令和5年度 問題1 設問2論点:機器の据付け重要度 B未着手

アンカーボルトの引抜き力の計算

これは1級管工事施工管理技士 第二次検定 令和5年度(2023年12月3日(日)実施) 問題1 設問2の問題です。論点は「機器の据付け」(重要度B・解答の形は記述・穴埋め)。採点すると、解き方 5 手順・引っかけの指摘が読めます。

(6)に示す図におけるアンカーボルトの計算に関する文中、①及び②にあてはまる記号又は数値を記述しなさい。

【問題1】次の設問1〜設問3の答えを解答欄に記述しなさい。

アンカーボルト1本あたりの引抜き力は、次のように計算する。

R={FH・hG−(W−FV)・ℓG}/(①・n)

いま、機器の重量W:1,600N、機器据付け面より機器重心までの高さhG:0.5m、アンカーボルト間の距離ℓ:1m、アンカーボルトから機器重心までの水平距離ℓG:0.5mとすると、アンカーボルト1本あたりの引抜き力は、②Nとなる。

ただし、設計用水平震度(KH)は1.0とする。

地震時に直方体の機器に加わる力の図。上は正面図で、直方体の機器の重心Gに右向きの設計用水平地震力FH、下向きの(W−FV)が作用している。重心Gの機器据付け面からの高さはhG。機器の底部の左右にアンカーボルト(J形)があり、左側のアンカーボルトに上向きの引抜き力Rが作用している。左右のアンカーボルト間の距離はℓ、右側のアンカーボルトから重心Gまでの水平距離はℓG。下は平面図で、正方形の機器の四隅に4本のアンカーボルトがあり、ボルト間の距離はℓ。凡例:G:機器重心、W:機器の重量〔N〕、R:アンカーボルト1本あたりの引抜き力〔N〕、n:引抜き力をうけるアンカーボルトの本数、hG:機器据付け面より機器重心までの高さ〔m〕、ℓ アンカーボルト間の距離〔m〕、ℓGアンカーボルトから機器重心までの水平距離〔m〕、FH:設計用水平地震力(FH=KH・W)〔N〕、FV:設計用鉛直地震力(FV=1/2FH)〔N〕。

解答欄

N

語句や数値を入力して「採点する」を押してください。主な言い換えは正解にしていますが、判定が合わないときは正解と見比べてください。

正解

① 記号ℓ(l・L・ℓ(アンカーボルト間の距離) も正解)
② 引抜き力200 N

解き方

  1. 機器が転倒しようとするとき、引抜き力を受けない側(図の右側)のアンカーボルトを支点として、モーメントのつり合いを考える。
  2. 転倒させようとするモーメントは水平地震力によるFH・hG、転倒に抵抗するモーメントは鉛直下向きの力 (W−FV) による (W−FV)・ℓGである(FVは上向きに働いて機器を浮かせる側に働くので重量から差し引く)。
  3. 支点から距離 ℓ にある引抜き側のアンカーボルトn本がRずつ抵抗するので、R・n・ℓ=FH・hG−(W−FV)・ℓG。よってR={FH・hG−(W−FV)・ℓG}/(ℓ・n) で、①は ℓ(アンカーボルト間の距離)である。
  4. 数値を代入する。FH=KH・W=1.0×1,600=1,600N、FV=1/2・FH=800N。FH・hG=1,600×0.5=800N・m、(W−FV)・ℓG=(1,600−800)×0.5=400N・m。
  5. 引抜き力を受けるアンカーボルトは、平面図の4本のうち片側の列の2本なのでn=2。R=(800−400)/(1×2)=200N。②は200。
引っかけ:nは全本数の4ではなく、転倒の向きで引抜き側になる片側の2本。FVは重量に加わる向きではなく、重量を減らす向き(W−FV)で扱う。

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出典:一般財団法人 全国建設研修センターが実施した1級管工事施工管理技士 第二次検定 令和5年度(2023年12月3日(日)実施) 問題1 設問2。問題文は本試験の問題にもとづいています。解答・解説・論点の整理は資格試験対策.netの独自コンテンツです。最終更新 。この問題の誤りを報告する