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Q&A揚排水機場の設計計算 Q&A ('16.09.16)

NEW!更新内容

Q4−13.河川構造物の耐震性能照査指針(H24.2)に関連する計算例では、「保有水平耐力法」とされていますが、本プログラムの方法との違いについて('16.09.16)


目  次
 1.適用範囲

Q1−1.吐出水槽部分の設計をレベル2で可能か

Q1−2.下水道基準に準じた計算をしたいが、荷重計算や照査など任意設定がどの程度可能か

Q1−3.現最新の準拠基準よりも旧基準にしたがうプログラムは無いか。再現設計で使用したい。

Q1−4.排水機場の上部に構造物がある場合の設計は行えるのか

Q1−5.排水機場の適用形状について

Q1−6.土地改良基準の震度法限界状態設計には対応しておりますでしょうか。
対応していない場合、モデル化の工夫等で補えますでしょうか。

 2.入力関連

Q2−1.M-φ関係の値を修正することが考えられるケース

Q2−2.杭基礎構造は適用可能か

Q2−3.適用している地震時土圧式、動水圧式は何か

Q2−4.考え方−降伏変位算定用補正係数について

Q2−5.断面照査は、許容応力度法、限界状態設計法のどちらか

Q2−6.配筋データ画面の使用配筋1段目、2段目、とはどこか

Q2−7.固有周期の入力手順について

Q2−8.考え方画面で、解析ステップ数と刻み量の入力注意点について

Q2−9.配筋データ画面の入力要領について

Q2−10.地表面付近にある場合、地上構造物と地中構造物のどちらで設計すれば良いか

Q2−11.部材の非線形特性で「M-φモデル」を選択している場合のプログラム操作上の留意事項

Q2−12.「土地改良施設 耐震設計の手引き(H16.3)」には対応しているか

Q2−13.地盤バネ値は、任意の値を直接入力可能か。(線形、非線形それぞれ)

Q2−14.揚排水機場で、上屋荷重の扱いはどうすれば良いか

Q2−15.プログラムでそのまま入力できない構造形状の場合、ESにエキスポートして構造形状や荷重条件等を修正する方法でしょうか

Q2−16.内水を考慮しない部屋を設定できるか?

Q2−17.Westergaard式のβ値は何を入力すれば良いか

Q2−18.地盤バネ入力画面のバネ特性の入力について

Q2−19.躯体の奥行き方向の寸法は、何の計算に使用しているか

Q2−20.杭の奥行き方向の間隔は、何の計算に使用しているか
 3.安定計算関連

 4.常時または地震時の計算関連

Q4−1.部材の非線形特性について

Q4−2.底版の杭全体を一括して、杭基礎として設計する方法について

Q4−3.残留変位に対する照査は可能か

Q4−4.許容応力度法と限界状態設計法による照査を任意に切り替えることは可能か

Q4−5.構造計算は、壁式ラーメンですか、柱梁式ラーメンですか

Q4−6.計算手法と照査方法の概要について

Q4−7.杭基礎構造の場合、杭を1本ごとに設計する手順、または、杭を底版全体で設計する手順について

Q4−8.プッシュオーバー解析のイメージはどのようなものか

Q4−9.構造物特性補正係数Csの扱いについて

Q4−10.地上設置(震度法)と地中設置(応答変位法)のそれぞれで、断面照査を行う断面力についてどの時点で設計を行うのか

Q4−11.浮力はフレーム解析に考慮されているか

Q4−12.常時・レベル1地震時は震度法、レベル2地震時は応答変位法で、計算実行をする方法はあるか

Q4−13.河川構造物の耐震性能照査指針(H24.2)に関連する計算例では、「保有水平耐力法」とされていますが、本プログラムの方法との違いについて


 1.適用範囲

Q1−1.

