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Q&A 基礎の設計・3D配筋(部分係数法・H29道示対応) Q&A ('19.05.27)
>> 旧基準製品Q&A

NEW! 更新内容



Q1−7−2. 周面摩擦力を変更したら、安定計算(偶発作用時)の結果に差が生じたのはなぜか。





0 全般       
1 杭基礎    
2 鋼管矢板基礎
3 ケーソン基礎   
4 地中連続壁   
5 直接基礎
6 液状化の判定


目 次
 0 全般



 1 杭基礎
  1−1.適用範囲・準拠基準等


Q1−1−1.既設検討・補強設計に対応しているか。


  1−2.入力全般

Q1−2−1.「地層」−「土質一覧」−「土質データB」画面の支持層で設定する先端地盤N値はどういう値を入力するのか。

Q1−2−2. 橋台と基礎を連動して使用している。基礎側の計算書において、橋軸方向と橋軸直角方向の名称が反対になっている。対処方法はあるか。

Q1−2−3. 「杭体データ」画面の場所打ち杭におけるコンクリートの降伏応力度σcyの算出根拠は?

Q1−2−4. H29道示W P.273 (b)の地盤の変形係数の推定方法について多層地盤時のN値の判断基準はどうすればよいか。

  1−3.安定計算(永続変動作用)

Q1−3−1. 安定計算における変位制限照査時の引抜力の制限値を0で照査している理由は?

Q1−3−2. 杭基礎の安定計算で、常時も地震時も制限値は同じとなるのか。

Q1−3−3. 杭基礎の安定計算を計算すると、コレスキーの計算失敗のエラーになるのは?

Q1−3−4. 極限支持力度の入力方法は?

Q1−3−5. 支持層の変形係数αEo(EQ無し)を変更すると、変位量が大きくなるのはなぜか。

  1−4.杭体照査(永続変動作用)

Q1−4−1. H29道示版では杭の抵抗モーメントを出力する機能がない。H29道示(部分係数法)では概念的にないということか。

Q1−4−2. 杭体照査(H29道示W P.273)にある調査・解析係数を決定するためのスイッチはどこにあるか。

Q1−4−3. PC杭(SC+PHC杭)の部材照査を行うと計算が止まったような動作になるのはなぜか。

Q1−4−4. 結果総括/杭体(永続/変動作用)を実行すると、「降伏曲げモーメントの特性値Mycの計算に失敗しました」とエラーが出る。(場所打ち杭の場合)

  1−5.杭頭結合部(永続変動作用)

Q1−5−1. 杭頭接合部の計算を従来のA工法(フーチングに一定長さだけ埋め込む方法)での計算は可能か。

Q1−5−2. 旧24年道示版は、フーチングの支圧応力度,水平支圧応力度,押し抜きせん断応力度,水平せん断応力度が計算できるが、H29道示では必要ないのか。

  1−6.フーチング照査(永続変動作用)



  1−7.安定計算(偶発作用)

Q1−7−1. レベル2地震時の作用力(動的解析の断面力)を直接指定した場合、基礎に主たる塑性化を考慮した設計(応答塑性率の照査)は行えないのか。

Q1−7−2. 周面摩擦力を変更したら、安定計算(偶発作用時)の結果に差が生じたのはなぜか。

  1−8.フーチング照査(偶発作用)

Q1−8−1. H24年道路橋示方書とH29年道路橋示方書でレベル2地震時の照査を行った際に降伏の判定が大きくことなる原因は何か。


  1−9.基礎ばね



 2 鋼管矢板基礎
  2−1.適用範囲



  2−2.基本条件



  2−3.地層、形状



  2−4.地盤バネ



  2−5.支持力・周面摩擦力



  2−6.設計外力(単位重量・慣性力等)



  2−7.基礎本体(弾性床上の有限梁)の計算



  2−8.基礎本体(仮想井筒梁)の計算




  2−9.仮締切り



  2−10.合成応力度



  2−11.保耐法照査

Q2−11−1.流動化の検討のみを行うことができるか。


  2−12.基礎バネ



  2−13.付属設計



  2−14.その他



 3 ケーソン基礎



 4 地中連続壁



 5 直接基礎
  5−1.設計方法



  5−2.入力方法



 6 液状化の判定
  6−1.設計方法



  6−2.入力方法



  6−3.計算結果








 0 全般 




 1 杭基礎 
  1−1.適用範囲・準拠基準等
Q1−1−1.
既設検討・補強設計に対応しているか。
A1−1−1.
現在は対応しておりません。
H29道示を適用した既設検討・補強設計に関する参考資料や基準類の発刊後に対応を検討する予定です。

