボルトの本数

3本

アンカーボルト 1 本あたりの引張力 T3 （右側短辺方向：ケース３）

T3  FH 1  h g1  FH 2  h g 2  (W  FV )  l G /(l  nt )  8.14 kN
h g1 ：排気チェンバの重心高さ

2010mmhG 2 ：架台の重心高さ

330mm

l ：ボルト間距離

2375mml g ：ボルト中心から重心までの距離（ l g  0.5l ）1187.5mm

W1 ：排気チェンバの自重

28.2 kN

W2 ：架台の自重4.9 kNnt ：引張を受けるボルトの本数

2本

アンカーボルト 1 本あたりの引張力 T4 （右側長辺方向：ケース４）

T4  FH 1  h g1  FH 2  h g 2  (W  FV )  l G /(l  nt )  5.49 kN
h g1 ：排気チェンバの重心高さ

2010mmhG 2 ：架台の重心高さ

330mm

l ：ボルト間距離2475mml g ：ボルト中心から重心までの距離（ l g  0.5l ）1032.5mm

W1 ：排気チェンバの自重

28.2 kN

W2 ：架台の自重4.9 kNnt ：引張を受けるボルトの本数

3本

よって、
max{ T1, T2, T3, T4} < Ta

OK

安全率： Ta / T3  4.72ｂ）せん断力
アンカーボルト 1 本あたりのせん断力 Q （最も水平地震力の大きいケース）Q  FH / n s  5.52kN
n s ：せん断力を受けるボルトの本数

よって、Q < Qa

OK

安全率： Qa / Q  4.87

４．排風機・アンカーボルトの強度計算
４．１ アンカーボルトの強度

－8－6本

引張強度

Ta  38.46 kN（３章と同じ）

せん断強度

Qa  26.92 kN（３章と同じ）

４．２ アンカーボルトの荷重計算（短辺方向）ａ）引張力
アンカーボルト 1 本あたりの引張力 TT  FH  h g  (W  FV )  l G /(l  nt )  2.71 kN
FH ：設計用水平地震力（ FH  C H W ）FV ：設計用鉛直地震力（ FV  CV W ）CH ：水平震度 1.0

CV ：水平震度 0.5

h g ：重心高さ

1000mml ：ボルト間距離663mm

l g ：ボルト中心から重心までの距離（ l g  0.5l ）331.5mm

W ：機器の自重4.3 kNnt ：引張を受けるボルトの本数

2本

よって、
T< Ta

OK

安全率： Ta / T  14.19ｂ）せん断力
アンカーボルト 1 本あたりのせん断力 Q
Q  FH / n s  1.08 kN
4本n s ：せん断力を受けるボルトの本数

よって、
Q < QaOK

安全率： Qa / Q  24.92

５．計算結果表２ 計算結果
応力計算結果(kN)

許容値(kN)

安全率

排気チェンバ・

引張8.90

27.63

3.10

固定ボルト

せん断2.35

15.85

6.74

条件

排気チェンバ・

水平震度 1.0

引張

8.14

38.46

4.72

アンカーボルト

鉛直震度 0.5

せん断5.52

26.92

4.87

排風機・アンカ

引張2.71

38.46

14.19ーボルト

せん断1.08

26.9224.92－9－

表２に示すように固定ボルト及びアンカーボルトに生じる応力は、全て許容値以下であり、固定ボルト及びアンカーボルトは十分な耐震強度を有している。

－10－