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高さ1600mmの垂直支柱にかかる力の計算方法と支持金具の力の方向と大きさについて
2023/10/20 13:40
- 高さ1600mmの垂直支柱の最上部から水平方向に2500mm先端に150kgの荷重が鉛直にかかった場合、支柱2か所の支持金具にかかる力の方向と大きさについて教えてください。
- 支柱と荷重のかかる水平部材は溶接固定されており、支持金具は下が最下部から560mm、上が同じく1100mm（水平方向部材から500mm下）の位置にあります。
- お願いします。
構造力学のような質問です
2020/07/10 16:41
高さ1600mmの垂直支柱の最上部から水平方向に2500mm先端に150Kgの荷重が鉛直にかかった時に支柱２か所の支持金具にかかる力は其々どちらの方向にどれだけの力が加わるのかご指導いただけないでしょうか？
支柱と荷重のかかる水平部材は溶接固定です。
支持金具は下が最下部から560mm
上が同じく1100mm（水平方向部材から500mm下）です。
宜しくお願いします。
質問者が選んだベストアンサー
回答(3)再出
補足いただき有難うございました。図を描いた甲斐がありました。
他の回答者さんがご指摘の通り、この構造では、各支持金具にかかる力を一意に確定することはできません。とはいっても、相当に狭い範囲に絞り込むことは可能です。
まずは、水平方向に2500mm先端に150kgの荷重がかかるモーメント荷重について、
加わるモーメントは、2500mm×150kgfですから、375kgf・mです。
これを支える働き幅は、1100mm－560mm＝540mm＝0.54mですから、
支持金具Aには、375kgf・m÷0.54m＝694kgfの引張力（壁から引きはがそうとする力）が加わり
支持金具Bには、同じく694kgfの圧縮力（壁に押し付けようとする力）が加わります。
150kgの荷重に対する鉛直方向の力は、取付金具AとBとが分担して受け持ちます。
うまく分配できれば、取付金具AとBとがそれぞれ75kgfずつ負担する可能性もありますが、
取付構造や支持金具の剛性によっては、どちらか一方に負担が片寄る可能性もあります。
引張力を受ける取付金具Aの方が、取付構造上の課題が多いでしょうから、取付金具A方が
引張荷重375kgfと鉛直荷重150kgfとを負担するとして、取付金具及び取付け構造を設計すれば
大過ないと思います。
引張荷重と鉛直荷重は、ベクトル合成してください。
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その他の回答 （5件中 1～5件目)
構造を文章で説明するのは難しいので、絵を描いてみました。
図示すえる支持金具Aと支持金具Bにかかる力と方向は、それぞれ如何ほどかというご質問と捉えて宜しいでしょうか？
お礼
2020/07/14 07:32
状況はまさしくその通りです。支柱と水平部材の曲がりは無いものとして無視しています。
丁寧な図示までしていただき誠にありがとうございます。
この条件で考え方と具体的な数式を指導していただければ幸いです。
支持部の固定度次第で答えは無限にあるのでは？
お礼
2020/07/15 08:01
ここまで丁寧に解説を戴くと非常にわかりやすく且つ納得もできました。
頭の中では状況が想像できても概略であっても数値的に確信が持てませんでした。
実は、用途を打ち明けますと軽トラックの荷台へ取り外し可能なブーム旋回式の簡易ホイストを計画しています。
水平ブームの先端に容量125Kgのベビーホイストを取り付ける予定です。
お忙しい処をご面倒なお願いをし、このように詳細な指導を戴き誠にありがとうございました。