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Q&A矢板式河川護岸の設計計算 Q&A('17.02.22) 

NEW! 更新内容

Q1−4.ハット型鋼矢板や、軽量鋼矢板で設計を行うことは可能か('17.02.22)

Q1−32.レベル2地震時について、慣用法での計算を行うにはどのようにすればよいか('17.02.22)

目  次
 

Q1−1.河川構造物の耐震性能照査指針(H24)適用時に、常時のみ慣用法で断面力・変位の計算が行われるのはなぜか

Q1−2.弾塑性の計算で、有限長の設計は可能か

Q1−3.常時の「モーメント図」「せん断力図」「変位図」を出力することは可能か

Q1−4.ハット型鋼矢板や、軽量鋼矢板で設計を行うことは可能か

Q1−5.[基準値|鋼材|鋼材テーブル初期設定]で、初期テーブルファイルを設定できるが、このマスターファイルはどこで保存、または生成するのか

Q1−6.盛土の斜面部分に重量を考慮したいが可能か

Q1−7.常時と地震時で残留水位の位置を変更したいが可能か

Q1−8.水路底部に、コンクリート打設をする場合にどこで設定を行えばよいか

Q1−10.設計の考え方で「河川指針(H24)」を選択した場合、計算の中にレベル1地震時の項目がないようだが、基準のp.7 2.1耐震性能(2)に「レベル1地震動に対しては全ての自立構造について」とある。
なぜ、レベル1地震時の計算を省いているのか。


Q1−11.計算すると、
「粘性土崩壊角が負になる」
と出るが、この場合、どうしたらよいか


Q1−12.受働側地盤バネの算定方法を教えてほしい

Q1−13.前面側と、背面側の地層高さが同じであるような構造物の設計は可能か

Q1−14.地盤ばねについて、上下限値をどちらも受動土圧の値として対象のバイリニアのバネを設定しているのはなぜか。
引張が発生しないように、マイナス側のバネは0としても良いのではないか。


Q1−15.計算条件に「九地整を適用する」という項目が追加されたが、これはどういう機能か

Q1−16.コンクリート矢板に対応しているか

Q1−17.地震時動水圧の計算方法は何の基準に準拠しているのか

Q1−18.受働側液状化層の地盤バネを設定していないのはなぜか

Q1−19.地盤改良の設定には対応しているか

Q1−20.災害復旧の基準で計算を実行すると、「粘性土の崩壊角がマイナスとなり計算出来ない」と表示されていたが、設計の考え方を"河川構造物の耐震性能照査指針"にすると、このエラーメッセージが出なくなった。なぜか。

Q1−21.必要根入れ長の計算を土留めと同じようにしたいが可能か

Q1−22.盛土入力画面の、「地震時崩壊角ξ計算時の上載荷重qの扱いについて」という設定はなぜ用意されているのか

Q1−23.換算載荷重を考慮するとき、以下の@とAの設定で、計算実行時にエラーメッセージが出る、出ないの違いがあるのはなぜか
@盛土の入力を行わず、検討ケース画面-上載荷重に、直接、換算載荷重の値を設定した場合
A盛土の入力を行い、検討ケース画面-上載荷重を0.0として計算した場合


Q1−24.地盤反力係数の計算範囲を、国交省の規定3π/4βとしたいが、どうすればよいか

Q1−25.粘性土cの値を変更して収束計算をした場合、地震時合成角tanθの結果が異なる。
合成角は設計水平震度にのみ依存するのではないのか。


Q1−26.受働側の壁面摩擦角をマイナス値で入力したいが方法はあるか

Q1−27.動水圧を考慮しない設定は可能か

Q1−28.地層の入力を標高で行いたいが可能か

Q1−29.任意荷重で水平方向に集中荷重を入力しても、計算結果→外力の計算・側圧合計に入力した任意荷重が反映されない

Q1−30.画面を開くと項目がすべて表示されず、設定したい項目にたどりつけない

Q1−31.河床面に根固め工を設置した場合、根固め重量を考慮した計算は可能か

Q1−32.レベル2地震時について、慣用法での計算を行うにはどのようにすればよいか



 
    
