JIS B 8511:1987 アルミニウム製円筒形サイロの構造

                                       日本工業規格(日本産業規格)                             JIS
                                                                              B 8511-1987

アルミニウム製円筒形サイロの構造

Construction of Welded Aluminium and Aluminium Alloy Cylindrical Silos

1. 適用範囲 この規格は,高さ8m以下のアルミニウム及びアルミニウム合金(以下,アルミニウムと
いう。)製溶接構造立て円筒形容器であって,粉粒体を貯蔵するもの(以下,サイロという。)の構造につ
いて規定する。
  サイロは,浅槽及び深槽の2種類に区分されるが,この規格では,深槽について規定する。
    備考1. 深槽とは,サイロの直胴部の高さが内径の1.5倍以上のものをいう。
         2. この規格の中で{}を付けて示してある単位,数値及び計算式は,従来単位によるもので
            あって,参考として併記したものである。
  引用規格 : 23ページに示す。
2. 材料
2.1   構造材料 サイロに使用する構造材料は,用途に応じて次の規格に適合するもの,又はこれらと品
質が同等以上のものとする。
        JIS B 2321(配管用アルミニウム及びアルミニウム合金製突合せ溶接式管継手)
        JIS H 4000(アルミニウム及びアルミニウム合金の板及び条)
        JIS H 4040(アルミニウム及びアルミニウム合金の棒及び線)
        JIS H 4080(アルミニウム及びアルミニウム合金継目無管)
        JIS H 4090(アルミニウム及びアルミニウム合金溶接管)
        JIS H 4100(アルミニウム及びアルミニウム合金押出形材)
        JIS H 4140(アルミニウム及びアルミニウム合金鍛造品)
        JIS H 5202(アルミニウム合金鋳物)
2.2   附属物材料 鋼製附属物に使用する材料は,次の規格に適合するもの又はこれらと品質が同等以上
のものとする。
        JIS G 3101(一般構造用圧延鋼材)
        JIS G 3106(溶接構造用圧延鋼材)
        JIS G 3115(圧力容器用鋼板)
        JIS G 3126(低温圧力容器用炭素鋼鋼板)
        JIS G 3201(炭素鋼鍛鋼品)
        JIS G 3444(一般構造用炭素鋼鋼管)
        JIS G 3452(配管用炭素鋼鋼管)

――――― [JIS B 8511 pdf 1] ―――――

2
B 8511-1987
        JIS G 3454(圧力配管用炭素鋼鋼管)
        JIS G 3457(配管用アーク溶接炭素鋼鋼管)
        JIS G 3460(低温配管用鋼管)
        JIS G 4051(機械構造用炭素鋼鋼材)
        JIS G 4107(高温用合金鋼ボルト材)
        JIS G 4303(ステンレス鋼棒)
2.3   溶加材 主要部分の溶接に使用する溶加材は,次の規格に適合するもの又はこれと品質が同等以上
のものとする。
        JIS Z 3232(アルミニウム及びアルミニウム合金溶接棒並びにワイヤ)
3. 設計
3.1   一般 設計に関する一般事項は,次による。
(1) サイロは,静荷重に対して十分強度があるように設計し,動荷重に対しても考慮しなければならない。
(2) 溶接継手の形状,ノズル及びマンホールなどの附属品の設計についてはJIS B 8502(アルミニウム製
    貯槽の構造)を準用するものとする。
(3) 部材の最小板厚は,3mmとする。
3.2   荷重
3.2.1  静荷重 サイロにかかる静荷重は,原則として次による。
(1) サイロの自重による荷重 サイロの自重による荷重 (WS) を求める場合,アルミニウムの比重は2.7
    とする。
(2) 貯蔵粉粒体による荷重 貯蔵粉粒体による荷重 (WG) を求める場合,貯蔵粉粒体の密度は,その粉粒
    体の見掛けの密度を用いる。
(3) 積雪荷重 サイロの水平投影面積当たりの積雪荷重 (S) は,積雪の単位重量にその地方における垂直
    最深積雪量を乗じて求める。
3.2.2  動荷重 風圧力による荷重及び地震動による荷重は,それぞれ別個に作用するものとして,次によ
って計算する。
(1) 風荷重 風荷重は次式による。ただし,海岸,河岸,山上など強風を受けるおそれがある場所に設置
    する場合には,風圧力はサイロの最大垂直断面積1m2につき2.1kN [{210kgf}] とする。
                                                       ih
                         FW   A   (風圧力)   A   (420    )  (1)
                                                      ih
                         F
                        [{W     A   (風圧力)   A   (42    )}]
                      ここに, Fw :  風荷重 (N) [{kgf}]
                                 A :  風圧力を求める部分の受圧面積 (m2)
                                 hi :  風圧力を求める部分の地盤面からの高さ (m)
    備考 地盤面からサイロ頂部までの高さが25mを超えるものは,超えた部分に対しては,サイロの最
          大垂直断面積1m2にき2.1kN [{210kgf}] の風圧力とする。
(2) 地震荷重 サイロの設計地震荷重を求めるに当たっては,原則として次の手法のいずれかによる。
(2.1) 修正震度法 サイロにおける水平方向の設計降伏せん断力Qdは,次式によって算出する。

