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配水池の耐震設計計算 Ver.6
水道施設耐震工法指針(1997年、2009年)日本水道協会に準拠し、 配水池の耐震設計計算を行うプログラム

最新版製品価格 ●リリース 2015年2月6日
UC-1水工
 
●配水池・揚排水機場の設計セミナー  Webセミナー対応
●日時:2015年3月5日(木) 9:30〜16:30  
●会場:東京本社 品川インターシティA棟セミナールーム
※TV会議システムにて 東京・大阪・名古屋・福岡・仙台・札幌・金沢 同時開催
●参加費:1名様 \18,000 (税別)

 はじめに
「配水池の耐震設計計算 Ver.6」では、以下の機能追加を行います。
  1. 耐震壁に対応
  2. 迂流壁と柱の混在した構造形式に対応
  3. 隔壁の任意位置に対応
  4. 配筋画面の刷新
 耐震壁に対応
配水池は各部材が3次元に接合された構造物であるため、厳密には3次元解析モデルとするのが望ましいとされていますが、一般的には鉛直断面の2次元解析モデルで設計を行うことができるとされています。(水道施設耐震工法指針2009、p131)2次元解析モデルを用いる場合、配水池はその機能上、側壁をはじめ迂流壁、隔壁、耐震壁等の壁量が多く、立体的な剛性が大きい施設となり、検討断面内や検討断面の奥行き方向に配置されている各種の壁の影響を考慮することが望ましいとされており、その方法としては、2次元解析モデルの骨組内空部に板要素、ブレース部材、壁エレメント等を配置する方法が考えられています。以下では、本プログラムでの耐震壁の扱いについて紹介します。
従来バージョン(Ver.5まで)は、適用基準=1997年版のときみ対応していた「耐震壁」ですが、今バージョン(Ver.6)より、適用基準=2009年版でも対応可能となります。1997年版では側壁のみを対象としていましたが、2009年版を選択時は、側壁の他、迂流壁、柱間壁を対象とすることができるよう、機能拡張いたしました。また、形状選択と分担幅の入力を行い、部材の非線形特性がM-φモデルのときは、M-φ計算値を内部設定(入力変更も可)としています。
形状とそのモデル化については下記の通りです。
  • 迂流壁・柱なし: 1997年版同様のモデル化
  • 迂流壁あり:   迂流壁分を考慮したモデル化
  • 柱あり:      側壁分を考慮したモデル化
  • 迂流壁・柱あり: 側壁分 、または、柱間分(柱と迂流壁が重なっている場合)、
               または、迂流壁分(柱と迂流壁が重なっていない場合の迂流壁分)を考慮したモデル化

▲図1 基本データ画面 ▲図2 2009年版選択時の耐震壁設定画面

モデル化は1997年版と同様、一池分の骨組部分に対して、工の字状の耐震壁エレメントを配置します。上下横方向には剛域部材(図中の水色部材)、縦方向にはファイバー要素もしくはM-φ要素(図中の赤色部材)を設定します。この耐震壁エレメントの4隅を、壁がない場合の骨組モデルに二重格点を用いて結合します。

▲図3 耐震壁の骨組モデル化

▲図4 柱間分の耐震壁考慮 ▲図5 迂流壁の耐震壁考慮
 迂流壁と柱の混在した構造形式に対応
従来バージョン(Ver.5まで)は、迂流壁と柱は混在できないものとなっていますが、両部材が混在できるモデルに対応します。
柱列帯に迂流壁が重なって配置された場合でもそのままモデル化が可能で、その場合の配筋区間は同一とします。また迂流壁と柱の間隔が小さく、配筋区間が柱間隔等より狭い場合についても、同一とします。

▲図6 迂流壁と柱の重なる例 ▲図7 迂流壁と柱の重ならない例
 隔壁の任意位置に対応
従来バージョン(Ver.5まで)は、二池構造の場合、左右対称モデルのみとなっていましたが、左右水槽の内幅を変更可能とすることにより隔壁の位置を変更し、左右非対称モデルを可能とします。

▲図8 形状(躯体)画面

左右の水槽の内幅が違うことにより、柱や迂流壁の個数や間隔が違うことへの考慮も行います(柱と迂流壁の形状は変化致しません)。

▲図9 形状(迂流壁)画面 ▲図10 形状(柱)画面
 配筋画面の刷新
隔壁位置、迂流壁位置、柱位置の自由な配置形状に対応するため、配筋データの入力方法を改善します。

▲図11 配筋区間例

まず、画面右側の表で、基本となる配筋データを用意しておきます。使用しない配筋データがあっても構いません。
次に、画面左側の表で、配筋区間の距離(画面右下に概略図表示)、この配筋区間の部材断面への配筋データ割り当て(1段から最大4段まで可能)を設定します。
例えば、頂版または底版については、側壁・隔壁・迂流壁・柱等で区間分けされた各スパンを端部・中央部・端部の3区間に細分割し、この細分割区間の断面力に応じた配筋データを入力する方式としています。スパンが連続する位置(隔壁・迂流壁・柱等)での支点モーメント発生箇所では前後の端部区間を結合して共通に扱います。鉛直部材についても同様に端部・中央部・端部の3区間で考慮します。

▲図12 配筋データ画面
 おわりに
今後、ユーザ様からのご意見、ご要望を取り入れ改善・改良を加えて参ります。どうぞご期待ください。
(Up&Coming '15 新年号掲載)
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