Q1−1. 河川構造物の耐震性能照査指針(H24)適用時に、常時のみ慣用法で断面力・変位の計算が行われるのはなぜか
A1−1.
耐震性能照査は常時の状態で慣用法により算出した必要根入れ長を満足し、また安定照査に問題がないと判断した構造物に対し行うとしているためです。
    
Q1−2. 弾塑性の計算で、有限長の設計は可能か
A1−2.
可能です。
本製品において、算定に用いる手法は、矢板壁を有限長の弾性ばり、地盤を弾塑性床とした弾塑性法を基本とします。
弾塑性法の考え方についての詳細は、製品ヘルプ[計算理論および照査の方法−弾塑性法−弾塑性法]を参照してください。
    
Q1−3. 常時の「モーメント図」「せん断力図」「変位図」を出力することは可能か
A1−3.
常時に関しては弾塑性法を行っていないため、「モーメント図」「せん断力図」「変位図」の出力は行っていません。
常時に弾塑性法を適用していないのは、常時の状態で慣用法を適用し、その結果「安定である」と判断できた構造物に対し、耐震性能照査を行うものであるという考えに基づいているためです。

ただし、レベル2地震時を常時の作用力で計算することは可能です。
少々面倒な作業にはなりますが、以下の設定により代用は可能と考えます。
 (1) 常時の計算結果の土圧を「計算結果」モードの「土圧強度分布表」画面でCSV出力
 (2) 入力モードに戻り、[初期入力]画面で「土圧強度を直接指定する」にチェック、「液状化の影響を考慮する」のチェックは外す
 (3) [土圧強度]画面で、(2)で出力したCSVファイルの土圧を読込み
 (4) 同画面で、レベル2地震時のそれぞれに対し、常時と同じ土圧を設定(右クリックのメニューからコピーが簡単に行えます。)
 (5) 検討ケース「地震時」の画面で、動水圧、地震時慣性力のチェックを外す。(考慮しない)
 (6) 計算実行して計算書を確認。
    
Q1−4. ハット型鋼矢板や、軽量鋼矢板で設計を行うことは可能か
A1−4.
可能です。
プログラムでは、ハット型鋼矢板(SP-)2種類と、軽量鋼矢板(LSP-)6種類を準備しています。
初期値は、『鋼矢板 -設計から施工まで-(鋼管杭・鋼矢板技術協会)』及び『建築用資材ハンドブック』を参考にしており、[基準値|鋼材|矢板壁|鋼矢板]で確認することができます。
新たな鋼矢板を追加する場合も、本画面で追加を行ってください。
    
Q1−5. [基準値|鋼材|鋼材テーブル初期設定]で、初期テーブルファイルを設定できるが、このマスターファイルはどこで保存、または生成するのか
A1−5.
各種鋼材のマスターファイルを作成するには、弊社HPで鋼材登録プログラムを無償インストールしていただく必要がございます。
  http://www.forum8.co.jp/tech/mightyhoka0-tech.htm#togo
上記URLにアクセスしていただき、[統合環境支援ツール]内の「鋼材登録プログラム」からインストールを行うことができます。
使い方の詳細は、製品ヘルプをご参考ください。
    
Q1−6. 盛土の斜面部分に重量を考慮したいが可能か
A1−6.
Ver.1.1.0において、盛土の斜面部分に対し荷重を載荷できるよう改訂しております。
    
Q1−7. 常時と地震時で残留水位の位置を変更したいが可能か
A1−7.
申し訳ございませんが、対応しておりません。
適宜値を変更して、2回計算を回してもらう形になります。
    
Q1−8. 水路底部に、コンクリート打設をする場合にどこで設定を行えばよいか
A1−8.
[検討ケース|常時]、[検討ケース|地震時]の「上載荷重-受働側」にコンクリート重量分の値を設定いただければ良いかと思います。
    