吐出水槽部分の設計をレベル2で可能か
A1−1. 吐出水槽部分の鉛直断面が矩形またはU型にモデル化できるなら可能です。
    
Q1−2. 下水道基準に準じた計算をしたいが、荷重計算や照査など任意設定がどの程度可能か
A1−2. 本プログラムの適用基準は、現在、「河川構造物の耐震性能照査指針・解説 V揚排水機場編 H24.2」となっていますので、下水道基準に対しては残念ながら適用していませんという状況です。
例えば、計算内容においては、レベル2、震度法や応答変位法、限界状態設計法による断面照査方法等を行っておりますが、その内容(レベル2考え方や荷重強度、震度法や応答変位法の考え方、断面照査方法の考え方が、下水道基準に合致するのかどうか)についてはまだ精査できていないのが現状です。
任意荷重は入力可能ですが、土圧や水圧等は内部計算値のみであり、係数等の入力機能はありません。
    
Q1−3. 現最新の準拠基準よりも旧基準にしたがうプログラムは無いか。再現設計で使用したい。
A1−3. 申し訳ございませんが、旧基準への対応計画はありません。本製品は、河川構造物の耐震性能照査指針(H24年版)のみが適用基準です。
    
Q1−4. 排水機場の上部に構造物がある場合の設計は行えるのか
A1−4. 現状では上屋構造物(建築基準扱い)を含めた設計には対応しておりません。上屋構造物は、任意荷重として静的な荷重モデルとしての入力対応となります。
    
Q1−5. 排水機場の適用形状について
A1−5. 本プログラムは、機場における水路直角方向の検討断面位置を設計対象としています。取水路、放水路についても検討断面位置としてモデル化することで設計計算は可能です。鉛直5層、水平15連までのラーメン構造が可能です。(詳細は、製品ヘルプ−機能及び特徴、適用範囲等をご覧ください。)
    
Q1−6. 土地改良基準の震度法限界状態設計には対応しておりますでしょうか。
対応していない場合、モデル化の工夫等で補えますでしょうか。
A1−6. 本プログラムの適用基準は、「河川構造物の耐震性能照査指針・解説 V揚排水機場編 H24.2」となっていますので、ご質問の「土地改良施設  耐震設計の手引き H16.3」に対しては残念ながら適用していませんという状況です。

例えば、計算内容面においては、レベル2、震度法や応答変位法、限界状態設計法による断面照査方法等を行ってはおりますが、その内容(レベル2考え方や荷重強度、震度法や応答変位法の考え方、断面照査方法の考え方が、土地改良施設基準に合致するのかどうか)について当社では精査できていませんので、申し訳ありませんが、入力モデル化等の対応で適用できる/できないを明言することはできません。現状では適用外と判断させて頂きます。
 2.入力関連

Q2−1.

M-φ関係の値を修正することが考えられるケース
A2−1. 断面の補強を行った場合、プログラムの内部計算機能(鉄筋のみ配置されたコンクリート断面のM−φ)で得られる通常のM-φをそのまま使用する計算でよければ修正する必要はありません。通常のM-φ以外としては、鋼板補強したときのM-φとか、炭素繊維補強したときのM-φとか、を別途算出しておき、必要な部材箇所のM-φをデータ変更して、解析を行うケースが考えられます。
M-φの値は、全部材について、画面上で直接修正することも可能ですし、CSVファイル出力→エクセルシート上で編集するなども可能です。
    
Q2−2. 杭基礎構造は適用可能か
A2−2. 杭基礎構造については、次のように適用可能としています。杭基礎構造の場合、底版と杭頭が結合する位置に格点を設け、支点条件として「固定支点/ピン支点/バネ支点」を設定し、フレーム解析を実行します。解析結果より、各杭頭位置の支点反力が得られますので、これを各杭の杭頭反力値として出力します。設計者側では、この各杭の杭頭反力値を用いて、別途杭基礎プログラムを使用して杭の設計が可能です。(現在バージョンでは、杭基礎プログラムとの連動機能はありません。)
    
