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Q&ABOXカルバートの設計・3D配筋(下水道耐震) Q&A ('17.03.24)

NEW! 更新内容



Q6−8. 曲げ応力度照査で、鉄筋の許容応力度σsaがマイナスになっているのはなぜか。(Ver.11)




目  次
 I 断面方向 
 1.適用範囲、制限事項

Q1−1. 地震動(慣性力)の向きは?(Ver.8)

Q1−2. 丸鋼(SR235)に対応しているか。(Ver.11)


Q1−3. 開渠で側壁厚が変化する形状の計算は可能か。(Ver.8)

Q1−4. 剛域を考慮する場合に設計曲げモーメントをシフトせずに取り扱っているが根拠は?(Ver.9)

Q1−5. 剛域を考慮する場合、ハンチを考慮していない剛域寸法が設定されるのはなぜか。(Ver.9)

Q1−6. 適用基準で下水道施設2006や下水道施設2014を選択した場合、「材料」画面の安全係数は全て1.0で初期値が設定されているが根拠は?(Ver.9)

Q1−7. 「初期入力」画面 −「重要度別補正係数SI」とは何に用いるのか。出典は?(Ver.9)

Q1−8. 初期入力画面に「埋め戻し土の入力」の選択(する/しない)がありますが、埋め戻し土を考慮するか否かはどのように使い分ければよいか。(Ver.9)

Q1−9. 縦断方向の計算で、土被り厚を変化させることは可能か。(Ver.10)

Q1−10. マンホールと矩形きょの接続部の照査を行う場合の「マンホールの深さ」にはどの深さを設定すればよいか。(Ver.10)

Q1−11. 下水道耐震2014年版に記載の震度法による開きょの検討は可能か。(Ver.11)

Q1−12. 埋戻し土を考慮する場合、埋戻し土は土圧(死荷重)のみに考慮し、その他は原地盤として計算することはできるか。(Ver.11)

 2.荷重

Q2−10. 水平変位振幅を直接入力することは可能か?(Ver.8)

Q2−11. 頂版のみ温度荷重を考慮することは可能か。可能な場合、BOXカルバートの設計のように断面力を割増係数α=1.15で除して常時換算しているか。(Ver.9)

Q2−12. 任意活荷重(縦断方向)で入力する輪荷重(kN)は2輪分か、それとも1輪分か。(Ver.9)

Q2−13. 任意死荷重を設定した場合、地震時のケースにも任意死荷重は考慮されるか。任意地震荷重でも同じ荷重を入力する必要があるか。(Ver.10)

 3.基礎

Q3−6. 杭の変位量で地盤と杭頭の相対変位差およびボックスと杭頭の相対変位差が許容値15mm程度とあるが出典先は?(Ver.8)

Q3−7. 杭基礎の許容鉛直支持力,引抜力の計算に用いる各載荷状態(常時、L1地震時、L2地震時)の安全率の設定根拠は?(Ver.8)

Q3−8. RC杭で使用している断面性能の根拠を教えて欲しい。(Ver.9)

Q3−9. 適用基準=下水道施設2014の場合に、水平方向地盤ばね定数を地下水以浅、以深で分けないのはなぜか。(Ver.9)

Q3−10. 杭頭補強鉄筋のかぶりはどこからの距離か。(Ver.10)

 4.配筋

 -

 5.必要鉄筋量

 -

 6.曲げ照査

Q6−7. 道路土工カルバート工指針(H21年度版)(P.140)に記載のハンチを設けない場合の断面は、余裕としてコンクリートの曲げ圧縮応力度が 許容応力度の3/4程度となる部材厚にするのが望ましい。を選択する箇所はあるか。(Ver.8)

Q6−8. 曲げ応力度照査で、鉄筋の許容応力度σsaがマイナスになっているのはなぜか。(Ver.11)

