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金属拡張系アンカー強度計算

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金属拡張型アンカーに垂直方向に荷重が加わった場合においては、下記2点からの破壊形態が考えられます。
よって、破壊形態別に各許容荷重を事前に算出することにより、設計及び引張試験等の参考資料として用いることができます。
尚、この際には破壊形態別荷重値の最少の値を用いて資料とします。

〔破壊形態別許容荷重の算出〕
※ただし、へりあき寸法が確実に取れる場合に限ります。

Ta1= min ( Pa1 ・ Pa2 )

<破壊形態>
1. コンクリートのコーン状破壊
Pa1= 0.75 × Φ1 × √Fc × Ac
Ac= π × Le ( Le + D )

Pa1 = 1本当りの許容引張力 sf
Ac = 有効水平投影面積 sf/cm 2 N/mm2
Fc = コンクリート圧縮強度 sf/cm 2 N/mm2
D = アンカー外径 cm
Le = 有効埋込み深さ (L-D) cm
L = 躯体への埋込み長さ cm
Fc = コンクリート圧縮強度 sf/cm 2 N/mm2
Φ1 = 低減係数   長期 0.4・ 短期 0.6

2. アンカーボルトの鋼材降伏破壊
Pa2= Φ2 ・ sσy ・ Sca

Pa2 = 1本当りの許容引張力
Sca = 鋼材の降伏点荷重
sσy = 危険断面積 2/3
Φ2 = 低減係数   長期 1.0

※危険断面積:内ネジタイプのアンカーの場合は、接合するボルト径を採用することにより、最少値として算出する。

内ネジタイプのアンカー(本体打込み式・内部コーン打込み式)の場合には、接合する ボルトの強度も設計時には、考慮する必要があると考えられます。
この際には、一般的には使用ボルト呼び径の有効断面積に鋼材降伏強度を掛けた値を、ボルトの引張力として用います。
《供試体略図》

有効削孔長(Le)    
  cm 
アンカーボルト本体径(D)    
   
  cm
ボルト有効断面積(sσy)    
  cm2
鋼材降伏強度(Sca)    
   
  sf/cm2
コンクリート圧縮強度(Fc)    
  sf/cm2
   
呼び 有効断面積(cm2)
M 8 0.366
M10 0.58
M12 0.843
M16 1.57
M20 2.45
M22 3.03
M24 3.53
W5/16 0.332
W3/8 0.491
W1/2 0.874
W5/8 1.439
W3/4 2.133
W7/8 2.947
W 1 3.87

1. コンクリートのコーン状破壊
Pa1= 0.75 × Φ1 × √Fc × Ac
有効水平投影面積(Ac)の算出
Ac= π × Le ( Le + D )
= 3.14 × LeLeD
AC cm 2
1本当りの許容引張力の算出
@Pa1= 0.75 × 0.4 × √Fc × Ac
Pa1 sf (長期許容引張荷重)
APa1= 0.75 × 0.6 × √Fc × Ac
Pa1 sf (短期許容引張荷重)

2. アンカーボルトの鋼材降伏破壊
Pa2= Φ2 ・ sσy ・ Sca
1本当りの許容引張力の算出
@Pa2= 2/3 × sσy × Sca
Pa2 sf (長期許容引張荷重)
APa2= 1.0 × sσy × Sca
Pa2 sf (短期許容引張荷重)

以上の算出結果より

コンクリートのコーン状破壊    
長期許容荷重
Pa1 sf
  Pa1 N
短期許容荷重
Pa1 sf
  Pa1 N
アンカーボルトの鋼材降伏破壊    
長期許容荷重
Pa2 sf 
  Pa2 N
短期許容荷重
Pa2 sf
  Pa2 N

[あくまでも計算上であって現場担当者、責任者の判断が優先する。]

 

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