Q2−3. 適用している地震時土圧式、動水圧式は何か
A2−3. レベル1地震時土圧式は修正物部・岡部式、レベル2地震時は近似式または修正物部・岡部式のいずれかを選択、となります。
動水圧式は、Westergaardの動水圧式となります。
    
Q2−4. 考え方−降伏変位算定用補正係数について
A2−4. この設定値は、書籍等に示されるものではなく、弊社が用意した降伏変位δyに対する調整目的のための入力値となります。
構造物の降伏変位δyをどう算定するかについてですが、揚排水機場のような骨組構造物においては、骨組みの一か所が断面降伏した時点をもって降伏と定めて良いのかどうかという疑問が伴います。一般には、まず、いずれかの隅角部近辺に断面降伏が生じて塑性ヒンジ状態となり、荷重増大と共にこのような箇所が連鎖的に他の隅角部にも広がり、同時に水平変位も増大していきます。
全体挙動としての震度−水平変位曲線をみたとき、多くの場合、骨組みの一か所が降伏しただけではいわゆる変位急増状態にはなっておらず、さらに荷重載荷が進んで複数箇所に断面降伏が生じていく過程で、変位急増状態がみられます。構造物の降伏変位δyというのは、この変位急増している箇所の変位を採用するのが理想となりますが、現状プログラムではこの降伏変位δyをプログラム内部で適切に求める機能がありません。
そこで、弾性変位から求められる水平変位δe(グラフ上での傾き)をベースとして、この傾きをどれくらい倒した方向に変位急増があるのか仮定するときの補正係数を考えました。δeを0.1〜1.0で除してδyが存在するであろう方向に傾きを低減して近づけるイメージとなります。降伏変位δy=水平変位δe/αy(0.1〜1.0)としています。
αyの初期値は0.9としていますが、上記のδeの補正を行いたくなない場合はαy=1.0として下さい。
    
Q2−5. 断面照査は、許容応力度法、限界状態設計法のどちらか
A2−5. 耐震性能1の場合は許容応力度法による断面照査、 耐震性能2・3の場合は限界状態設計法による断面照査となります。
    
Q2−6. 配筋データ画面の使用配筋1段目、2段目、とはどこか
A2−6. 水平部材のスラブ部材は上端側から1段目(頂版、中版、底版でも上端側から1段目、2段目、・・・)と考えて下さい。
鉛直部材の壁部材は左端側から1段目(左側壁、中壁)、右側壁のみ右端側から1段目と考えて下さい。
次に、この1段目からn段目の入力欄に、どの鉄筋No.を当てはめるのかを指定して下さい。画面右側の表で定義している鉄筋データNoを入力します。上縁かぶり、下縁かぶりの位置についてはこの画面右側の表で入力します。上縁かぶり、下縁かぶりの定義については、画面ヘルプボタンの説明を参考にして下さい。
    
Q2−7. 固有周期の入力手順について
A2−7. 手順は下記の通りとなります。
@まず、メニュー−オプション−固有値解析 で構造物の固有値解析を実行しておきます。
A次に、基本データ画面を表示すると、先ほどの結果が固有周期の「計算値」欄に表示されますので、これを参考に「採用値」欄に設計者が固有周期を設定して下さい。(設計者のご判断で、値を変更できるようにしております。)
    
Q2−8. 考え方画面で、解析ステップ数と刻み量の入力注意点について
A2−8. 注意点としましては、解析ステップ数×刻み量=1.0になるように設定して下さい。
レベル2検討ケースでは、一般に解析時間が非常に多くかかるため、試し計算段階であれば、このパラメータ箇所で例えば、解析ステップ数=100回、刻み量=0.01とすることで計算時間を短縮できます。さらに(50回,0.02)または(25回,0.04)等々にすると、ステップ数を小さく、刻み量を粗くし、簡略化した載荷を行うため、計算時間の短縮ができます。
なお、このように荷重増分の制御パラメータを変更した場合、プッシュオーバー解析時の載荷ピッチを粗く載荷していくことになり、計算時間は早くなるものの、計算精度的にはやや低下したものとなりますのでご留意ください。
最終的には、デフォルト値のシーケンス回数=1000回、荷重割増=0.001程度にて必ず再計算を行い、計算結果を確認して下さい。
    