 7.せん断照査

Q7−7. せん断応力度照査の出力において、全ケース中で最大のせん断力ではないケースが抽出されることがある。抽出方法について教えてほしい。(Ver.8)

 8.レベル2地震時

Q8−2.適用基準=下水道施設2014時に、「形状」→「地盤」画面の「Ts算出用係数」においてL2地震時用の初期値を
2.000としている根拠は?(Ver.10)


 9.骨組(FRAME)データ

Q9−1. 断面力計算のFRAMEモデルにおいて、ハンチがある場合でもハンチを無視してモデル化しているが、
何か考慮するスイッチがあるか。(Ver.10)


 10.液状化の判定

Q10−1. 液状化の判定で、層毎の平均FLの算定方法は?(Ver.10)



上記以外のQ&Aはすべて製品ヘルプのQ&Aに取り込んでおります。最新バージョンの製品を取得の上、Q&Aをご覧下さい。





  I 断面方向 
 1.適用範囲、制限事項

Q1−1.

地震動(慣性力)の向きは?(Ver.8)
A1−1. 左→右固定となります。左←右には対応していません。

 
Q1−2. 丸鋼(SR235)に対応しているか。(Ver.11)
A1−2. Ver.11.0.0より丸鋼に対応しています。
「材料」でSR235を選択してください。なお、丸鋼選択時は図面作成を行うことは出来ません。
また、Ver.11.0.0未満で丸鋼での計算を行いたい場合は、
・「材料」で、鉄筋の設計降伏強度を変更
・「許容値」で、鉄筋の許容応力度を変更
・「配筋」で、小さな鉄筋径を入力し、ピッチまたは本数を調整して鉄筋量を近似
の入力でご対応くださいますようお願いいたします。

 
Q1−3. 開渠で側壁厚が変化する形状の計算は可能か。(Ver.8)
A1−3. ヘルプの「概要」−「プログラムの機能概要」−「適用範囲」に記載しておりますように本プログラムで取り扱うことのできる断面形状は、部材厚が全長にわたって等厚なものとしており、側壁厚が変化する形状には対応しておりません。ご了承ください。

 
Q1−4. 剛域を考慮する場合に設計曲げモーメントをシフトせずに取り扱っているが根拠は?(Ver.9)
A1−4. 「道路橋示方書・同解説 T共通編/W下部構造編 H24.3 (社)日本道路協会」P.211に剛域を考慮する場合としない場合の設計曲げモーメントの取り扱いが記述されており、こちらで剛域を設定しない場合のみ部材厚/2の分だけシフトするよう記述されています。この内容を元に剛域設定時はシフトせずに取り扱っています。

 
Q1−5. 剛域を考慮する場合、ハンチを考慮していない剛域寸法が設定されるのはなぜか。(Ver.9)
A1−5. 適用基準類の中で唯一剛域を考慮している「土地改良施設耐震設計の手引き平成16年3月社団法人農業土木学会発行」の計算例を元に、本プログラムでは剛域の自動設定ではハンチの影響は考慮しておりません。
ハンチの影響を考慮されたい場合につきましては、「形状」−「剛域」画面にて直接、値を変更してご対応いただきますようお願いいたします。

 
Q1−6. 適用基準で下水道施設2006や下水道施設2014を選択した場合、「材料」画面の安全係数は全て1.0で初期値が設定されているが根拠は?(Ver.9)
A1−6. 「下水道施設耐震計算例−管路施設編 後編−2001年版 (社)日本下水道協会」の計算例を参考としております。
同書P.19に記述の「耐震計算例編集に伴う基本条件の統一表」では安全係数はすべて1.0で記述されており、実際の計算例もすべて1.0が用いられています。
これを元に本プログラムはすべて1.0を初期値としております。

なお、「下水道施設の耐震対策指針と解説-2014年版-」には安全係数について記述がなく、2014年版準拠の計算例も発刊されていないことから2006年版同様上記計算例を参照しています。