――――― [JIS B 8511 pdf 2] ―――――

                                                                                              3
                                                                                    B 8511-1987
                        Qd    C Wt
                                       S1a    (2)
                        C   Zs  I  Ds
                                        g
                      ここに,    Qd :  サイロ支持構造物基部における水平方向の設計降伏水平せ
                                        ん断力 (N) [{kgf}]
                                   C :  サイロ支持構造物基部における設計降伏せん断力係数。ただ
                                        し,C≧0.3Zsとする。
                                  Wt :  サイロ基部に加わる設計重量 (N) [{kgf}]
                                   Zs :  地震地域係数(建築基準法による)
                                    I :  表2に示す用途係数
                                  Ds :  構造特性係数,
                                        Ds=D  
                                        D       サイロの塑性変形能力によって定まる係数で,鋼構造,
                                        アルミニウム及びアルミニウム合金構造の場合0.55とする。
                                        Dh : サイロの減衰性によって定まる係数で表1による。
                                  Sa1 :  1次固有周期に対する設計加速度応答スペクトル値で,(2.4)
                                        に定める値 (cm/s2)
                                   g :  重力加速度で980cm/s2とする。
                                         表1 Dhの値
                            基礎底板の短辺 基礎底板の大きさ   Dh
                               25m以下       2000m2以下      1.0
                               2550m         20004000m2    1.00.90
                               50m以上       4000m2以上      0.90
            サイロをn質点系とみなした場合のi質点直下の設計降伏水平せん断力Qdiは,次式によって
          算出する。
                                  n
                                    Wm   hm
                                  mi
                        Qdi   Q d n

(pdf 一覧ページ番号 )

                                    Wm   hm
                                  mi
                      ここに, Qdi :  サイロをn質点振動系とみなした場合のi質点直下の設計降
                                       伏水平せん断力 (N) [{kgf}]
                                 Wi :  i質点の重量 (N) [{kgf}]
                                 hi :  i質点の地盤からの高さ (m)
                                  n :  質点の総数
(2.2) モード法 サイロをn質点振動系とみなした場合のi質点直下に加わる設計降伏水平せん断力Qdi
      は,次式によって算出する。考慮する最高振動次数は,2次以上とする。
                                                      2
                                 k      n
                        Qdi         Cj   Wm     j umj
                                j 1    mi

(pdf 一覧ページ番号 )

                                        Saj
                        Cj    Zs  I Ds
                                         g
                      ただし, Qdi≧0.3ZsWtとする。
                      ここに,         戀     j次固有振動の刺激係数

――――― [JIS B 8511 pdf 3] ―――――

4
B 8511-1987
                                                n         n
                                                                 2
                                            j     Wi uij   Wi uij
                                               i1        t1
                                    Wi :  i質点の重量 (N) [{kgf}]
                                    uij :  i質点のj次の固有モード
                                     k :  地震応答に対して影響の大きい振動次数の最高次数
                                     j :  固有振動次数
                                    Cj :  j次の固有振動に対する降伏せん断力係数
                                    Saj :  j次固有周期に対する設計加速度応答スペクトル値で,
                                          (2.4)によって定める値 (cm/s2)
(2.3) 用途係数 地震災害の重大性及び周辺への被害の波及効果を考慮して,サイロの用途に応じて設計
      区分を設ける。各設計区分における用途係数は,表2に示す値とする。
                                        表2 用途係数I
         耐震設計区分                         対象                          用途係数I
              1      小規模で危険物を収納しないもの。                        0.6以上
              2                                                              0.8以上
                     大又は中規模で危険物を収納せず,災害の波及効果が少ないもの。
              4      危険物を収納し,2次災害の要因となり得るもの。           1.2以上
(2.4) 設計応答スペクトル値 設計速度応答スペクトル値Svj,設計加速度応答スペクトル値Sajは,次式
      によって算出する。
                        Tj   TGのとき
                             Svj   156Tj   (cm/s )
                             Saj   980   (cm/s 2 )
                        Tj≧TGのとき                   (5)
                             Svj   156TG   (cm/s )
                                      TG         2
                             Saj   980      (cm/s  )
                                      Tj
                      ここに,   Tj :  j次固有周期 (s)
                                TG :  地盤種別によって定まる臨界周期 (s) で,表3による。
                                         表3 臨界周期
                地盤種別                    地盤条件                     TG (S)
                        (1) 第3紀層以前の地盤(以下,岩盤と称する。)
                  1種   (2) 洪積層                                        0.64
                        (3) 岩盤までの沖積層の厚さが10m未満
                  2種   沖積層の厚さが25m未満でかつ軟弱層の厚さが5m未満   0.96
                        (1) 上記以外の地盤
                  3種                                                     1.28
                        (2) 地盤の特性が不明なもの。
                 サイロの1次固有周期Tが不明な場合には,T=0.6sとしてもよい。
(2.5) 内容物の有効重量 地震力の算定に当たっては,地震時の内容物の減衰効果を考慮して,適切に低
      減された有効重量を用いてもよい。ただし,低減された有効重量は,満載重量の80%を下まわらな
      いものとする。
(2.6) 地震荷重Fe サイロの地震荷重は,次の式(6)及び式(7)によって算出する。
                          e   Qdi
                        Qi          (6)
                               B

