鋼構造・接合部計算ツール
隅肉溶接強度計算ツール
すみ肉溶接ののど断面を自動照査
溶接サイズ・有効長さ・荷重を入力するだけで、すみ肉溶接ののど断面に生じる応力度を自動照査します。許容応力度設計法・限界状態設計法に対応し、設計基準も切り替え可能です。
🔧 のど断面を自動計算
📐 設計手法を切替
📚 道路橋・鉄道基準対応
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Glossary
用語解説
本ツールで使用している溶接設計の専門用語を、実務の参考としてまとめました。
A. 溶接の形状・寸法に関する用語
- すみ肉溶接（fillet weld）
- ほぼ直交する二つの面を、三角形断面の溶着金属でつなぐ溶接。T継手・重ね継手・かど継手などで多用される。開先（グルーブ）加工が不要で施工性が高い一方、のど断面に応力が集中するため、のど厚と有効長さによる断面照査が重要となる。
- 溶接サイズ S（mm）
- すみ肉溶接の脚長（足長さ）。三角形断面の脚の長さを指し、溶接記号で指定される。等脚すみ肉では2辺とも S となる。のど厚 a は a = S / √2 で換算され、強度計算の基礎となる寸法。
- のど厚 a（mm）
- すみ肉溶接の断面で最も薄くなる位置（のど）の厚さで、応力を負担する有効寸法。等脚すみ肉では理論のど厚 a = S / √2 ≒ 0.707S で求める。溶接の強度はこののど断面で決まるため、最も重要な寸法となる。
- 有効長さ Σl（mm）
- 応力を有効に伝達できる溶接線の合計長さ。始端・終端のクレーター部や回し溶接部などの不確実な部分を除いた長さを用いる。有効断面積 A は A = a × Σl で求める。
- 有効断面積 A（mm²）
- のど断面の応力を負担する面積で、A = のど厚 a × 有効長さ Σl で算出する。作用力をこの面積で除して応力度を求め、許容値や耐力と照査する。
- T継手・回し溶接
- T継手は部材を T 字形に接合する継手形式。回し溶接（まわし溶接）は継手端部で溶接線を部材角に沿って連続させる処理で、端部の応力集中を緩和する。回し溶接部は有効長さに算入しないのが一般的。
B. 応力・荷重に関する用語
- 引張荷重 P（kN）
- 溶接線に対して直角方向に作用する荷重。のど断面では、すべてせん断とみなして応力度 σ = P / A を求め照査する（すみ肉溶接の慣用的な扱い）。
- せん断荷重 Q（kN）
- 溶接線方向に作用する荷重。のど断面のせん断応力度 τ = Q / A を生じさせる。引張荷重と同時に作用する場合は合成応力度で照査する。
- 合成応力度 √(σ²＋τ²)（N/mm²）
- 引張方向応力度 σ とせん断応力度 τ が同時に作用する場合の合成値。すみ肉溶接ののど断面ではこの合成応力度を許容せん断応力度や耐力と照査する。
- 検定比（応力比）
- 作用応力（または設計断面力）を許容値（または耐力）で除した値。1.0 以下であれば安全とみなす。値が小さいほど余裕があり、1.0 を超えると NG（基準超過）となる。
- 設計断面力 Pd（kN）
- 限界状態設計法で用いる、荷重係数等を考慮済みの設計用の作用力。本ツールでは入力値をそのまま設計値として扱う。設計せん断耐力 Pud との比で照査する。
C. 設計手法・照査に関する用語
- 許容応力度設計法（ASD）
- 作用荷重から求めた応力度が、材料の許容応力度以下であることを確認する設計手法（応力度 ≦ 許容応力度）。従来から広く用いられてきた分かりやすい体系で、検定比で安全性を表す。
- 限界状態設計法（LSD）
- 部材係数・材料係数・構造物係数などの部分係数を用い、設計断面力 Pd と設計耐力 Pud を比較して照査する手法（γi・Pd / Pud ≦ 1.0）。各種の不確実性を係数で個別に評価できるのが特徴。
- 許容せん断応力度 τa（N/mm²）
- 許容応力度設計法で用いる、せん断に対する許容値。鋼種・設計基準ごとに定められる。すみ肉溶接ののど断面に生じる応力（合成応力度）をこの値と照査する。
- せん断降伏強度の特性値 fsvyk（N/mm²）
- 限界状態設計法で用いる、鋼材のせん断に対する降伏強度の特性値。鋼種・板厚区分ごとに定められる。材料係数 γs で除して設計せん断降伏強度 fsvyd を求める。
- 設計せん断耐力 Pud（kN）
- すみ肉溶接ののど断面が負担できる設計上のせん断耐力。Pud =（fsvyd × Σaℓ）/ γb で求め、設計断面力 Pd との比で照査する。
- 部分係数（γb・γs・γi）
- 限界状態設計法で各種の不確実性を評価する係数。部材係数 γb は耐力のばらつき、材料係数 γs は材料強度のばらつき、構造物係数 γi は構造物の重要度を考慮する。本ツールでは R6 年版の一般値（γb=1.05・γs=1.05・γi=1.2）を用いる。
D. 設計基準・鋼種に関する用語
- 道路橋示方書・同解説 Ⅱ鋼橋編
- 道路橋の設計に用いる基準。本ツールでは許容応力度設計法による許容値（平成24年版までの体系）を用いる。平成29年版以降は部分係数設計法（限界状態設計法）へ移行している点に留意が必要。
- 鉄道構造物等設計標準・同解説（鋼・合成構造物）
- 鉄道構造物の設計基準。令和6年（2024年）2月版が現行で、すみ肉溶接は応力をすべてせん断とみなして照査する。本ツールの限界状態設計法はこの基準に準拠している。
- SS400・SM490・SMA490
- 代表的な構造用鋼材の規格。SS400 は一般構造用圧延鋼材、SM490 は溶接構造用圧延鋼材、SMA490 は溶接構造用耐候性熱間圧延鋼材。鋼種ごとに許容応力度・せん断降伏強度の特性値が異なる。
- 板厚区分
- 鋼材は板厚が大きいほど降伏点が低下するため、t ≦ 16 mm／16 ＜ t ≦ 40 mm／40 ＜ t ≦ 75 mm などの区分ごとに強度の特性値が定められている。限界状態設計法ではこの区分の選択が結果に影響する。
【注意事項】
本解説は概略理解を目的としたものです。実際の設計では各設計基準の原文を必ず参照し、担当技術者による最終判断を行ってください。