角型タンクのアンカー選定とタンク本体の胴板選定の…

Question

角型タンクのアンカー選定とタンク本体の胴板選定の強度計算

初めて質問させて頂きます
　場違いでしたら、ご指摘下さいませ。

強度計算に初めて取組んでいます。

角型タンクの、アンカー選定と本体の胴板の選定をし、
強度計算書を提出しなければいけなくなりました。
　社内の本を参考に角型タンクの強度計算書を作成していますが、
行き詰ってしまい困っています。
　計算方法が分かれば助かりますが、今後勉強して行きたいと思って
おりますので、参考文献も教えて頂けると大変助かります。

条件は角型タンク、□2.5ｍｘ2.5ｍＨです。
　底板は2.6ｍ角です。材質SS400、天板に攪拌機が付きます。
内容物は、水。ＷＬは底板より2ｍです。水平震度1Ｇ。タンク内に圧力は
掛かりません。

現在胴板、底板、天板全て６ｍｍ、胴部分はＦＢ75ｘ9を
500ｍｍピッチに入れて補強しています。また、蓋との取り合いに
Ｌ75ｘ75ｘ9を用いています。
　アンカーは攪拌式のケミカルアンカーで、Ｍ24を総計8本。
４方向に２本ずつです（外周から内側に30ｍｍ入った所で、
アンカーのピッチは端から800ｍｍです）。
　Ｍ24ｘ400ＳＵＳ製のアンカーボルトを使用する予定です。
　この条件での場合、攪拌機・水込みで、総重量が約150ＫＮになりました。

社内にあった「建築設備耐震設計・施工指針」という本には、
角型タンクのアンカー選定は載っていましたが、攪拌機が付いた時や
タンク自体の胴板の板厚を求める方法は載っていませんでした。

初めて取組むので、説明も不足が多いかと思いますが、どなたか
ご存知の方がいっらっしゃいましたら、ご教授願えないでしょうか。
　よろしくお願いいたします。

Answer

※ 社内にあった「建築設備耐震設計・施工指針」という本
と、
☆ 総重量とその重心位置が判った状態で、転倒モーメントを計算する
☆ 条件から総重量を約15tonとすると、水平震度1G…
☆ 15ton/8=3ton/一本のせん断力が働くと考えられますので、
　 τ=3x1000kg/（π/4x20.7＾2）=8.9kg/mm2・・・20.9降伏点の2.3倍の安全率
☆ 胴板の板厚は、水圧は微々たるものなので水平震度1Gが掛かった場合…
☆ 底板と側板は少なくても内面は連続溶接にしなければならないが、実際に施工すれば判るが、
　 t-6では溶接による歪みが大きくて常識外と思う
☆ M16x100ステンホークアンカーで最大せん断力が58KN（5.9ton）ですから、もしM16ならば
　 底板はt-12くらいでとってもバランスが良く思う
関連記述は、理解できましたか？
<M24谷径；20.7mm ⇒ M16谷径；13.8mmの変化は、断面積が1/2.25で、安全率：2.3と略同じ…>

一度、今回の選定内容をプロセスにして、纏めてみれば貴殿自身が良く判ると思います。
すると、この森の類似内容記述も理解できます。
そして、今後の類似設計のテンプレートとして活用でき、後輩へのアドバイス資料となります。
頑張って下さい。

Answer

基本的な考え方として、まづ総重量とその重心位置が判った状態で、
転倒モーメントを計算するが、今回の場合は転倒モーメントによる
引き抜きはアンカーには、おそらく全く掛からないと思えますが
条件から総重量を約15tonとすると、水平震度1Gからアンカーには
15ton/8=3ton/一本のせん断力が働くと考えられますので、
τ=3x1000kg/（π/4x20.7＾2）=8.9kg/mm2・・・20.9降伏点の2.3倍
の安全率となるので、十分過ぎる程度の強度と私は思います

胴板の板厚は、水圧は微々たるものなので水平震度1Gが掛かった場合の
等分布荷重片持ちと考えればどうか？但し、底板がt6というのは薄い
感じがする。少なくてもt-9は欲しい・何故なら水漏れなくするためには
底板と側板は少なくても内面は連続溶接にしなければならないが、実際
に施工すれば判るが、t-6では溶接による歪みが大きくて常識外と思う。
タンク類ならばJPIの規格を参考にすれば良いと思うが単に水なので特に、
消防法も規定外と思うし、他に規定法規も無いと思いますが・・・

ケミカルアンカーと有るが引き抜きは掛からないのでホークアンカーでも
良いのではないか？ケミカルM24なら最適深さ300なので400は長過ぎる気
もしますし・・・
M16x100ステンホークアンカーで最大せん断力が58KN（5.9ton）ですから
もしM16ならば底板はt-12くらいでとってもバランスが良く思うんだけど

Answer

簡単で、申し訳ない、
☆ 角型タンク設計に関しては、この森の
　 No.5275（わりとズバリ）、No.8155、No.14275、No.16814（わりとズバリ）
　 No.17797、No.18143　に、
☆ アンカーボルトに関しては、この森の
　 No.3747、No.11961、No.13959、No.18847　に、
　 <耐震強度の内容も含まれているNo.もありました…>
☆ 両方の内容に関しては、この森の
　 No.7825　に
記載がありますので、先ず、確認して下さい。

調査は、この森の検索を利用して、『タンク　設計』で「質問のみ」と
『アンカー』で「質問のみ」で、実施。
確認は、No.で直接確認して下さい。

角型タンクのアンカー選定とタンク本体の胴板選定の強度計算