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Q&A下水道管の耐震計算 ('17.03.21

NEW!更新内容



Q2−11. 液状化による沈下量の計算には対応しているか。




目  次
 1.適用範囲、入力
Q1−1. 適用管種は?

Q1−2. どのような照査が可能か。

Q1−3. 照査する管のデータが基準値にない場合はどうすればよいか。

Q1−4. 公益社団法人 日本下水道協会の「下水道施設の耐震対策指針と解説 2014年版」には対応しているか。

Q1−5. 下水道施設の耐震対策指針と解説(2014年版)に準拠する場合、同指針P138では、沖積層・洪積層の動的ポアソン比が「地下水以浅」と「地下水以深」で違う値になっているが、表層に地下水位がある場合や複数層になっている場合の動的ポアソン比の扱いはどうすればよいか。

Q1−6. 鉄筋コンクリート管の基準値が、旧製品「下水道管継ぎ手の計算」と異なるのはなぜか。

Q1−7. 地盤データで埋め戻し土のみ入力したが計算できない。

Q1−8. 地盤データで埋め戻し土を入力しているが、「埋戻し土の深さは表層までとしてください」とメッセージが表示され確定できない。

Q1−9. 地盤の特性値や固有周期を直接指定することはできるか。

Q1−10. 地盤データを他のプログラムと共有することができるか。

 2.計算

Q2−1. 軸方向の計算で、伸縮可とう性継手を考慮せずに計算する事はできるか。

Q2−2. 「下水道施設の耐震対策指針と解説 2014年版」準拠時の鉛直断面の計算において、周面せん断力はφ800以上の管径に自動的に考慮されるのか。

Q2−3. 鉄筋コンクリート管の鉛直断面の計算で、フレーム支点条件が「左(ピン)、右(水平ローラー)」と「左右(水平ローラー)、管底(鉛直ローラー)」から選択できるが、両者はどう違うのか。

Q2−4. 液状化すると判定された場合、液状化の土質定数は低減されるか。

Q2−5. 基本条件(鉛直断面)の「基礎支承角」の入力は、どのように計算結果に反映されるか。

Q2−6. 基本条件で基盤面における設計水平震度の標準値(K'h10)の入力があるが、レベル1、レベル2で区別されていないのはなぜか。

Q2−7. 鉄筋コンクリート管の鉛直断面の照査で、補正係数Csを考慮した擬似的非線形解析による照査を行うときのCsの値には、何を入力すればよいか。

Q2−8. 下水道施設2014年版準拠の場合は、地域区分がA1,A2,B1,B2,C となるが、A1とA2,B1とB2では何が違うのか。

Q2−9. 液状化の判定の出力で表示されている地域別補正係数が、基本条件画面で表示されている地域別補正係数と異なるのはなぜか。

Q2−10. 「地盤」画面の「土質データ」タブで土砂の単位体積重量を設定したが、計算書の設計条件に反映されない。

Q2−11. 液状化による沈下量の計算には対応しているか。




 1.適用範囲、入力
    
Q1−1. 適用管種は?
A1−1
以下の管種について、検討が可能です。
差し込み継手管きょ:
鉄筋コンクリート管、ダクタイル鋳鉄管、強化プラスチック複合管、塩化ビニル管、陶管
一体構造管きょ:
ダクタイル鋳鉄管、塩化ビニル管、鋼管、ポリエチレン管
※ポリエチレン管は「下水道施設の耐震対策指針と解説 2014年版」準拠時のみ

 
Q1−2. どのような照査が可能か。
A1−2 「下水道管の耐震計算」は、旧製品

 「下水道管鉛直断面の計算(RC管,陶管)」
 「下水道管鉛直断面の計算(強プラ管,ダクタイル鋳鉄管)」
 「下水道管継手の計算」
 「下水道管軸方向の計算」

を統合した製品であり、鉛直断面の検討、継ぎ手の検討、軸方向の検討が可能です。

上記の旧製品で検討可能な照査については、すべて検討可能です。

 
Q1−3. 照査する管のデータが基準値にない場合はどうすればよいか。
A1−3 「基準値」画面では、各材質の管のデータを追加・編集することが可能です。基準値に必要なデータを追加すると、「基本条件」画面で追加した管のデータを呼び出すことができます。
また、計算に必要な管のデータは、「基本条件」画面で全て入力することができますので、基準値にデータを追加しなくても基本条件画面で直接入力すれば計算が可能です。

