許容応力設計

荷重への応答

NESCはもともと、木材、鋼、コンクリート構造物の許容応力設計を提供することによって信頼性に対処しました。 コードは最初に第6版の鋼鉄のための積み過ぎ容量の要因を指定し、次に1977年に他の材料のほとんどのためのそれらを指定した。 鋼製の送電塔の設計の影響は、この概念の動機づけの力でした。 ASCE”鋼製伝動塔の設計のためのガイド”(1971)は、”塔の設計が橋や建物の設計と異なる多くの方法の一つは、許容応力を低減する代わりに、過負荷要因を使用して安全性の要因を組み込むことである。 タワーの設計では、基本的な負荷は積み過ぎの要因の使用によって高められ、タワーは降伏および座屈の失敗に近づく圧力に設計されている。 建物および橋設計では、実際の負荷は使用され、構造は降伏または座屈の失敗の指定パーセントの圧力に設計されている。 設計への積み過ぎの要因アプローチは強さの各項目の変化が(縦、横断および縦方向)構造の重要性に従って制御されるようにする。”

信頼性のために許容応力または過負荷容量係数を使用して信頼性を提供するかどうかの謎が残っています信頼性のための提供、故障とは何ですか? コードの早い版のgroundlineで減らされた圧力を使用することの設計思想は鋼鉄設計の積み過ぎの要因の使用に回った。 テストされた場合、塔は永久的な変形を示さなかったときに成功のヒントがありました。 コードの第四版は、材料の寸法や欠陥の変動を考慮するために、この設計負荷に十パーセントを追加することを提案することによって、この哲学にさら NESCの議論は、しばしば安全性の要因という用語に関係しています。 フィル-M. 鉄筋コンクリート基礎の彼の第三版でファーガソンは、”正しく定義された提供しています、安全性の要因は、サービスや労働負荷に崩壊を引き起こす負荷の比 安全性の要因は現在、誤用された用語であり、それが使用されるたびにほとんど定義が必要です。”

NESCは過負荷容量要因として対処されている要因を認識していますが、元の定義は試験条件下での構造物の性能に対処しているようです。 NESCはコードの強さセクションで与えられる適切な積み過ぎ容量の要因によって増加される規則252の負荷に抗するように構造が設計されている現 木製の構造の最高の圧力はその上に指名繊維の圧力を超過しないかもしれない。 Crossarmsおよびコンダクターに最終的なか評価される破損強さへのパーセントによって関連している物質的な要因があります。 人は積み過ぎ容量の要因のためにそして評価される破損強さのパーセントに設計されています。 歴史的な正確な構造設計法は、不確定な構造と二次応力が関与していた迅速な分析を支持しなかった。 スライドの規則か機械計算機が木製の棒のワイヤーローディング、弛み、張力、抵抗の時のためのnomographsそしてテーブルを作り出すのに使用されていた、”減価した”地 彼らは第四版の付録やNESCの第五版の議論に登場しました。 デジタルコンピュータが1960年代に利用可能になったとき、迅速かつ正確だった新しい方法が開発されました。

エンジニアは、本格的な構造試験に負荷能力の信頼性を置く傾向がありました。 フルスケール構造物の荷重試験に使用するための荷重係数を得るために,許容応力と最終応力の比を変換した。 サービス負荷への応答は一般的に無視され、鉄塔設計者によって一般的に使用される過負荷容量係数は、コード内の強度の測定のための標準となった。

比較は、強度のパーセントを過負荷容量係数と同一視し、地上線における片持梁モーメントが二次モーメントを無視した単極構造の簡単な解析を満足した。 過負荷要因を有する金属塔およびHフレームの試験は、故障容量を決定した。 このような同一化ネグレクト思考の効果は、第一の最も重要なのは、どのような負荷がサービスで維持されると予想される構造であり、第二の負荷率が構造の分析に及ぼす影響であるかである。 必須の積み過ぎ容量の要因は頻繁に構造にそれらを送信するコンダクターおよびハードウェアコンポーネントの容量を超過する負荷を識別する。 結果は強さおよび信頼性で互換性がない部品が付いている非能率的なシステムである。

NESCの最後の八版を通じて荷重と強度のセクションの不安定な開発は、構造コードを提供するか、独立して組み合わせて荷重を正確に識別する必要

木材強度に関する1987NESCのために拒否された変更提案をレビューするために任命されたタスクフォースが機会を持っていれば、木材問題がレビューされると、すべての材料に関連する荷重と強度を研究するために問題を拡大することによってコードを改善することができる。

NESCの積載セクション25における合理的な解決策は、氷と風荷重を分離することです。 氷のローディングの地帯は現在の重く、中型および軽い指定を保つことができる。 考察は50年のような予想されるリターン期間に基づいて極度な氷の状態のための準備に与えられるべきである。 風の負荷は高い、中型および低い風速に応じて地区に従って同様に指定されるべきです。 負荷の組合せは温度とこれらの気候学の特徴を結合することの負荷の多様性を説明するために理性的な基礎でそれから割り当てることができる。 極端な風の規定は残るはずです。

風や氷に対するサービス応答において追加の荷重係数が望ましいと判断される場合は、このセクションに配置する必要があります。 これらの負荷は、負荷を伝達するために使用される材料に関係なく、ワイヤ、ケーブル、構造物を介して、基礎までのすべての材料の成分に対する力の分析の基礎となるべきである。

強度に関するセクション26は、負荷条件および問題の部品の所望の信頼性に基づいて、各材料の必要な強度を指定する必要があります。 典型的な例は、セクション25からの指定された負荷に基づいて導体張力が破断強度の60パーセントに制限されているが、60°Fでは、導体破断強度の35パーセ 1987年のコードのための拒絶されたIEEEの木の変更の提案では、設計強さ容量は木製の強さの65%および等級BおよびCの構造のための木製の強さの85%それぞれだった。 同様の材料強度容量係数は、金属の場合は90%、鉄筋コンクリートの場合は65%である可能性があります。

材料の最終的な降伏または指定された強度は、強度セクションに表示されてはならず、材料の判断と専門知識に基づいて構造システムを担当する技

コード規定が優先され、変更が提案されていないか受け入れられていないため、ロードにおける新しい概念を開発するための過去の努力は比較的失敗し 負荷および信頼性の調査がNESCの負荷および強さセクションの主要な修正と統合されれば負荷の確率および材料の強さで今利用できる広大なデータ 個々のエンジニアや設計者へのコンピュータの現在の可用性は、正確で合理的で信頼性の高い設計アプローチを可能にします。 コードは、より効率的で信頼性の高い構造システムを設計するために、現在の最先端の知識を使用するために、エンジニアにある程度の緯度を提供す このコードは、代替としていわゆる”無知要因”を提供することができますが、エンジニアリング責任が利用できない少数のケースにそれらの使用を阻止す 最終的な規定では、すべての設計は責任あるエンジニアによって指示される必要があります。

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