Q2−9. 配筋データ画面の入力要領について
A2−9. 配筋データ画面の入力要領として、次の点にも留意して入力下さい。
最初に、画面右側の「配筋データ」表で、かぶり位置や鉄筋量が異なる配筋箇所分だけ配筋データ行として登録しておいてください。(後で使わないものがあっても構いません。)
次に、画面左側の表で、スラブまたは壁に対して「使用配筋」欄に、画面右で登録した配筋データの何番を使用するかを入力して下さい。部材断面において最大4段まで配筋可能です。
    
Q2−10. 地表面付近にある場合、地上構造物と地中構造物のどちらで設計すれば良いか
A2−10. 本プログラムでは、設計対象として地上構造物または地中構造物のいずれかを選択し、地上構造物は震度法による設計、地中構造物は応答変位法による設計を行うしくみとしています。
・震度法を適用する構造物(=プログラムでは地上構造物の設定をします)
構造物に生じる変形や断面力が、地盤変位の影響よりも構造物自体の慣性力による方が支配的と考えられる構造物に適用します。
本プログラムでは地上構造物だけでなく半地下構造物あるいは地中構造物に対しても、設定により地上構造物扱いとして震度法による設計を行うことが可能です。
・応答変位法を適用する構造物(=プログラムでは地中構造物の設定をします)
構造物に生じる変形や断面力が、構造物自体の慣性力よりも地盤変位の影響による方が支配的と考えられる構造物に適用します。構造物が地中にあり、かつ、構造物が地盤の変位に追随するように変位し、この変位に伴い大きな断面力が発生する構造物が主な対象となります。
本プログラムでは地中構造物だけでなく半地下構造物あるいは地上構造物に対しても、設定により地中構造物扱いとして応答変位法による設計を行うことが可能です。
・地上構造物か地中構造物か判断がつかない場合
震度法によるべきか、応答変位法によるべきか、事前にどちらで設計すべきか明確な判断がつかない場合は、両方で設計を行い、いずれか厳しい方を採用するということも検討下さい。
    
Q2−11. 部材の非線形特性で「M-φモデル」を選択している場合のプログラム操作上の留意事項
A2−11. 「M−φモデル」を選択している場合、以下の手順でプログラム操作して下さい。
操作手順:
(1)各入力画面で、新規入力またはデータ修正を行う。
(2)部材のM−φ設定を行うため|メニュー|オプション|M−φの設定(計算/入力)|を行う。
(3)必要に応じてデータファイル保存を行う。
(4)計算実行を行う。
(5)結果確認または出力を行う。
(6)(1)へ戻って繰り返し。

 「M−φモデル」を選択している場合、(1)の各入力画面と(2)のM−φの設定(計算/入力)の両方がセットされた状態で入力条件が整います。(1)の各入力画面(データ修正)を行いますと、内部自動生成される骨組モデルの部材数に変更が生じ、一時的に既存のM−φデータの部材数と不一致が生じることとなりますので、(2)のM−φの設定(計算/入力)を行うことによって、(1)と(2)の正しい入力条件が揃うこととなります。
 仮に、(1)の各入力画面(データ修正)を行った後に、(2)のM−φの設定(計算/入力)を経ずに、(3)データファイル保存を行った場合、後日この保存されたデータファイルを開きますと、(1)データと(2)データの間に部材数の違いによる不整合が影響して、結果として「インデックスエラー」等のエラーメッセージ表示や、計算実行が進まないといった症状となるケースがございます。
 誠に申し訳ございませんが、「M−φモデル」を選択している場合は、操作手順に示しますよ うに(1)の各入力画面(データ修正)の後で、必ず(2)のM−φの設定(計算/入力)を行った上で、(3)データファイル保存を行って頂きますようお願い致します。
    
