質問: 許容応力の選択 地震対策用の金具(ss材)の設計をしていますが、震度6位(400gal)を想定した場合金具に掛かる力はf=maで、金具に掛かる相当応力を算出した場合、 材料の許容応力の安全率は、衝撃の場合をとるのでしょうか?加速度を掛けているので死荷重レベルでよいのではと思っているのですが。ご教授よろしく御願い致します。
回答: 構造物に作用する加速度を、加速度計で測定した値がaだったからといって、応答計算の荷重をf=maとして良いわけではありません。 荷重(加速度)が、静かに作用するのか、急激に作用するのかで、応答が変化するからです。 地震の場合には、特に勘違いし易いので要注意です。 では、急激に作用するという状態をどのようにとらえれば良いか? といえば、今の場合のようにg値が与えられている問題の場合には、荷重のステップ入力の問題として扱うことができるので、比較的簡単です。 ステップ入力の問題とは、死荷重の場合に値がわかっている荷重を、(静かにではなく)急激に与える問題なのですが、この場合、変位も応力も、死荷重で与えたときの2倍の値が出ます。(このことは、振動の問題を少し勉強すれば、すぐにわかります。) だから、死荷重で計算して、それを2倍したものが評価に使う値となるわけです。 ただし、ここでの2倍は、決して安全率ではありません。安全率を考慮するなら、2倍後の値に対してさらに掛ける必要があります。