――――― [JIS B 8511 pdf 4] ―――――

                                                                                              5
                                                                                    B 8511-1987
                         Fe  Qei 1  Qei  (7)
                      ここに,   B :  構造物の保有水平耐力の短期許容耐力に対する比率で,1.2
                                       1.5とする。
                                Qei :  サイロ各部の設計せん断力 (N) [{kgf}]
                                 Fe :  地震荷重 (N) [{kgf}]
3.2.3  荷重の組合せ サイロ各部の荷重の組合せは,表4による。
                                 表4 サイロ各部の荷重の組合せ
                            荷重の状態     一般の場合    多雪地の場合
                          長期     常時     Ws+WG        Ws+WG+S
                                  積雪時  Ws+WG+S    Ws+WG+S
                          短期    暴風時  Ws+WG+Fw   Ws+WG+S+Fw
                                  地震時  Ws+WG+Fe   Ws+WG+S+Fe
                          ここに, Ws :  サイロの自重
                                 WG :  粉粒体による荷重
                                  S :  積雪荷重
                                 Fw :  風荷重
                                  Fe :  地震荷重
3.3   許容引張応力及び溶接継手効率
3.3.1  許容引張応力 強度計算に用いるアルミニウム材料の許容引張応力は、表5による。
                                       表5 許容引張応力
                                                                           単位N/mm2 [{kgf/mm2}]
                                   規格最小値(2)                  許容引張応力(5)
                                                        40℃   65℃   l00℃125℃を150℃を175℃を
 合金番号  質別       形状(1)                    40℃  を超え を超え を超え  超え  超え   超え
                                 引張強さ  耐力
                                                 以下   65℃   l00℃125℃以150℃以      200℃以
                                                                                  175℃以
                                                        以下   以下    下    下     下     下
  1080      −   板,棒,管         53.9   14.7  11.8   11.8   10.8    9.8    8.8   8.8    6.9
  1070                              [{5.5}]  [{1.5}] [{1.2}]  [{1.2}]  [{1.1}]  [{1.0}]  [{0.9}] [{0.9}]  [{0.7}]
  1050      −   板,棒,管         58.8   19.6  15.7   13.7   12.8   11.8   10.8   9.8    7.8
                                    [{6.0}]  [{2.0}] [{1.6}]  [{1.4}]  [{1.3}]  [{1.2}]  [{1.1}] [{1.0}]  [{0.8}]
  1100      −   板                 73.5   24.5  21.6   19.6   19.6   18.6   16.7  13.7   10.8
  1200                              [{7.5}]  [{2.5}] [{2.2}]  [{2.0}]  [{2.0}]  [{1.9}]  [{1.7}] [{1.7}]  [{1.1}]
  1100      −   棒,管,押出形材, 73.5   19.6  15.7   13.7   12.8   11.8   10.8   9.8    7.8
  1200           鍛造品             [{7.5}]  [{2.0}] [{1.6}]  [{1.4}]  [{1.3}]  [{1.2}]  [{1.1}] [{1.0}]  [{0.8}]
  3003      −   板,棒,管,       93.1   32.3  27.4   26.5   25.5   23.5   21.6  16.7   12.8
  3203           押出形材           [{9.5}]  [{3.5}] [{2.8}]  [{2.7}]  [{2.6}]  [{2.4}]  [{2.2}] [{1.7}]  [{1.3}]
  5052      −   板,棒,管,      177     63.7  51.0   51.0   51.0   51.0   37.2  28.4   24.5
  5652           押出形材          [{18}]    [{6.5}] [{5.2}]  [{5.2}]  [{5.2}]  [{5.2}]  [{3.8}] [{2.9}]  [{2.5}]
  5154      −   板,管            206     78.5  58.8   58.8    −     −     −    −     −
  5254                             [{21}]    [{7.5}] [{6.0}]  [{6.0}]   −     −     −    −     −
  5056      −   棒,管,鍛造品    245     98.0  78.4   78.4    −     −     −    −     −
                                   [{25}]   [{10}]   [{8.0}]  [{8.0}]   −     −     −    −     −
  5083      −   板(厚さ40mm以下)275    127    91.2   90.2    −     −     −    −     −
                                   [{28}]   [{13}]   [{9.3}]  [{9.2}]   −     −     −    −     −
  5083      −   板(厚さ40mmを超  275    118    91.2   90.2    −     −     −    −     −
                 え80mm以下)      [{28}]   [{12}]   [{9.3}]  [{9.2}]   −     −     −    −     −
  5083      −   板(厚さ80mmを超  256    108    86.2   86.2    −     −     −    −     −
                 え100mm以下)     [{27}]   [{11}]   [{8.8}]  [{8.8}]   −     −     −    −     −

――――― [JIS B 8511 pdf 5] ―――――

次のページ PDF 6