Q2−12. 「土地改良施設 耐震設計の手引き(H16.3)」には対応しているか
A2−12. 本プログラムの適用基準は、現状では「河川構造物の耐震性能照査指針・解説 V揚排水機場編(H24.2)」のみとなります。ご質問の「土地改良施設 耐震設計の手引き(H16.3)」に対しては残念ながら適用外という状況です。
ご参考までに、「土地改良施設 耐震設計の手引き(H16.3)」の記載事項と、本プログラム機能を照らし合わせ、適用可能と考えられる箇所を概略調査致しましたので下記致します。

■1.P56 表2.6.1E 各種構造物の重要度区分と耐震性能の適用区分
構造区分: 地中構造物
構造種別: ポンプ場(吸水槽)
重要度: 基本データ画面にて、耐震性能1〜3で選択。
目標とする構造物の耐震性能: 基本データ画面にて、耐震性能1〜3で選択。
耐震設計で考慮する地震動: 基本データ画面にて、検討対象、照査方法で選択。
耐震設計法に用いる設計水平震度及び水平変位振幅の算定式: レベル1=内部算出または直接入力可。 レベル2=レベル2-1、2-2を適用可能、または直接入力可。※地盤の変位振幅 記載の算定式中の S’v、TG が、プログラムではレベル1、レベル2-1、2-2でSv、TSとなり内容が異なるので注意。
耐震設計法: 震度法の場合は基本データ画面にて地上設置を選択。応答変位法の場合は基本データ画面にて地中設置を選択。
部材の構造計算・照査: レベル1(耐震性能1)は許容応力度法。レベル2(耐震性能2、3)は限界状態設計法による耐力照査、曲率照査の方法。

■2.P.460 ポンプ場(吸水槽)
一般事項
(1)重要度、地震動レベル及び保持すべき耐震性能: 上記P56に準ずる
(2)地震力の評価: 上記P56に準ずる
(3)地震の影響: 躯体慣性力は内部算出OK、地盤の変位振幅荷重は内部算出OK
(4)構造計算法: a.構造計算は横断方向OK、b.レベル1(耐震性能1)は線形解析、レベル2(耐震性能2、3)は非線形解析により解析。
(5)照査方法: 上記P56に準ずる
建屋の構造設計は本プログラムでは適用外。任意荷重(静的荷重)として考慮可。

※本プログラムは「土地改良施設 耐震設計の手引き」に準拠して開発されたプログラムではないため、現状では、適用可能な箇所と、そのまま適用できない箇所が多々あるのが現状ですので、十分ご留意頂きたいと思います。
    
Q2−13. 地盤バネ値は、任意の値を直接入力可能か。(線形、非線形それぞれ)
A2−13. 地盤バネ値は、地層の変形係数Eoを基にした内部計算としています。申し訳ありませんが、任意の地盤バネ値を直接入力する機能はありません。
    
Q2−14. 揚排水機場で、上屋荷重の扱いはどうすれば良いか
A2−14. 任意荷重での入力対応をお願いします。
    
Q2−15. プログラムでそのまま入力できない構造形状の場合、ESにエキスポートして構造形状や荷重条件等を修正する方法でしょうか
A2−15. はい、現状ではその方法で断面力評価・検討するのが一番と考えています。
    
Q2−16. 内水を考慮しない部屋を設定できるか?
A2−16. 可能です。
考え方ダイアログの[計算条件2条件]タブにある[内水を考慮しない部屋(1階nスパン)]で指定した部屋に内水を考慮しないよう設定することができます。
    
Q2−17. Westergaard式のβ値は何を入力すれば良いか
A2−17. ヘルプ[計算理論及び照査の方法]-[地震時の検討]-[地震時動水圧]にあるB/Hの値で、現在の構造寸法に該当する値が表中に無く、βを求めることができないとき、メッセージが表示されます。この場合は、入力画面「考え方」で、βの値を直接入力してください。
    