Q1−10. 設計の考え方で「河川指針(H24)」を選択した場合、計算の中にレベル1地震時の項目がないようだが、基準のp.7 2.1耐震性能(2)に「レベル1地震動に対しては全ての自立構造について」とある。
なぜ、レベル1地震時の計算を省いているのか。
A1−10.
本製品が準拠している「河川構造物の耐震性能照査指針」では、レベル1地震時では耐震性能1を満たすことされています。
耐震性能1は、基準のp.8「4.静的照査法による耐震性能の照査方法」に基づいて慣用法で検討することにより、照査できるものと考えております。
製品の[初期入力]画面において、適用基準を「災害復旧工事の設計要領」に切り替えていただくとレベル1地震時が検討可能となり、慣用法を適用した結果がご確認いただけます。
    
Q1−11. 計算すると、
「粘性土崩壊角が負になる」
と出るが、この場合、どうしたらよいか
A1−11.
お問い合わせいただいたメッセージについては、製品ヘルプに説明を記載させていただいております。
計算実行時の「形状決定」画面で「ヘルプ」ボタンを押下いただければ、ご確認いただけるかと思います。
▼以下ヘルプより転載
-----
→地震時粘性土の主働崩壊角の計算において、√内が負になっている場合に、該当する地層(計算用に分割された状態)の数だけメッセージを表示します。

本プログラムでは、便宜上、ζ=45°としていますが、この扱いについては、基準類に明記されておりません。本プログラムの処理の適正については、当社においても保証できるものではありません。地盤改良などの対策を講じて下さい。
-----
粘性土主働崩壊角の計算式は、上記ヘルプよりリンクをたどっていただければご確認いただけます。
このときの地層物性値などの変更案などについては、恐れ入りますが弊社から適切な値をご提示することはできかねますので、何卒ご了承ください。
    
Q1−12. 受働側地盤バネの算定方法を教えてほしい
A1−12.
地盤バネは、対象の層の上側の水平方向地盤反力係数と、下側の水平方向地盤反力係数を各節点における集中荷重に換算して設定しています。
換算は、重心位置の算出と同じです。
地盤バネの考え方については、製品ヘルプ[計算理論および照査の方法|弾塑性法|弾塑性法]のページ中ほどに、詳しく記載しておりますので合わせてご確認ください。
    
Q1−13. 前面側と、背面側の地層高さが同じであるような構造物の設計は可能か
A1−13.
本製品は「河川護岸」を設計対象としており、そのような構造物については、準拠している基準類に取り扱いが明記されていないため、大変申し訳ございませんが、計算対象として想定をしておりません。

対象構造物が仮設構造物の場合は、多少データ作成にコツは必要ですが、弊社の「土留め工の設計」にて計算が可能となっております。
    
Q1−14. 地盤ばねについて、上下限値をどちらも受動土圧の値として対象のバイリニアのバネを設定しているのはなぜか。
引張が発生しないように、マイナス側のバネは0としても良いのではないか。
A1−14.
自立式矢板の河川構造物において、杭頭部が(堤内→堤外)へ大幅に変位した場合、その反動で杭先端付近には(堤外→堤内)への微小の変位が生じます。



もし、『引張バネが発生しないように』非対称のバネを設定してしまうと、(堤外→堤内)への変位が少しでも生じた瞬間にバネが塑性化してしまうことになり、弾塑性解析が収束しなくなってしまいます。

また、本製品で対象にしている河川護岸は、主たる作用力が必ず(堤内→堤外)の方向です。
そのため、杭先端付近に生じる(堤外→堤内)方向の微小の変位についても、"受働"として考えています。

したがって、非常に精確に地盤バネを設定するのであれば、上下限値を
 (A)「堤外側の(物性値で計算した)受働土圧」
  と、
 (B)「堤内側の(物性値で計算した)受働土圧」
とする必要があります。



