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【プラント設計の基礎】アンカーボルトの強度計算について【耐震計算】

2020年3月19日

【プラント設計の基礎】アンカーボルトの強度計算について【耐震計算】

プラントを設置すると必ずと言っていいほど巨大なタンクなどを設置します。時には総重量が数十トンになる場合もあります。

この際に問題になるのが、基礎の強さなどももちろんそうですが、基礎とタンクを固定するアンカーボルトについて

  • 配置
  • 材質
  • 埋め込み長さ
  • 直径

などを考慮する必要があります。

特に日本は地震の多い国なので、設置したはいいけど自信が来て倒壊した、しかも自分が担当したところだけ・・・なんていうのは最悪です。

その為、少しでも計算を楽にするために私が実務で使用している計算シートを公開します。もちろん無料ですけど、無料ですので計算結果に不備があったり、そのせいで何か問題が起こっても全て自己責任で使用願います。

anchor_bolt_strength ←クリックでダウンロード

また、アンカーボルトの強度計算をする上でいくつかの注意点を記載していきますので、設計の際は是非参考にしてください。

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簡単なプロフィール

【ヤン】
高専卒のプラントエンジニア。大卒との待遇の違いから一念発起して英語と資格の勉強をしまくる。プラントエンジニアリングのノウハウから資格・英語の勉強法に関する情報を提供しています。保有資格:1級管工事施工管理技士、1級機械保全技能士、英検準1級、TOEIC870点、甲種機械高圧ガス製造保安責任者、エネルギー管理士(熱)。趣味はバイクとキャンプ、愛車はGSX1300R隼。

耐震クラス

耐震クラスについては、私自身もいろいろ調べたのですがどうも法的には「耐震クラスはB以上であればよい」となっているそうで、後は設計者の考えが反映されます。

ただし、防振装置を使用した際は耐震クラスはSかAを使用すべきです。

私は基本的に耐震クラスは常にAとしていました。人によってはBでいいという人もいますが・・・やはり安全には気を使いたいですからね。

地域係数

地域係数は基本的には1とすることをおすすめします。地域によっては0.9でもいいですが・・・正直にいうと資料見るのが面倒なだけです(笑)。

重量

重量は意外と見落としがちなのですが、基本的には内容物が満杯になった際の重量としておきましょう。

特に水槽などの場合は、80%などにせずに必ず100%充填の場合の重量としましょう。

例えば地震が来て何か異常が起こり、タンクの容量が100%になったとします。

そのあとに余震が来たら、タンクのアンカーボルトにかかる負荷は非常に大きなものになります。

その為、アンカーボルトが太くなったり、埋め込み長さが長くなったりしてもいいので、重量はかならず内容物100%で計算しましょう。

重心高さ

これもなかなか難しい・・・というか考え方が人それぞれなところで、今は3D-CADで正確な重心位置が簡単に出せます。

ですのでその位置で計算すればよいのですが、なぜか人によってはそれよりも高い位置で計算することがあります。

もちろんそのほうが安全ですけど・・・。

客先に提出する際は注意!

客先に提出する際は特に注意しましょう。特に2011年の東日本大震災以降は、独自の設計基準を決めている会社もあります。

私の場合は一度

  • 重心位置は機器の製作図上の最上部とする。

といわれたことがあり、アンカーボルトの埋め込み長さ、直径とも見直しする必要が発生した時もありました。

また、別の会社では

  • 機器重量は計算上の重量×1.1

という所もありました。

どちらも過剰設計といえば過剰設計ですが、客先の設計基準は必ず順守するようにしましょう。

据え付けてから実は基準を満たしていなかった・・・というのは最悪ですからね。

客先に提出する際は注意!

アンカーボルトは一度設置すれば、再施工や修正はほぼ不可能となるので、埋め込み長さや直径は慎重に決定する必要があります。

また、客先で設計基準があればそれに従う必要もあります。

しかし、安全にかかわる非常に重要なところですので、正確な設計を心がけましょう。

 

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この記事を書いた人

ヤン
・高専卒業後に専業プラントエンジニアとして活躍。その後、化学/食品プラントのエンジニアに転職。プラントエンジニアリングや、資格・英語勉強に関する情報を発信。
・就職後に大卒との待遇の違いから学歴コンプに陥るが、持ち前の負けず嫌いの精神から勉強しまくって大卒を見返す。
・社会では大卒の方が優遇されるが「高専卒の方が即戦力&活躍できる!」ということから全ての高専卒を応援するためにブログを開始。
・主に機械系を担当したのでPFDからPIDの作成などの基本設計から、回転機器選定、配管設計、調達、建設、施工管理、試運転、保守管理を担当。今では設備保全の知識を活かして効率的なメンテナンス計画の立案や設備診断技術の導入も実施。5Sを軸とした仕事&職場&業務効率のカイゼンにも従事。
・保有資格:1級管工事施工管理技士、1級機械保全技能士、英検準1級、TOEIC870点、甲種機械高圧ガス製造保安責任者、エネルギー管理士(熱)
・海外プラントの設計や立ち上げ経験もあり。