  1−2.入力全般
Q1−2−1. 「地層」−「土質一覧」−「土質データB」画面の支持層で設定する先端地盤N値はどういう値を入力するのか。
A1−2−1. H29道示W編 P.244に
「杭先端の極限支持力度qdの特性値を表−10.5.2から定める際、評価に用いるN値は、杭体先端から杭径の3倍下方までの範囲の平均値としてよい」
とあります。この平均値のN値を入力して頂くことを想定します。

 
Q1−2−2. 橋台と基礎を連動して使用している。基礎側の計算書において、橋軸方向と橋軸直角方向の名称が反対になっている。対処方法はあるか。
A1−2−2. 「基準値」画面の荷重ケースの項目において、方向名称の指定があります。
橋台と連動した際のX方向を「橋軸方向」、Y方向を「橋軸直角方向」へ変更して再度ご検討ください。

 
Q1−2−3. 「杭体データ」画面の場所打ち杭におけるコンクリートの降伏応力度σcyの算出根拠は?
A1−2−3. コンクリートの応力度−ひずみ曲線(H29道示V5.8.1等)を参照して、コンクリート杭の降伏応力度を0.85×σckとしています。
この値は負の周面摩擦力の計算時に参照されますが、任意に変更可能ですので設計者の判断で自由な値とすることが可能です。

 
Q1−2−4. H29道示W P.273 (b)の地盤の変形係数の推定方法について多層地盤時のN値の判断基準はどうすればよいか。
A1−2−4. N値の範囲の判断基準は、H29道示W P.274 杭頭部では杭径の5倍程度の範囲が目安にしてよいとあります。

  1−3.安定計算(永続変動作用) 
Q1−3−1. 安定計算における変位制限照査時の引抜力の制限値を0で照査している理由は?
A1−3−1. H29道示W編 10.4に
(1)杭の配列は,基礎上の橋脚又は橋台の形状及び寸法,杭の寸法及び本数,群杭の影響,施工条件並びに斜杭の適用等を考慮し、永続作用に対して過度に特定の杭に荷重が集中せず,できる限り均等に荷重を受けるように定めなければならない
(2)杭は,(1)を満足するため,永続作用支配状況において引抜きが生じないように配列することを標準とする

本プログラムは、上記の(1)(2)を参照し、永続作用支配状況における変位の制限照査の制限値(自動計算の場合の引抜き)は、0.0で照査します。
上記に該当しない場合は、押込み/引抜きの制限値を変更する方法もありますので、下記で対処可能です。
・計算条件−入力条件−押込力・引抜力を直接入力に変更する
・予備計算・結果確認−押込力/引抜力の該当箇所を変更する。(引抜力制限値 変位制限を直接変更)

 
Q1−3−2. 杭基礎の安定計算で、常時も地震時も制限値は同じとなるのか。
A1−3−2. 常時と地震時「低減係数考慮しない(液状化無視)」は同じ制限値になりますが、地震時「低減係数考慮する(液状化考慮)」は異なる制限値になります。

 
Q1−3−3. 杭基礎の安定計算を計算すると、コレスキーの計算失敗のエラーになるのは?
A1−3−3. 「計算条件」−「基本条件」画面で、永続/変動作用の安定計算計算方法のスイッチ状態が確定されていない可能性があります。
「2次元解析」を選択し、確定後、再度計算を実行してみて下さい。

 
Q1−3−4. 極限支持力度の入力方法は?
A1−3−4. 杭先端極限支持力度は、「計算条件」−「設計条件」−「押込力・引抜力」画面の「極限支持力度の算出方法」により算出方法が異なります。
「計算」を選択した場合
 「地層」−「土質一覧」−「土質データB」画面の支持層(設定は1)の先端地盤N値から杭先端極限支持力度を算出します。
  ※支持層となる土質データ@の土質種類を参照し、H29道示P.239 表−10.5.2 を用いて算出しています。
「入力(地層データ)」を選択した場合
 「地層」−「土質一覧」−「土質データB」画面の支持層の『qd』の値をそのまま、杭先端極限支持力度とします。
  ※土質データ@の土質の種類によらず、qdに設定された値を用います。

 
Q1−3−5. 支持層の変形係数αEo(EQ無し)を変更すると、変位量が大きくなるのはなぜか。
A1−3−5. 支持層の変形係数αEo(EQ無し)の変更は、杭先端の杭の軸方向ばね定数Kvに影響を与えますので、計算結果の変位量は変わります。
また、永続変動作用の安定計算では、H29道示W P.260の式(10.6.2)に準拠し、杭の水平変位が杭径の1%を超え,かつ15mm よりも大きくなる場合には,杭前面の水平方向地盤反力係数は水平変位に応じた補正を行いますので、
このケースに該当する場合、設計地盤面における水平変位に応じて収束計算を行いますので、この影響もございます。