 
Q1−7. 「初期入力」画面 −「重要度別補正係数SI」とは何に用いるのか。出典は?(Ver.9)
A1−7. レベル1地震時の躯体慣性力の算出に用いており、
 ・「下水道施設の耐震対策指針と解説−2014年版−(社)日本下水道協会」(P.253)
 ・「下水道施設の耐震対策指針と解説−2006年版−(社)日本下水道協会」(P.177〜178)
にSI=1.1の記述があり、本プログラムでも1.1を初期値としています。
また、本プログラムで参考としている「下水道施設耐震計算例−管路施設編 後編−2001年版 (社)日本下水道協会」の計算例では以下の箇所に記載されています。
 ・「8.現場打ちボックスカルバート(開削用,直接基礎)」→P.8-24
 ・「9.既製・PCボックスカルバート(開削用)」→P.9-28
 ・「10.プレキャストボックスカルバート(RC)」→P.10-9

 
Q1−8. 初期入力画面に「埋め戻し土の入力」の選択(する/しない)がありますが、埋め戻し土を考慮するか否かはどのように使い分ければよいか。(Ver.9)
A1−8. 「下水道施設の耐震対策指針と解説-2014年版- (社)日本下水道協会」(P.147)
「下水道施設の耐震対策指針と解説-2006年版- (社)日本下水道協会」(P.86)
に以下のように記載されています。
 ----------
 計算に用いる土質定数は、原地盤のものとする。ただし、小口径の矩形きょのように外径に対して開削幅が広く、かつ埋戻し土の強度が
 周辺地盤と大きく異なると判断される場合は、埋戻し土の土質定数も考慮する。
 ----------

埋戻し土を考慮するか否かについては、設計者の方のご判断で設定していただきますようお願いいたします。

 
Q1−9. 縦断方向の計算で、土被り厚を変化させることは可能か。(Ver.10)
A1−9. 土被り厚は一定としており、変化させることはできません。

 
Q1−10. マンホールと矩形きょの接続部の照査を行う場合の「マンホールの深さ」にはどの深さを設定すればよいか。(Ver.10)
A1−10. 地表面からマンホール下端までの深さを設定してください。

 
Q1−11. 下水道耐震2014年版に記載の震度法による開きょの検討は可能か。(Ver.11)
A1−11. 現在は、開きょについて下水道耐震2006年版に記載の応答変位法にしか対応しておらず、下水道耐震2014年版に記載の震度法には対応しておりません。どうぞご了承ください。
なお、
・道路土工シリーズ「擁壁の設計・3D配筋」
・水工シリーズ「開水路の設計・3D配筋」
は、ともに土地改良「水路工」による開きょの検討に対応しており、下水道耐震2014年版についても同様に検討可能となります。

 
Q1−12. 埋戻し土を考慮する場合、埋戻し土は土圧(死荷重)のみに考慮し、その他は原地盤として計算することはできるか。(Ver.11)
A1−12. 可能です。
「初期入力」画面の「埋戻し土の土質定数を用いる項目」において「常時」のみにチェックを付けてください。
これにより埋戻し土の土質定数は常時のみに考慮されます。

 2.荷重

Q2−10.

水平変位振幅を直接入力することは可能か?(Ver..8)
A2−10. 可能です。
「初期入力」画面に「水平変位振幅:計算/入力」のスイッチを用意しています。
「入力」選択時は「荷重」→「水平変位振幅」画面にて水平変位振幅を入力可能となります。

 
Q2−11. 頂版のみ温度荷重を考慮することは可能か。可能な場合、BOXカルバートの設計のように断面力を割増係数α=1.15で除して常時換算しているか。(Ver.9)
A2−11. 「考え方」→「基本・荷重」画面に温度変化の入力を各部材毎に用意しておりますのでこちらでご入力ください。
なお、本製品では「BOXカルバートの設計」製品と異なり断面力を割増係数α=1.15で除する常時換算は
行っておらず、「温度変化時」として常時や地震時とは分けて検討しています。

