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柔構造樋門の設計 杭支持オプション
樋門の杭支持(杭基礎)の設計計算を支援する柔構造樋門のオプションプログラム

●新規価格 173,000円 ●リリース 2015年 10月
UC-1 水工
 はじめに
「柔構造樋門の設計」では、今回、函体縦方向の杭支持(杭基礎)のモデルを設計可能とした杭支持オプションに対応しました。
以下に、本オプションの機能の概要を紹介いたします。

▲図1 メイン画面
 杭種および杭登録
杭種は、鋼管杭、RC杭、PHC杭、場所打ち杭、SC杭、SCPHC杭、鋼管ソイルセメント杭、回転杭 (RC杭、PHC杭、SC杭は杭基礎設計便覧から断面定数等を参照しています)の8種類に対応しています。
 杭配置
函体の各スパン、ブロック毎に異なる杭種、杭長、杭本数を指定することができます。杭配置については、2D(側面図、平面図)、3D図で確認することができます。

▲図2 杭配置入力画面
 杭支持の解析モデルについて
函体の各スパン、ブロック毎に異なる杭種、杭長、杭本数を指定するレベル2地震動の杭支持モデルは、「河川構造物の耐震性能照査指針(案)・同解説」に準拠した函体と杭を梁部材とする弾塑性フレーム解析を行います。解析を行う際のフレームモデルは、函体に水平方向せん断バネを、杭体に杭軸方向バネ、杭軸直角方向バネを設置します。大きな地盤変位解析に対する非線形(バイリニア型)を考慮する必要がある為にそれぞれの地盤ばねには適切に以下の上限値を設定します。
  • 函体の水平方向せん断の上限値:函体周面の最大摩擦力
  • 杭体の杭軸方向の上限値:極限支持力
  • 杭体の杭軸直角方向の上限値:地盤の受働土圧反力
また、本解析においては、事前にコンクリート断面要素(線形)で函体軸方向の解析を行い、軸力を求め、曲げ剛性(M−φ)をトリリニア型の断面要素として定義することでモデル化を行う手法を用いています。常時、地震時(L1)の解析モデルについては、レベル2地震動の杭支持モデルを参考として、上記に紹介したレベル2地震動のバネと同様に常時、地震時ごとに求め、線形要素として常時、地震時ごとにモデル化を行ない弊社製品「Engineer's Studio®」の解析ソルバーを用い解析を行っています。 

▲図3 レベル2地震動の断面力確認画面
 杭の計算項目について
杭の計算項目は、水平方向地盤反力係数kH、杭の軸方向バネ定数Kv、許容押込み支持力Ra、許容引抜き力Pa、負の周面摩擦力を考慮した許容支持力Ra'、負の周面摩擦力により生じる杭体応力度の照査、極限支持力(押込み支持力の上限値PNU、引抜き支持力の上限値PTU)、水平地盤反力度の上限値PHU、杭体のM-φ関係、杭体のせん断耐力、杭体の応力度計算、杭頭結合照査に対応しています。
 計算結果確認および出力について
函体と同様に杭の計算結果確認および出力は各計算項目ごとに詳細に確認することができます。
 おわりに
以上、「柔構造樋門の設計 杭支持オプション」の機能概要をご紹介いたしました。今後もユーザ様からのご要望にお応えして、改良・改善に努めてまいります。どうぞご期待ください。
(Up&Coming '15 秋の号掲載)
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