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UC-1シリーズ 水工
 
UC-1  水道管の計算
¥100,000(税別)
レンタル ¥35,000〜(税別)
水道管の管厚選定、耐震計算プログラム

初版リリース : '14.08.29

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  プログラム概要
ライン
「水道管の計算」は、水道管における管厚選定、耐震計算、液状化の判定を行うプログラムです。
管厚選定では、静水圧と水撃圧による内圧や土圧、路面荷重及び地震力等による外圧に耐える強度を持つものとして設計します。耐震計算では、地震動による地盤変位を求めて、管体に発生する応力や歪み及び継手の伸縮量を算定し許容値以下であることを判定します。
▲メイン画面

  関連情報
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  プログラムの機能と特長
ライン
■適用管種
配水管に適用できる管種として、次の4種類を用意します。
  1. ダクタイル鋳鉄管
  2. 鋼管
  3. 硬質塩化ビニル管
  4. 水道配水用ポリエチレン管

これらの管種について規格や呼び径毎に管データとして基準値に登録されております.。登録された管データについては、必要に応じて追加や編集を行うことができます。また登録された管データは、管の材質と管種,呼び径を選択することで初期値として入力画面に設定することができます。 
  ▲基準値画面

■管厚選定
内外圧に対する管厚選定の計算内容は、下表の「管種毎の計算内容」に準じて計算を行います。

   検討対象
内圧に対する検討 外圧に対する検討
管種 ダクタイル鋳鉄管 管厚
鋼管 応力度 変形率
曲げ応力度
硬質塩化ビニル管 管厚 曲げ応力
撓み率
水道配水用ポリエチレン管 応力度 曲げ応力
撓み率
▲管種毎の計算内容

内圧については、静水圧と水撃圧を直接指定します。外圧については、鉛直土圧及び自動車荷重による路面荷重を考慮することができます。鉛直土圧は、垂直土圧公式、マーストン溝型公式から選択が可能です。また、埋設管路上をトラックが走行する際の自動車荷重として、道示式(45度分散式)とブーシネスク式を用いた輪荷重計算を行うことができます。ブーシネスク式では、荷重としてトラック1台または2台を考慮した設計を行うことができます。



▲自動車荷重(道示式) ▲自動車荷重(ブーシネスク式)


■耐震計算
耐震設計では、水道施設の重要度(基幹管路、配水支管)に応じて地震時に保持すべき耐震性能を確保するように設計します。

管種・継手 配水支管が備えるべき耐震性能  基幹管路が備えるべき耐震性能
レベル1地震動に対して、
個々に軽微な被害が生じても、
その機能保持が可能であること。
レベル1地震動に対して、
原則として無被害であること。
レベル2地震動に対して、
個々に軽微な被害が生じても、
その機能保持が可能であること。
ダクタイル鋳鉄管
(NS形継手等)
ダクタイル鋳鉄管
(K形継手等)
注1)
ダクタイル鋳鉄管
(A形継手等)
×
鋳鉄管 × × ×
鋼管(溶接継手)  ○
水道配水用
ポリエチレン管
(融着継手) 注2)
注3)
水道配水用
ポリエチレン管
(冷間継手)
×
硬質塩化ビニル管
(RRロング継手)
注4)
注5) 
硬質塩化ビニル管
(RR継手) 
×
硬質塩化ビニル管
(TS継手) 
× × ×
石綿セメント管 × × ×

注1) ダクタイル鋳鉄管(K形継手等)は、埋立地など悪い地盤において一部被害はみられたが、岩盤・洪積層などにおいて、低い被害率を占めていることから、良い地盤においては基幹管路が備えるべきレベル2地震動に対する震性能を満たすものと制止することができる。
注2) 水道配水用ポリエチレン管(融着継手)の使用期間が短く、被災経験が十分でないことから、十分に耐震性能が検証されるには、未だ時間を要すると考えられる。
注3) 水道配水用ポリエチレン管(融着継手)は、良い地盤におけるレベル2地震(新潟県中越沖地震)で被害がなかったことから(フランジ継手には被害があった)が、布設延長が十分に長いとは言えないこと、悪い地盤における被災経験がないことから、耐震性能が検証されるには未だ時間を有すると考えられる。
注4) 硬質塩化ビニル管(RRロング継手)は、RR継手よりも継手伸縮性能が優れているが、使用期間が短く、被災経験もほとんどないことから、十分に耐震性能が検証されるには未だ時間を要すると考えられる。
注5) 硬質塩化ビニル管(RRロング継手)の期間管路が備えるべき耐震性能を判断する被災経験はない。
▲耐震適合性

継手構造管路、一体構造管路におけるレベル2地震動、レベル2地震動に対しての耐震設計手順は、以下のフローチャートに従い設計を行います。継手構造管路の場合は、併せて継手の伸縮量も照査します。


▲耐震設計のフローチャート

また、レベル1、レベル2地震動の地盤の水平変位振幅に地盤の条件に応じた地盤不均一度係数を考慮します。
ダクタイル鋳鉄管については、レベル2地震動の軸応力算出方法として震度4程度以上の地震時の観測結果から得られた式を用いることも可能です。
鋼管(一体構造管路)については、レベル2地震動の軸歪みに対して、滑り低減係数を考慮した設計を行うことができます。


■液状化の判定
液状化の判定は、「道路橋示方書・同解説 V耐震設計編 公益社団法人 日本道路協会」の判定方法にて照査します。液状化の判定については、道路橋示方書に対して、平成14年版と平成24年版の基準から選択することができます。
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