Q2−18. 地盤バネ入力画面のバネ特性の入力について
A2−18. バネ特性の入力については次のように考えてください。
・タイプ=線形バネの場合
第1勾配の折点位置[+δ1、-δ1]欄に例えば25mmを入力し、他欄は0として下さい。(変位が25mmを超えても第1勾配が延長されたバネ扱いとなります。)
・タイプ=バイリニアバネの場合
第1勾配の折点位置[+δ1、-δ1]欄に水平方向には受働土圧を上限値、鉛直方向には地盤支持力度を上限値と考え、それに達する地盤変位量を入力して下さい。(一般に、力=バネ値×変位量、土圧=地盤反力係数×変位量、等の関係から変位量をあらかじめ求めてください。)第2勾配の折点位置[+δ2、-δ2]欄には例えば大きめの100mmを入力して下さい。(変位が100mmを超えても第2勾配が延長されたバネ扱いとなります。)第2勾配の傾きは[+K2/K1、-K2/K1]欄で入力し、傾き≒ほぼ水平に設定する場合はK2/K1=0.01程度として下さい。
・タイプ=トリリニアバネの場合
第2勾配の折点位置の変位量[+δ2、-δ2]欄、および、第3勾配の傾き[+K3/K1、-K3/K1]欄を、上記内容に沿って適切に入力して下さい。
    
Q2−19. 躯体の奥行き方向の寸法は、何の計算に使用しているか
A2−19. 躯体の奥行き方向の寸法は、地盤反力係数の算出時に使用する奥行き方向の幅として(換算載荷幅の算定に考慮)、安定計算時の奥行き方向の幅として使用します。
骨組モデルは、柱のない場合は奥行き方向に単位幅で切り出した部分について、柱のある場合は奥行き方向に柱間隔で切り出した部分について、骨組モデルを作成します。
    
Q2−20. 杭の奥行き方向の間隔は、何の計算に使用しているか
A2−20. 杭の奥行き方向の間隔は、躯体の解析モデル(奥行き方向に単位幅または柱間隔)に対して杭のバネ剛性を換算する際、また、解析の結果得られた支点反力(奥行き方向に単位幅または柱間隔)を杭1本当たりの杭頭反力に換算する際に使用します。
 3.安定計算関連
    
 4.常時または地震時の計算関連

Q4−1.

部材の非線形特性について
A4−1. 部材の非線形特性は、ファイバーモデル、または、M−φモデルのいずれかを選択可能です。(Ver2より)
非線形解析の手法は、荷重増分によるプッシュオーバー解析を行っています。
 
Q4−2. 底版の杭全体を一括して、杭基礎として設計する方法について
A4−2.
揚排水機場プログラムでは、各杭頭部の反力が得られます。これらの反力を使用して杭群全体の合力を手計算で算出する必要があります。
次に、この合力を使用して「杭基礎の設計」側で「作用力を指定してレベル2地震時照査を行う」等を行って下さい。
(なお、揚排水機場の底版は橋脚や橋台などのフーチングとは剛性が違い、剛体基礎扱いとは見なせないと考えられる場合は、各杭1本ごとに杭頭作用力を使用して設計を行う方が良いと考えます。)