  1−4.杭体照査(永続変動作用) 
Q1−4−1. H29道示版では杭の抵抗モーメントを出力する機能がない。H29道示(部分係数法)では概念的にないということか。
A1−4−1. H24年対応版のソフトでは、抵抗モーメント,及び抵抗モーメントと発生モーメントとの交点深度の出力は、断面変化位置検討の際の補助となることを目的として出力しております。
・「杭基礎設計便覧(H.4)社団法人日本道路協会」(P.351〜)
・「杭基礎設計便覧(H.18)社団法人日本道路協会」(P.175〜)
・「杭基礎設計便覧(H.27)社団法人日本道路協会」(P.234〜)
H29年道示W P.564〜 参考資料9.杭の変化位置の設定例に、杭の変化位置を定める方法の例が明記されております。
この例によれば、抵抗モーメントを求める必要性はありませんので、「抵抗モーメントを出力する機能」は今後も対応予定はありません。

 
Q1−4−2. 杭体照査(H29道示W P.273)にある調査・解析係数を決定するためのスイッチはどこにあるか。
A1−4−2. 杭配置−腐食代/変位量の画面にスイッチを用意しています。
地盤の変形係数の推定方法は「杭配置」−「腐食代/変位量」画面で選択します。
この選択は、「dd計算ボタン」を押下したとき、橋脚基礎の場合は水平変位の制限値ddを計算する場合に使用します。
また、杭の部材照査におけるH29道示W P.273 (b)調査・解析係数に記載の正曲げξ1を決定する場合にも使用します。

 
Q1−4−3. PC杭(SC+PHC杭)の部材照査を行うと計算が止まったような動作になるのはなぜか。
A1−4−3. 「基礎の設計」側の改訂 Ver.2.1.0において
「杭基礎:PHC杭のせん断照査においてせん断スパン比の影響(参考資料8)を考慮するようにしました。」
PHC杭(SC+PHC杭)のケースは、せん断スパンを正確に考慮するため、内部的に細かな深度の計算が必要になり、計算量が増えております。
※杭長が長い/荷重ケースが多い場合は特に計算量が増えます。
PCスペックにも多少依存はしますが、2〜5分位で計算が終了する可能性がありますのでしばらくお待ちください。
約5分程待っても計算が終了しない場合は、データ(破損防止のため圧縮)を添えて、サポート窓口へお問い合わせください。

 
Q1−4−4. 結果総括/杭体(永続/変動作用)を実行すると、「降伏曲げモーメントの特性値Mycの計算に失敗しました」とエラーが出る。(場所打ち杭の場合)
A1−4−4. 場所打ち杭の場合は、杭体の部材照査において、軸力及び曲げモーメントに対する限界状態1および限界状態3の照査を行っています。
この照査の制限値は、下記から算出致します。
 部材降伏に対する曲げモーメントの制限値
  Myd = ξ1・Φy・Myc
  ξ1 : 調査・解析係数
  Φy : 抵抗係数
  Myc : 降伏曲げモーメントの特性値
計算時のメッセージにあるように、Myc : 降伏曲げモーメントの特性値の計算でエラーが発生しています。
「杭体」−「使用鉄筋」−「断面x」の鉄筋量を増加を検討してください。

  1−5.杭頭結合部(永続変動作用) 
Q1−5−1. 杭頭接合部の計算を従来のA工法(フーチングに一定長さだけ埋め込む方法)での計算は可能か。
A1−5−1. H29道示W P.284〜に記載のとおり、接合方法は方法Bのみの記述になりましたので、方法Aには対応しておりません。
杭頭接合部(道示H29)では、以下の照査は行っております。
・仮想コンクリート断面照査
・杭頭補強鉄筋の定着長

 
Q1−5−2. 旧24年道示版は、フーチングの支圧応力度,水平支圧応力度,押し抜きせん断応力度,水平せん断応力度が計算できるが、H29道示では必要ないのか。
A1−5−2. 杭頭接合部(道示H29)では、以下の照査は行っております。
・仮想コンクリート断面照査
・杭頭補強鉄筋の定着長
支圧応力度、押し抜きせん断応力度,水平せん断応力度に関する記載が、H29道示にはありませんので、現時点では必要ないと判断しています。

  1−6.フーチング照査(永続変動作用) 


  1−7.安定計算(偶発作用) 
Q1−7−1. レベル2地震時の作用力(動的解析の断面力)を直接指定した場合、基礎に主たる塑性化を考慮した設計(応答塑性率の照査)は行えないのか。
A1−7−1. 作用力を直接指定してレベル2地震時照査を行う場合、基礎の耐力照査(設定された作用力を載荷したときに基礎が降伏に達しているか否か)のみ行っており、応答塑性率の照査を行うことはできません。