ですが、(B)の値は、堤外側の地層より層厚が大きいため、当然、(A)の値よりも大きい値となります。
先ほども記載しましたように、(堤外→堤内)に生じる変位量は非常に微小です。
そのため簡易的に上下限値をどちらも「(A)堤外側の受働土圧」としていても、計算上問題はないと考え、結果としては「上下限値を堤外側の受働土圧の値とした、バイリニアの対称バネ」を設定していることになります。
    
Q1−15. 計算条件に「九地整を適用する」という項目が追加されたが、これはどういう機能か
A1−15.
仮想地盤面の自動計算が行えなかった場合に、九州地方整備局の基準による仮想地盤面の算出を行う機能になります。
河川指針、災害復旧に明記されている考え方ではありませんので、適用は設計者様の判断にてお願いしております。
    
Q1−16. コンクリート矢板に対応しているか
A1−16.
Ver.2より、土地改良基準に対応し、コンクリート矢板の設計に対応しました。
平形、溝形、波形の3種類に対応しています。
コンクリート矢板の場合、以下2点について照査を行います。
 (1)矢板断面に発生する最大曲げモーメントが、各種コンクリート矢板のひび割れモーメントを下回ること
 (2)変位量が許容変位量以内となること
    
Q1−17. 地震時動水圧の計算方法は何の基準に準拠しているのか
A1−17.
地震時動水圧の考え方は、それぞれ以下に準拠しています。
 分布荷重 … 河川構造物の耐震性能照査指針のT共通編に記載の式
 集中荷重 … 道路橋示方書X耐震設計編ー6.2.5地震時動水圧に記載の式
    
Q1−18. 受働側液状化層の地盤バネを設定していないのはなぜか
A1−18.
「河川構造物の耐震性能照査指針」では、主働側の液状化の影響については明記されておりますが、受働側についてどのように扱うべきかは記載されていません。
そのため、現行製品においては、「結果的に安全側となるように」液状化層にはバネを考慮せずにモデル化しています。
    
Q1−19. 地盤改良の設定には対応しているか
A1−19.
土留め工の設計のように地盤改良範囲を設定したりすることはできませんが、
主働側、受働側に地盤改良後の物性値を設定していただければ対応可能かと思います。
    
Q1−20. 災害復旧の基準で計算を実行すると、「粘性土の崩壊角がマイナスとなり計算出来ない」と表示されていたが、設計の考え方を"河川構造物の耐震性能照査指針"にすると、このエラーメッセージが出なくなった。なぜか。
A1−20.
エラーメッセージが出たり、出なかったりするのは、初期入力での適用基準の変更に合わせて、[検討ケース|地震時]の主働土圧算出式が変更されているためです。
河川指針選択時は“修正物部・岡部法”、災害復旧選択時は“クーロン土圧(災害復旧)”を適用しています。
あくまで推奨される設定ですので、適宜設計に合わせてご変更いただければと思います。
    
Q1−21. 必要根入れ長の計算を土留めと同じようにしたいが可能か
A1−21.
本製品における必要根入れ長の計算はデフォルトで3.0/βで計算しています。
土留と合わせたい場合は、[基準値|設計用設定値]にて値を変更できますのでそちらをご利用ください。
    
Q1−22. 盛土入力画面の、「地震時崩壊角ξ計算時の上載荷重qの扱いについて」という設定はなぜ用意されているのか
A1−22.
盛土部の換算載荷重の計算式の中には上載荷重の値が含まれていますが、災害復旧工事の設計要領では、土層が粘性土であった場合についての取り扱いが記載されていません。
そのため、ユーザ様が妥当と思われる数値が得られるよう、設定を変更できるようにこのような選択肢を設けています。
    