底版全体の杭群反力は、次のように求めてください。
(1)水平反力
  H=Σ(RXi) i=1,設計方向の杭本数n
  ここに、RXi:計算結果−杭頭反力−水平反力(RX)の値。
  この反力値は設計方向に直交方向の杭1本当たりなので、設計方向に直行方向の杭本数を掛けて底版全体の反力として下さい。
  反力の向きは、プラス値=全体座標系の+X方向、マイナス値=全体座標系の−X方向 です。
(2)鉛直反力
  V=Σ(RYi) i=1,設計方向の杭本数n
  ここに、RYi:計算結果−杭頭反力−鉛直反力(RY)の値。
  この反力値は設計方向に直交方向の杭1本当たりなので、設計方向に直行方向の杭本数を掛けて底版全体の反力として下さい。
  反力の向きは、プラス値=全体座標系の+Y方向、マイナス値=全体座標系の−Y方向 です。
(3)回転反力
  M=−Σ(RXi*Yi)+Σ(RYi*Xi)+Σ(RMi) i=1,設計方向の杭本数n
  ここに、RXi:計算結果−杭頭反力−水平反力(RX)の値。
  Yi :底版下面中心から杭iの杭頭までの鉛直距離(+Y方向にプラス値、−Y方向にマイナス値)
  RYi:計算結果−杭頭反力−鉛直反力(RY)の値。
  Xi :底版下面中心から杭iの杭頭までの水平距離(+X方向にプラス値、−X方向にマイナス値)
  RMi:計算結果−杭頭反力−回転反力(RM)の値。
  この反力値は設計方向に直交方向の杭1本当たりなので、設計方向に直行方向の杭本数を掛けて底版全体の反力として下さい。
  反力の向きは、プラス値=反時計回り、マイナス値=時計回り です。
 
Q4−3. 残留変位に対する照査は可能か
A4−3. 現状バージョンでは、「河川構造物の耐震性能照査指針(H24)」4.5.1の解説文の記載に基づき、残留変位が発生しないよう構造物に生じる応力度が降伏応力度以下であることを照査すること、に代えております。
プログラムでは非線形解析の最終ステップにおいて、すべての部材モーメント(Md)が初降伏モーメント(My)以下であることを確認できるよう、断面照査位置でのMd、Myを出力しています。
 
Q4−4. 許容応力度法と限界状態設計法による照査を任意に切り替えることは可能か
A4−4. 「河川構造物の耐震性能照査指針(H24)」の記載にしたがい次のようになります。
常時の設計については、許容応力度法になります。
レベル1地震時、レベル2地震時の設計については、耐震性能1〜3の設定条件にしたがっての設計法となります。
耐震性能1の場合は、線形解析・許容応力度照査となります。
耐震性能2または3の場合は、非線形解析・部材の耐力照査となります。
 
Q4−5. 構造計算は、壁式ラーメンですか、柱梁式ラーメンですか
A4−5. Ver3より、壁部材、柱部材の混在した構造モデルにも対応可能としております。
 
Q4−6. 計算手法と照査方法の概要について
A4−6. 下記のようになります。
@震度法−耐震性能1の場合、線形部材モデルで許容応力度法にて照査。
A震度法−耐震性能2、3の場合、非線形部材モデルで終局耐力にて照査。
B応答変位法−耐震性能1の場合、線形部材モデルで許容応力度法にて照査。
C応答変位法−耐震性能2、3の場合、非線形部材モデルで終局耐力にて照査。
 
Q4−7. 杭基礎構造の場合、杭を1本ごとに設計する手順、または、杭を底版全体で設計する手順について
A4−7. (1)杭を1本ごとに設計する手順
揚排水機場プログラムからは各杭頭部の反力が出力されますので、別途「杭基礎の設計」を使用して杭配置を1列×1列とし、これらの杭頭反力をもとに杭1本ごとに設計を行って下さい。
(2)杭を底版全体で設計する手順
本Q&A集のQ4−2を参照して下さい。
 
Q4−8. プッシュオーバー解析のイメージはどのようなものか
A4−8. レベル2地震時において静的非線形解析を行う場合に、荷重全体を細分化して、荷重増分法により解析を行い、部材の非線形特性(=いま部材がどういう状態にあるか、弾性状態、ひび割れ状態、降伏状態など)を都度確認し、部材剛性を必要に応じて変更して、次の計算ステップに進む解析手法です。プログラムでは、例えば「0.001荷重載荷−1000回繰返」の設定を行います。
 