 
Q2−12. 任意活荷重(縦断方向)で入力する輪荷重(kN)は2輪分か、それとも1輪分か。(Ver.9)
A2−12. 1輪分の輪荷重(kN)を入力してください。入力された輪荷重を2倍して荷重強度を算出します。

 
Q2−13. 任意死荷重を設定した場合、地震時のケースにも任意死荷重は考慮されるか。任意地震荷重でも同じ荷重を入力する必要があるか。(Ver.10)
A2−13. 任意死荷重は死荷重ケースに含まれるため、地震時のケース(死荷重+地震荷重)のケースにも死荷重として含まれています。
そのため、任意死荷重で入力した荷重は、地震時のケースにも考慮されます。
なお、任意地震荷重Lv1、Lv2で入力された荷重は、Lv1、Lv2のケースのみに考慮されます。

 3.基礎

Q3−6.

杭の変位量で地盤と杭頭の相対変位差およびボックスと杭頭の相対変位差が許容値15mm程度とあるが出典先は?(Ver.8)
A3−6. 「下水道施設耐震計算例−処理場・ポンプ場編−2002年版 (社)日本下水道協会」→「4. U類 (地中埋設線状構造物)」のP.4-70を参考としています。

 
Q3−7. 杭基礎の許容鉛直支持力,引抜力の計算に用いる各載荷状態(常時、L1地震時、L2地震時)の安全率の設定根拠は?(Ver.8)
A3−7. 「下水道施設耐震計算例−処理場・ポンプ場編−2002年版 (社)日本下水道協会」の以下の箇所を参考としています。
 支持力算出に用いる安全率:P.109の表4-6-3-1
 引抜力算出に用いる安全率:P.110の6-3-3の(2)


 
Q3−8. RC杭で使用している断面性能の根拠を教えて欲しい。(Ver.9)
A3−8. 1種については杭基礎設計便覧(昭和61年1月)、2種については杭基礎設計便覧(平成4年10月)を参照しています。
また、断面性能表についてヘルプの「計算理論及び照査の方法」−「断面方向の計算」−「杭体データ」の【杭種別データ:RC杭】に記載しております。

 
Q3−9. 適用基準=下水道施設2014の場合に、水平方向地盤ばね定数を地下水以浅、以深で分けないのはなぜか。(Ver.9)
A3−9. 公益社団法人 日本下水道協会のHPで公開されている「下水道施設の耐震対策指針と解説-2014年版-」説明会での質疑応答では、「応答変位法は表層地盤を一律とみなして計算する方法である」との記載があり、本製品では、表層地盤が複数の層で構成される場合でも、動的せん断弾性波速度や動的ポアソン比は、表層地盤に対して1つの値をとるものと考えています。
現プログラムでは、水位の有無を問わず表層地盤全体で同一のポアソン比を用いる仕様としており、地下水以浅以深問わず、1種類のばねとしています。

 
Q3−10. 杭頭補強鉄筋のかぶりはどこからの距離か。(Ver.10)
A3−10. 仮想コンクリート断面外縁からのかぶりを入力してください。

 4.配筋

 -
 -

 -

 -
 5.必要鉄筋量

 -

 -


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 -
 6.曲げ照査

Q6−7.

道路土工カルバート工指針(H21年度版)(P.140)に記載のハンチを設けない場合の断面は、余裕としてコンクリートの曲げ圧縮応力度が 許容応力度の3/4程度となる部材厚にするのが望ましい。を選択する箇所はあるか。(Ver.8)
A6−7. 「許容値」→「常時」、「レベル1地震時」画面→「コンクリート」の「許容曲げ圧縮応力度隅角部(ハンチ無)σca」がご質問に該当します。
「許容曲げ圧縮応力度隅角部(ハンチ有)σca」の3/4の値を初期値としており、また「許容曲げ圧縮応力度隅角部(ハンチ有)σca」の入力を変更した際にもその3/4値を自動セットします。