Q1−23. 換算載荷重を考慮するとき、以下の@とAの設定で、計算実行時にエラーメッセージが出る、出ないの違いがあるのはなぜか
@盛土の入力を行わず、検討ケース画面-上載荷重に、直接、換算載荷重の値を設定した場合
A盛土の入力を行い、検討ケース画面-上載荷重を0.0として計算した場合
A1−23.
[盛土]の入力が行われていて、地層データに粘性土が含まれている場合、設定によっては収束計算を行っている場合があります。
このときの収束計算でエラーが表示されている可能性がありますので、[盛土]画面にて、q=0とする等の他の設定をお試しください。
    
Q1−24. 地盤反力係数の計算範囲を、国交省の規定3π/4βとしたいが、どうすればよいか
A1−24.
[基準値-設計用設定値]画面にて、地盤反力係数算定用係数を設定することができます。
    
Q1−25. 粘性土cの値を変更して収束計算をした場合、地震時合成角tanθの結果が異なる。
合成角は設計水平震度にのみ依存するのではないのか。
A1−25.
対象の層が水面以下であり、地震時合成角を見かけの震度で計算しているために値が異なっている可能性があります。
見かけの震度は、設定によりますが、二建の提案式や、荒井・横井の提案式の場合は、上載荷重qに依存しています。
    
Q1−26. 受働側の壁面摩擦角をマイナス値で入力したいが方法はあるか
A1−26.
入力画面上では、壁面摩擦角はプラス値の符号での入力としていますが、受働側において、実際の計算では入力された値をすべてマイナス符号として処理を行っております。
(計算書出力の該当ページで、主働側と受働側の計算式を比較確認していただければご理解いただけるかと思います。)
    
Q1−27. 動水圧を考慮しない設定は可能か
A1−27.
[検討ケース|地震時]の画面で「□動水圧を考慮する」のチェックを外してください。
    
Q1−28. 地層の入力を標高で行いたいが可能か
A1−28.
メイン画面の上部ツールバー[オプション|地層入力方式]から、層厚⇔標高を切り替えることができます。
    
Q1−29. 任意荷重で水平方向に集中荷重を入力しても、計算結果→外力の計算・側圧合計に入力した任意荷重が反映されない
A1−29.
外力の計算、側圧合計で出力しているのは、計算書に記載の通り(3)任意「分布」荷重の出力となります。
任意集中荷重については、側圧合計で算出した分布荷重を集中荷重に換算してから、それらの値と合計するため、
仮想地盤面並びに作用力の計算ー3)作用力 に出力されており、計算にも考慮されております。
    
Q1−30. 画面を開くと項目がすべて表示されず、設定したい項目にたどりつけない
A1−30.
Windowsのフォントサイズが規定以外の設定値になっていることが考えられます。
お手数ですが、本製品はシステムフォントサイズを規定として使用してください。
    
Q1−31. 河床面に根固め工を設置した場合、根固め重量を考慮した計算は可能か
A1−31.
根固め工がある場合の対処法ですが、根固め工にも、
@水路底部すべてを根固め工とする、A根入れ周辺のみとする、B根固め工の種類
など様々なパターン、要因があると思いますので、適宜設計者様にて以下3通りからご判断いただければと存じます。
(1)根固め工を荷重としてのみ考慮する場合
 → 各[検討ケース]画面の受働側上載荷重に根固め工による荷重を設定してください
(2)根固め層の土圧強度を考慮したい場合で、土圧強度を仮想的に砂礫等で検討する場合
 → 根固め層の土質条件を[地層]画面にて設定してください
(3)根固め層の土圧強度を考慮したい場合で、土圧強度がわかっている場合
 → 初期入力画面より、「□土圧強度の直接指定」をご利用ください。
    
Q1−32. レベル2地震時について、慣用法での計算を行うにはどのようにすればよいか
A1−32.
現在のプログラムでは、レベル2地震時について慣用法を適用することはできません。
ただし、レベル1地震時とレベル2地震時は震度が異なるだけですので、レベル1地震時の設計水平震度に、レベル2地震時の震度の値を設定し、土圧の計算式等を適切に設定いただければ、ある程度の代用は可能です。(液状化の検討は行えませんのでご了承ください。)






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