Q4−9. 構造物特性補正係数Csの扱いについて
A4−9. Csを考慮した場合は「静的線形解析」の部類になります。
本製品の計算手法は「静的非線形解析」であり、Csを考慮せず、部材の非線形特性(=いま部材がどういう状態にあるか、弾性状態、ひび割れ状態、降伏状態など)を都度確認し、部材剛性を必要に応じて変更して、次の計算ステップに進む解析手法です。
 
Q4−10. 地上設置(震度法)と地中設置(応答変位法)のそれぞれで、断面照査を行う断面力についてどの時点で設計を行うのか
A4−10. 震度法の場合は、等価エネルギー則に基づく等価水平震度をはじめて上回った時点の断面力を採用して下さい。
応答変位法の場合は、水平震度kh時点での断面力を採用して下さい。
 
Q4−11. 浮力はフレーム解析に考慮されているか
A4−11. フレーム解析時には浮力または揚圧力の荷重は考慮しておりません。底版に作用する任意荷重にて、浮力または揚圧力に相当する上向き荷重成分を別途入力頂くことで対応をお願い致します。
なお、安定計算時には浮力を考慮した計算処理をしています。
 
Q4−12. 常時・レベル1地震時は震度法、レベル2地震時は応答変位法で、計算実行をする方法はあるか
A4−12. 震度法と応答変位法を一度には計算処理できませんので、計算実行を2度に分けて(常時・L1は震度法で入力・計算実行・出力、L2は応答変位法で入力・計算実行・出力)を行い、計算書の段階でそれぞれを結合して頂く方法で、ご検討願います。
 
Q4−13. 河川構造物の耐震性能照査指針(H24.2)に関連する計算例では、「保有水平耐力法」とされていますが、本プログラムの方法との違いについて
A4−13. 河川構造物の耐震性能照査指針(H24.2) 4.5レベル2地震動に対する耐震性能の照査 解説(1)には、「・・・一般には、地震時保有水平耐力法を用いて行うことができる。」とされているのですが、本プログラムでは、開発当初におきまして下記を考慮し、プッシュオーバー解析により各ステップでの構造物に生じる断面力を算定し、全部材についてひび割れ・降伏・終局のどの段階にあるかを評価し、部材の非線形特性(ファイバーモデル、または、M−φモデル)を考慮して次ステップへ繰り返し計算を行い、最終載荷荷重まで計算を行う方法としました。

本来、保有耐力法の考え方が想定しているのは、「道路橋示方書 X耐震設計編」に示されるような単柱橋脚の場合、保有耐力は柱下端の終局曲げモーメントより算定しています。一方、機場本体のように高次の不静定構造物の場合、かつ、作用荷重が複雑な場合(単柱のようにトップヘビーの作用荷重状態でない)、構造物全体の終局耐力を一律に定義するのは困難であり、様々な考え方が出てくるであろうと思います。例えば、1)部材の一つが終局状態に達したときとする方法、2)機場本体(全体として)の水平耐力が低下し始めるときとする方法 などです。静定構造物の場合には、上記の1)、2)が同時に起きるのですが、不静定構造物の場合、明瞭な終局状態のわかりにくさが発生します。
4.5条文の「機場本体の終局耐力が、地震時に発生する断面力を下回らないことを照査するものとする。」を素直に解釈すれば、地震時に発生する断面力との比較であり、保有耐力との比較ではないので、最終載荷ステップにおいて、全ての部材が終局に達していないことを照査すれば足りることとなります。また、エネルギー一定則を適用する「震度法」の場合には、エネルギーが等しくなるステップにおける断面力が全ての部材において終局耐力以下であることを確認すれば良いこととなります。
以上を踏まえまして、本プログラムでのレベル2地震時の検討は、プッシュオーバー解析により各ステップでの構造物に生じる断面力がどの段階(ひび割れ・降伏・終局)にあるのかを逐次評価しながら、最終載荷荷重まで計算を行う方法としました。






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