通常の橋脚基礎であれば、H29道示X10.2(P.234〜)のように、橋脚躯体および上部構造には設計水平震度khpを、フーチングには設計水平震度khgを作用させて計算を行い、
基礎が降伏に達し応答塑性率の照査を行う条件下であれば、H29道示X10.4(P.239〜)に準じ、応答塑性率を算出します。
しかしながら、作用力を直接指定する場合、柱基部または底版下面中心の作用力を直接与えて照査するため、作用力に対する水平震度は定義されません。
基礎の応答塑性率の算定には、基礎が降伏に達したときの水平震度khyFおよびkhF(=CD・C2z・kho)が必要となりますが、
作用力を直接指定する場合、基礎が降伏に達した状態を求めることができたとしても、この状態に相当する設計水平震度khyFを導き出すことができないため、応答塑性率を算出することはできません。
このように、現行では、作用力を直接指定する場合の応答塑性率の算出方法が明確でないことから、応答塑性率の照査は行わず、基礎の耐力照査のみを行っております。ご了承ください。

 
Q1−7−2. 周面摩擦力を変更したら、安定計算(偶発作用時)の結果に差が生じたのはなぜか。
A1−7−2. 偶発作用時は荷重増分法により計算しています。
荷重増分法では、前ステップまでの状態における杭前面地盤の弾塑性状態、杭体の曲げ剛性等を用いて作成した計算モデル(杭基礎の剛性行列)に、
前ステップからの荷重増分を載荷して得られた変位、反力、断面力等の状態量を、前ステップまでの累計値に加算していきます。
つまり、ステップごとに上記の計算を行って、原点変位の増分,各杭の杭頭反力の増分,各杭の状態量分布の増分を算出し、累計しています。
具体的には、ステップごとに前ステップまでの累計値を用いて次のように計算しています。

(1)各杭の杭軸方向ばね定数Kvを設定
 押込み・引抜きの上限値に達した杭はKv=0.0とします。
(2)各杭の地盤反力係数kHE分布を設定
 水平地盤反力度の上限値に達した部材はkHE=0.0とします。
(3)(2)と杭体曲げ剛性を用いて各杭の杭軸直角方向ばね定数K1〜K4を算出
 杭頭モーメントが全塑性モーメントに達した杭は杭頭ヒンジとします。
(4)道示W(参6.1),(参6.2)に記述されている三元連立方程式を作成
(5)(4)の三元連立方程式を解いて原点変位を算出
(6)(参6.4)より、各杭の杭頭変位を算出
(7)(5),(6)を用いて(参6.3)より、各杭の杭頭反力を算出
(8)(7),(2)と杭体の曲げ剛性を用いて各杭の状態量(断面力,変位)分布を算出

ケースによっては、押込み・引抜きの上限値の上限値に達すると、上記計算フロー(1)に影響を与えます。
周面摩擦力の変更により、この上限値に達するのが、要因と考えられます。

  1−8.フーチング照査(偶発作用) 
Q1−8−1. H24年道路橋示方書とH29年道路橋示方書でレベル2地震時の照査を行った際に降伏の判定が大きくことなる原因は何か。
A1−8−1. 以下の点が、平成24年道路橋示方書と異なっているのが原因となりますが、降伏の判定が大きく変わる場合は、1の項目をご確認ください。
1.Kvの値
 H29年道路橋示方書より、支持杭と摩擦杭でKv値の算出が変更になっております。
 平成29年道路橋示方書 P.260をご確認ください。
2.押込み力の制限値
 押込み力の制限値の式において、極限支持力度の特性値の算出が変更になっております。
 平成29年道路橋示方書 P.239をご確認ください。併せて、支持力の制限値には、部分係数が考慮されておりますのでご確認ください。
3.作用力について
 作用力については、D+EQ(L2)時の荷重係数、組合せ係数を考慮いたします。

  1−9.基礎ばね



 2 鋼管矢板基礎
  2−1.適用範囲



  2−2.基本条件



  2−3.地層、形状 




  2−4.地盤バネ



  2−5.支持力・周面摩擦力 



  2−6.設計外力(単位重量・慣性力等) 



  2−7.基礎本体(弾性床上の有限梁)の計算 



  2−8.基礎本体(仮想井筒梁)の計算 



  2−9.仮締切り 



  2−10.合成応力度



  2−11.保耐法照査 
Q2−11−1.
流動化の検討のみを行うことができるか。
A2−11−1. 流動化のみ検討する場合は、「レベル2地震動作用時基本条件」画面の流動化考慮を選択後、液状化の「無視」と「考慮」のチェックを外してご検討ください。

  2−12.基礎バネ



  2−13.付属設計 



  2−14.その他 





 3 ケーソン基礎



 


 4 地中連続壁




 5 直接基礎
  5−1.設計方法




  5−2.入力方法






 6 液状化の判定 
  6−1.設計方法




  6−2.入力方法




  6−3.計算結果







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