 
Q1−4. 公益社団法人 日本下水道協会の「下水道施設の耐震対策指針と解説 2014年版」には対応しているか。
A1−4 Ver.2で対応しています。
2014年版における、プログラムの主な変更点は以下の通りです。

・鉛直断面(RC管,陶管):地盤反力係数の算出方法を動的変形係数を用いたものに変更
・鉛直断面(RC管,陶管):周面せん断力の考慮
・鉛直断面(RC管,陶管):弾性応答時の最大耐荷荷重によるレベル2地震動照査
・一体構造管きょの管種としてポリエチレン管を追加
・液状化の判定方法変更(平成24年道路橋示方書X準拠)

 
Q1−5. 下水道施設の耐震対策指針と解説(2014年版)に準拠する場合、同指針P138では、沖積層・洪積層の動的ポアソン比が「地下水以浅」と「地下水以深」で違う値になっているが、表層に地下水位がある場合や複数層になっている場合の動的ポアソン比の扱いはどうすればよいか。
A1−5. 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。
従いまして、指針P138に記載の「動的ポアソン比の一般値」よりポアソン比を適用する場合は、設計者により表層が地下水位以浅か以深かをご判断いただいて、適用する値を決定してください。

 
Q1−6. 鉄筋コンクリート管の基準値が、旧製品「下水道管継ぎ手の計算」と異なるのはなぜか。
A1−6. 公益社団法人 日本下水道協会のHPで「下水道施設耐震計算例−管路施設編−」の正誤表が掲載されており、鉄筋コンクリート管の許容屈曲角、抜出し量が一部訂正されています。
現行製品の「下水道管の耐震計算」では、正誤表にあわせて基準値の値を設定しています。

 
Q1−7. 地盤データで埋め戻し土のみ入力したが計算できない。
A1−7. 基本条件画面で「埋め戻し土を入力する」にチェックした場合でも、原地盤の入力は必要です。
また、埋め戻し土の最下深度は、基盤面以浅でなければなりません。
埋め戻し土のみの入力で計算したい場合には、「埋め戻し土を入力する」のチェックを外し、原地盤に埋め戻し土のデータを入力してください。

 
Q1−8. 地盤データで埋め戻し土を入力しているが、「埋戻し土の深さは表層までとしてください」とメッセージが表示され確定できない。
A1−8. 原地盤の入力をご確認ください。埋め戻し土を入力する場合でも、原地盤の入力は必ず必要です。
埋め戻し土の最下深度が基盤面より深い場合にメッセージを表示しています。原地盤の2層目が基盤層の場合は、埋め戻し土の最下深度は原地盤の1層目の深度までとしてください。

 
Q1−9. 地盤の特性値や固有周期を直接指定することはできるか。
A1−9. 「地盤」画面において、地盤の特性値TGや地盤の固有周期TSを自動設定とするか、直接指定するかを選択することが可能です。

 
Q1−10. 地盤データを他のプログラムと共有することができるか。
A1−10. 「下水道管の耐震計算 Ver.2」(Ver.2.3.0以降)では、「地盤」画面において地盤データファイル(*.fgd)の保存、読込が可能になっています。本製品間での地盤データの共有のほか、「マンホールの設計・3D配筋 Ver.6」と地盤データを共有することも可能です。

 2.計算
   
Q2−1. 軸方向の計算で、伸縮可とう性継手を考慮せずに計算する事はできるか。
A2−1
設計条件画面の「基本条件(管軸)」タブで、伸縮可とう性継手の有無を「無」に設定してください。その場合、応力またはひずみの補正係数を考慮せずに計算します。

 
Q2−2. 「下水道施設の耐震対策指針と解説 2014年版」準拠時の鉛直断面の計算において、周面せん断力はφ800以上の管径に自動的に考慮されるのか。
A2−2 周面せん断力は、「基本条件」画面の「鉛直断面」タブで「周面せん断力」にチェックがある場合のみ考慮されます。φ800未満でもチェックされていれば周面せん断力は考慮されます。

