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BOXカルバートの設計のなぜ? 解決フォーラム
部材非線形特性を考慮した
L2地震時照査に関する質問
 
本プログラムでは、レベル2地震時照査オプションライセンスをご所有の場合、M−φ要素またはファイバー要素による部材非線形特性を考慮したレベル2地震時の照査が行えます。この照査に関してお寄せ頂いたお問い合わせについて紹介いたします。
 計算実行時に「Mc,My,MuがMc<My<Muの関係になりませんでした。」のエラーメッセージが
 出て計算が中断される。回避方法は?
部材非線形特性を考慮する場合、各部位を部材厚程度に細かく分割してモデル化し、この部材ごとにM-φ特性を設定しています。M−φ要素は1部材当りに+M(内側引張),−M(外側引張)の両側についてM−φを作成しますが、エラーメッセージ中に表示される【対象部材の位置】においてMc,My,MuがMc<My<Muの関係にならなかった場合にエラーとして中断しています。

本現象はその部材位置において外側または内側のいずれかに鉄筋が配置されていない場合や、鉄筋量が過小、過多の場合等に、正常に(Mc<My<Muの関係で)M−φが作成できません。

Mc,My,Muの算出には鉄筋量以外に材料や断面寸法や軸力が関係しますので、鉄筋量過多・過小の程度について一慨に説明することができませんが、外側と内側の鉄筋量が比較的異なる場合に発生する傾向がありますので、本現象が発生した際には配筋情報を再検討してください。

■図1 地盤反力度の照査の出力例
 計算実行後に「解析中断(参考値)」と表示され、解析が中断されたケースがある。回避方法は?
本現象は精度等に問題がある場合に発生します。例えば1ステップで増加させる荷重が大きすぎて収束できない等です。「レベル2」→「基本条件Lv2」画面の「計算分割数:地震荷重」を増やすか、同画面の「部材分割ピッチ」を調整することで回避できる場合があります。なお、「部材分割ピッチ」は、大きすぎると精度低下の問題を生じますが、小さすぎると応答曲率が増大して設計上安全側(不経済側)となる傾向にあります。M−φ要素の長さを決める分割ピッチは慎重に設定する必要があります。

■図1 Mc<My<Muの関係に成らない場合のエラーメッセージ
 「鉄筋Lv2」画面は何を入力すればよいか?また入力値は何に影響するか?
「レベル2」→「鉄筋Lv2」画面の入力は、同画面ヘルプに記載しておりますとおり「配筋」−「頂版外側」,「頂版内側」,「底版外側」,「底版内側」,「側壁」画面の1,2,3・・・各鉄筋の長さを指定していただくものです。

例えば、「レベル2」→「鉄筋Lv2」画面のX1は、「配筋」−「頂版外側」画面−1 鉄筋の長さを指定することになります。

「レベル2」→「鉄筋Lv2」画面のX2は、「配筋」−「頂版外側」画面−3 鉄筋の長さを指定することになります。

「レベル2」→「鉄筋Lv2」画面のX1とX2に含まれない中間部分は「配筋」−「頂版外側」画面−2 鉄筋の長さとなります。

例えば「配筋」−「頂版外側」画面−1.2.3 鉄筋の径,ピッチが全て同一で入力されている場合は、「レベル2」→「鉄筋Lv2」画面のX1, X2で1.2.3 の各長さをどのように指定しても頂版外側に配置する径,ピッチは全て同一となりますので、結果は変わらないことになります。
ここで入力された情報は、レベル2地震時の構造解析モデルの各部材毎のM−φ関係算出に用いておりますので、部材の非線形性に影響し、その結果、断面力や曲率φの算出に影響します。

図2 「鉄筋Lv2」画面の入力と「配筋」→「頂版外側」画面との関係

     
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(Up&Coming '13 秋の号掲載)
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