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アンカー・緩降機の強度計算は、力のつり合い、曲げモーメント、断面係数、許容応力度、アンカー許容引抜荷重の順で処理します。
この講義で押さえるポイントは次のとおりです。
- 支点まわりのモーメントを等しくしてアンカーに働く力を求める
- 最大曲げ応力度は σmax=M/Z
- N/mm²をN/mm²へ換算して許容応力度と比較する
- アンカー本数は F/N<P を満たす最小整数とする
用語・数値・対象部位を必ず一組で覚える。
確認済み問題は全部で11問
収録問題は正答と根拠を確認済みです。
確認問題 1/11|アンカーに働く力
11】図は、緩降機の取付け具の構造図を示したものである。条件に基づき、次の 各設問に答えなさい。 <条件> 1.設計荷重Wは、4kNである。 2.アンカー2本によりAの箇所で固定されている。 3.アンカー1本当たりの許容引抜荷重は10.5KNである。 4.取付け具のフレーム部分の重量は無視する。 w↓ 1600
3913 *300→(単位mm) ロ 1.アンカーに働く力を、解答欄の各項目について式を示して答えなさい。 式 答(kN) 矢印Aの箇所に働く力 アンカー1本に働く力 2.設問1から、アンカーが適当かどうか答えなさい。 [適当/不適当] 3.緩降機を吊り下げるフックの取付位置は、床面から何m以上何m以下の範 囲でなければならないか答えなさい。
確認問題 2/11|アンカーに働く力
【1】図は、緩降機の取付け具の構造を示したものである。条件に基づき、次の各 設問に答えなさい。 <条件>
- 設計荷重Wは4kNとする。
2.図中のAには、アンカーボルト2本を使用している。
- アンカーボルト1本当たりの許容引抜荷重は14kNとする。
↓ W 1600 S92
≤ 単位:mm L1 → [2 ■ 1. Aの部分に働く荷重を計算式を示して答えなさい。また、その値を用いて アンカーボルト1本当たりに働く荷重を計算式を示して答えなさい。 2.設問1から、このアンカーボルトは適当であるか、不適当であるか答えな さい。また、そのように判断した理由を1つ答えなさい。
確認問題 3/11|アンカーに働く力
【1】図1及び図2は、緩降機の取付け具の構造及び施工図を示したものである。 条件に基づき、の各設問に答えなさい。 <条件>
- 設計荷重Wは4KNである。
2.取付け具を固定する際は、呼び径M12の金属拡張アンカー4本を使用する。
- 金属拡張アンカー1本当たりの許容引抜荷重は10.5KNである。
4.取付け具の重さは無視する。 図1:取付け具 ◎ < W 図2、取付け具 モルタル A B コンクリート 腰壁 $955
コンクリート (単位:mm) D E
- 図1で取付け具を固定する金属拡張アンカーD及びEの2本に働く力の合
計を計算式を示して答えなさい。 2.設問1から、この金属拡張アンカーの使用が適当かどうか答えなさい。 [ 適当/不適当]
- 呼び径M12の金属拡張アンカーの埋込深さを答えなさい。
4.金属拡張アンカーの埋込深さは、図2のA~Cのどの寸法か、正しいもの を選び記号で答えなさい。
- 緩降機をつり下げるフックの取付位置の床面からの高さの範囲を答えなさ
い。 [ m以上 m以下]
確認問題 4/11|最大曲げ応力度
【1】図は、緩降機の取付け具の構造図である。の各設問に答えなさい。 800mm 4kN 1,600mm S924 ココ」」 口 1. 図中、A点に設計荷重4kN が働く場合の最大曲げ応力度を次の項日に従 い計算し、計算式を示して答えなさい。ただし、アームの断面係数は16,000 mm3とする。 ①アームに働く最大曲げモーメントを求めなさい。 kN・mm ②アームに生じる最大曲げ応力度を求めなさい。 N/mm² 2.設問1と下の表から、アームの部材として使用した場合の適否を答えなさ い。また、そのように判断した理由を簡潔に答えなさい。 表 材料 曲げ許容応力度(N/mm2) 一般構造用鋼材
確認問題 5/11|最大曲げ応力度
【1】図は、緩降機の取付け具の構造図である。条件に基づき、次の各設問に答え なさい。 <条件>
- アームに使用される部材の材質、断面の形状及び断面係数(Z)は次の通り
である。 ア.材質:一般構造用鋼材
- 断面形状:
ウ、断面係数(Z): 5,000mm3 2.設計荷重Wは、4KNとする。
- 鋼材の許容応力度は、次表によること。
許容応力度N/mm² 材料 引張 圧縮 曲げ せん断 般構造用鋼材
800mm アーム →W 支柱 台
■ 1.アームにかかる最大曲げモーメント(Mmax)を求めなさい。 Mmax= kN・mm
- このときの最大曲げ応力度(amax)をめなさい。
amax= N/mm² 3.設問1及び設問2から、この部材をアームの部材として使用することの適 否を答えなさい。 4.設問3の判定理由を簡潔に答えなさい。
確認問題 6/11|最大曲げ応力度
【1】図は、緩降機の取付け具の構造図である。条件に基づき、次の各設問に答え なさい。 <条件> 1.設計荷重Wは4kNである。
- アームに使用される部材の材質及び断面係数は、次のとおり。
ア.材質は、一般構造用材である。 イ.断面係数は、10,000mm3である。 3.この鋼材の許容応力度は、表のとおり。 許容応力度(N/mm2) 材料 引張 圧縮 曲げ せん断 般構造用鋓材