 
Q6−8. 曲げ応力度照査で、鉄筋の許容応力度σsaがマイナスになっているのはなぜか。(Ver.11)
A6−8. 鉄筋の応力度σsは、σs>0.0のとき引張応力度,σs<0.0のとき圧縮応力度が生じていることを示しています。
圧縮軸力(Nが正)に対して曲げモーメントがかなり小さい(0に近い)場合に、σsが圧縮応力度となる傾向があります。
鉄筋に
・引張応力度(σs>0.0)が生じる設計断面では、σsaとして「許容値」画面の「鉄筋の許容引張応力度」で設定されている値
・圧縮応力度(σs<0.0)が生じる設計断面では、σsaとして「許容値」画面の「鉄筋の許容圧縮応力度」で設定されている値
を出力し、応力度の符号にあわせて出力しております。
なお、鉄筋に圧縮応力度が生じても(σs<0.0となっていても)、許容応力度内であれば問題ありません。

 7.せん断照査

Q7−7.

せん断応力度照査の出力において、全ケース中で最大のせん断力ではないケースが抽出されることがある。抽出方法について教えてほしい。(Ver.8)
A7−7. 本プログラムのせん断応力度照査では、各照査断面ごとに全検討ケースについてせん断応力度を計算し、(せん断応力度/許容せん断応力度)が最大となるケースを抽出しています。

[入力]−「考え方」−「応力度照査」の入力画面で「平均せん断応力度の照査方法(RC部材)=道示W、土工指針H21」が選択されている場合、製品ヘルプの「計算理論及び照査の方法」−「断面方向の計算」−「許容応力度法照査」の『2)せん断応力度, 許容せん断応力度』の『許容せん断応力度の割増 2)土工指針(H21)準拠』に記載されていますように、有効高、引張主鉄筋比、軸方向圧縮力の影響を考慮して許容せん断応力度の割増を行っており、軸方向圧縮および曲げモーメントが影響しますので、必ずしも最大せん断力時が『応力度/許容応力度』最大とはなりません。

なお、本プログラムでは全検討ケースについて応力度結果を出力することが可能です。
計算実行後、「計算書作成」→「結果詳細」ボタン押下にて表示される「出力項目選択」画面にて『断面方向:全検討ケースの応力度=出力する』に設定して頂くことで、計算書の「断面照査」に全検討ケースの結果が出力されますので、こちらをご参照頂くことで抽出結果を確認することが可能です。

 8.レベル2地震時

Q8−2.

適用基準=下水道施設2014時に、「形状」→「地盤」画面の「Ts算出用係数」においてL2地震時用の初期値を2.000としている根拠は?(Ver.10)
A8−2. 「下水道施設耐震計算例−管路施設編 後編−2001年版 (社)日本下水道協会」ではレベル1、レベル2地震時ともαD = 1.25として扱われていましたが、「下水道施設耐震計算例−管路施設編−前編 2015年版 (社)日本下水道協会」(P.2-10)では、レベル2地震時のαD = 2.00 で扱われており、この内容を元にレベル2地震時用の初期値を2.00としています。

 9.骨組(FRAMEデータ)

Q9−1.

断面力計算のFRAMEモデルにおいて、ハンチがある場合でもハンチを無視してモデル化しているが、何か考慮するスイッチがあるか。(Ver.10)
A9−1. 本プログラムでのFRAME解析時の本体骨組みモデルにつきましては、
「道路橋示方書・同解説 W下部構造編(H24.3)日本道路協会」P.211の
 3)断面力を算出する場合の軸線は、ハンチを無視した部材断面の図心軸線に一致させる。
の内容を採用しており、ハンチの影響を考慮した骨組みモデル化は行っておりません。

 10.液状化の判定

Q10−1.

液状化の判定で、層毎の平均FLの算定方法は?(Ver.10)
A10−1. 説明図をご参照ください。







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