 
Q2−3. 鉄筋コンクリート管の鉛直断面の計算で、フレーム支点条件が「左(ピン)、右(水平ローラー)」と「左右(水平ローラー)、管底(鉛直ローラー)」から選択できるが、両者はどう違うのか。
A2−3 「左(ピン)、右(水平ローラー)」の場合には部材変位が左右対称になりませんが、「左右(水平ローラー)、管底(鉛直ローラー)」では左右対称となります。
ただし、どちらの支点条件でも発生する断面力に相違はありませんので最終的な計算結果は同じです。

 
Q2−4. 液状化すると判定された場合、液状化の土質定数は低減されるか。
A2−4 本プログラムにおいて液状化すると判定された場合でも、低減係数DEによる地盤反力係数の低減等は行っておりません。
これは、「下水道施設耐震計算例」P21にも記載されておりますように、地震時の地盤反力係数の推定係数αを1として計算しており、結果的に地盤の土質定数を低減していることになるため、このような処理としております。
低減係数を考慮したい場合は、直接「地盤バネ」画面で低減係数を考慮したバネ値を入力することでご対応ください。

 
Q2−5. 基本条件(鉛直断面)の「基礎支承角」の入力は、どのように計算結果に反映されるか。
A2−5 鉛直断面の計算における基礎支承角の指定は、計算には影響しません。
常時の荷重状態における底面地盤反力については、指定した基礎支承角の範囲のみ作用させることも考えられますが、「下水道施設耐震計算例 管路施設編−前編−2001年版」(公益社団法人 日本下水道
協会)における鉛直断面の計算例においては、基礎支承角(計算例では120°)とは関係なく、底面地盤反力は管路全幅に対して作用させており、本製品においても同様の処理としております。

 
Q2−6. 基本条件で基盤面における設計水平震度の標準値(K'h10)の入力があるが、レベル1、レベル2で区別されていないのはなぜか。
A2−6 一体構造管きょのダクタイル鋳鉄管、鋼管、ポリエチレン管の計算で地盤の水平変位振幅(Uh)を求める際、レベル1地震時の算出式には、K'h1(= Cz・K'h10)が含まれていますが、レベル2地震時の算出式には K'h1 ではなくTG(地盤の固有周期)により算出する式となっています。そのため、入力する設計震度はレベル1地震時のみに使用されます。

 
Q2−7. 鉄筋コンクリート管の鉛直断面の照査で、補正係数Csを考慮した擬似的非線形解析による照査を行うときのCsの値には、何を入力すればよいか。
A2−7 鉄筋コンクリート管の場合、Csは0.4とされています。
(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」に記載されています)
その他の管種の場合は、適宜設定する必要があります。

 
Q2−8. 下水道施設2014年版準拠の場合は、地域区分がA1,A2,B1,B2,C となるが、A1とA2,B1とB2では何が違うのか。
A2−8 「下水道施設の耐震対策指針と解説-2014年版-」において参照している道路橋示方書が平成24年版になったため、それに合わせて地域区分をA1,A2,B1,B2,Cとしていますが、A1とA2,B1とB2では地域別補正係数や設計応答速度は同じですので、同じ結果となります。

 
Q2−9. 液状化の判定の出力で表示されている地域別補正係数が、基本条件画面で表示されている地域別補正係数と異なるのはなぜか。
A2−9 基本条件画面で変更可能な地域別補正係数は、基盤面における設計水平震度の標準値に乗じるものであり、通常、A地域=1.0、B地域=0.90、C地域=0.85となります。
一方、液状化の判定時の地域別補正係数は、道路橋示方書Xに記載されているものとなりますので、A地域=1.0、B地域=0.85、C地域=0.7となります。

 
Q2−10. 「地盤」画面の「土質データ」タブで土砂の単位体積重量を設定したが、計算書の設計条件に反映されない。
A2−10 「土質データ」タブは、液状化の判定用のデータ入力ですので、本管の計算には考慮されません。土の飽和重量は、水中重量+水の単位体積重量で算出されます。
液状化の判定の出力中の「設計条件」には、土質データタブで指定した単位重量がそのまま表示されます。

 
Q2−11. 液状化による沈下量の計算には対応しているか。
A2−11 本製品では液状化による沈下量の算出は行っておりません。液状化に伴う地盤沈下による屈曲角と抜出し量の検討における沈下量については、直接ご入力ください。


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