図 800mm W 1600mm 5551
- アームに働く最大曲げモーメントを答えなさい。
kN・mm 2.アームに生じる最大曲げ応力度を求めなさい。 N/mm² 3.この緩降機の取付け具が使用に適するか判定しなさい。また、その判定理 由を簡潔に答えなさい。
確認問題 7/11|最大曲げ応力度
【1】図は、緩降機の取付け具の構造図である。次の各設問に答えなさい。 800mm 4kN 蘿 1,600mm 51041 中 口1.図中、A点に設計荷重4kNが働く場合の最大曲げ応力を、火の項目に従 い計算し答えなさい。ただし、アームの断面係数は8,000mm3とする。 ①アームに働く最大曲げモーメントを求めなさい。 kN・mm ②アームに生じる最大曲げ応力度を求めなさい。 N/mm² 2.設問1及び表から、アームの部材とした場合の適否と、そのように判断し た理由を簡潔に答えなさい。 表 材料 曲げ許容応力度(N/mm2) 一般構造用鋼材
確認問題 8/11|最大曲げ応力度
11】図は、緩降機の取付け具の構造図である。条件に基づき、次の各設問に答え なさい。 <条件>
- 設計荷重Wは4KNである。
2.取付け具は、アンカーボルト2本によりAの箇所で固定する。 3.固定するコンクリートの厚さは、120mmである。
- アームの断面係数は、20,000mm3である。
- 取付け具を構成するフレームの重さは無視する。
図 w↓ 1600
5958 * 250→(単位mm) 表 許容応力度(N/mm2) 材料 引張 圧縮 曲げ せん断 般構造用鋼材
L 1.アンカーボルト1本当たりに発生する応力[KIN]を答えなさい。
- 呼び径M12の金属拡張アンカーを使用した場合の埋込深さと穿孔深さの下
限を答えなさい。 [埋込深さ mm][穿孔深さの下限 mm]
- アームに発生する最大曲げ応力度〔N/mm²]を答えなさい。
4.表に示す材料は、アームとして使用可能であるか適否を答えなさい。ま た、その理由を答えなさい。 [適/不適][理由: ]
確認問題 9/11|最大曲げ応力度
11】 図は、緩降機(1人用)の取付状態を示したものである。次の各設問に答え なさい。ただし、図中A点には調速器が取付けられているものとする。 開口部 800mm 1600mm 支 柱 (1m以上 着用具 ②m2以上 0.15~0.3m 地盤面 $433 避難空地 作図位置 口 1. 緩降機の質量に相当する荷重を0.1KN、体重による荷重を1.0kNとした場 合、次の各(1)~(3)に答えなさい。ただし、支柱及びアームの重さは無 視するものとする。 (1) A点にかかる力の大きさを答えなさい。[ kN] (2) AB間に働く最大曲げモーメントを答えなさい。[ kN・mm] (3)アーム(AB)の断面係数を1,600mm3とした場合、アームに生じる最 大曲げ応力度を答えなさい。[ N/mm²]
- 図中に示す①及び②は、緩降機の操作上必要な面積(当該器具の水平投影
面積を除く。)及び寸法を示したものである。それぞれに当てはまる数値を 答えなさい。
3.緩降機に消防法令上必要となる最小の避難空地を図中点線内の作図位置に 有し、その寸法を答えなさい。
確認問題 10/11|締付トルク
【1】図は、緩降機のベースを4本の金属拡張アンカーで固定している図を示した ものである。次の各設問に答えなさい。 A 金属拡張 アンカー B 口 1. 金属拡張アンカーの締付トルクの値とその計算式を、条件から求めなさい。 <条件>
- ボルト呼び径M12
2.試験荷重(ボルト1本当たりの荷重) 10kN 締付トルクの値: kN・cm 計算式: 2.図A及びBの値を答えなさい。ただし、埋込み深さは50mmとする。 A mm以上 B mm以上 3.取付け具を固定する場合、ボルト及びナットの緩み止めの措置を2つ答え なさい。
確認問題 11/11|金属拡張アンカー工法
【1】図は、避難器具を金属拡張アンカーにより固定する工法を示したものである。 次の各設問に答えなさい。 ナット ベースプレート 仕上げモルタル
芽乳深さH コンクリート スラブ B 3961ー4
L
- 金属拡張アンカー相互の距離は、Aを起点とした場合、金属拡張アンカー
の間隔として適正なものをB~Eからすべて選び、記号で答えなさい。
- ベースプレートの固定をダブルナット方式とする目的を具体的に答えなさ
い。 3.次の条件のとき、金属拡張アンカーの必要最少本数を求めなさい。 [本] <条件>
- 固定部に発生する応力・
・・18kN 2.コンクリート設計基準強度 ・16N/mm2
- 金属拡張アンカーの呼び径
・・M10(スリープ長40mm) (参考) 金属拡張アンカーの算定式 F:固定部に発生する応力(kN) F N: 金属拡張アンカーの本数 -<P N P:許容引抜荷車(kN)
金属拡張アンカー コンクリート設計基準強度(N/mm2) の呼び径 15以上 18以上 21以上 M10 4.7KN 5.7kN 6.7kN M12 7.5KN 8.9KN 10.5kN M16 10.9KN 13.0KN 15.OKN M20 18.5KN 22.2KN 26.0KN 4.設問3において、金属拡張アンカーの穿孔深さの下限値を答えなさい。 mm]
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