| １１．柱の設計 |
Ｑ１１－１． |
中立軸が断面外にある場合の応力計算（柱）の計算式は？ |
| Ａ１１－１． |
「応力計算」について教科書類に示されているような式で求めているとお考えのようですが、教科書類はかなり限定された条件で用いられるもので一般化されたものではないために、本製品では採用していません。
本製品で行なっている計算手法は、コンクリート断面を矩形と円形のブロックで表現し、鉄筋は段状や円状に配置されているものの組合せとして表現して、中立軸を仮定し各要素の応力度を積分し軸力、曲げモーメントを計算します。
そして、それらを作用断面力と比較することで最終の中立軸位置を求める（中立軸を移動し計算を繰り返す）、という収束計算を行なっています。 |
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| Ｑ１１－２． |
設計調書と計算書で柱軸方向鉄筋の本数と鉄筋量が異なる。 |
| Ａ１１－２． |
本プログラムの調表様式は資料（詳細設計照査要領 H.11.3 社)関東建設広済会）を参考にしております。
上記資料において、「多段配筋の場合は、最も外側に配置した軸方向鉄筋の本数とその段数を記入し、鉄筋量はその合計値を記入する」とあり、「本数」はこれに準じています。
また、「鉄筋量」につきましては、現在は「前面＋背面＋側面」の合計値を表示しております。
お考えの値と異なる場合は、お手数ですが、設計調書の「必要事項の記入」ボタンにより値を直接編集いただきご対応くださいますようお願いいたします。 |
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| Ｑ１１－３． |
応答塑性率が計算されないが？ |
| Ａ１１－３． |
[初期入力]ダイアログの重要度区分が「Ａ種の橋」の場合は、残留変位の照査を行わないため、応答塑性率の計算は行いません。 |
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| Ｑ１１－４． |
柱の保有耐力照査において、McとMuまたはMyとMuが逆転した場合に保証外と警告がでるのはなぜか。 |
| Ａ１１－４． |
お問い合わせの警告は、「Ｍc、Ｍy、Ｍu」の順番が逆転している場合に、解析方法の適用性に疑義があるため、表示しています。
また、逆転しているモーメントによっては、構造細目（道示IV 下部後編 H.14 7.3）に抵触します。
一般には、形状、鉄筋量を見直すことで、逆転を解消することが可能です。例えば、鉄筋量が極めて多い，断面高に対してかぶりが大きいことなどが要因として考えられます。
・解析方法の適用性
本プログラムでは、道示V耐震設計編（H14）式-解10.3.6により初降伏変位を求めています。この解析方法はＭc≦Ｍy≦Ｍuとなることを前提としていると解釈しております。
そのため、「Ｍc、Ｍy、Ｍuの順番が逆転している」場合、どのφを用いるべきか分からないため（プログラムでは最初に見つかったφを用いています）、「この結果については保証外」としております。
・Ｍc、Ｍuの逆転
道示IV H.14 7.3 解(1)1)の主旨に準じるならＮＧと思われます。
ただし、許容応力度法と保有耐力法における断面モデル化の違い等から、許容応力度法ではＭc＜Ｍu、保有耐力法ではＭc＞Ｍuがあり得ます。
・Ｍy、Ｍuの逆転
道示IV H.14 7.3 解(2)の主旨に準じるならＮＧと思われます。
ただし、許容応力度法と保有耐力法における断面モデル化の違い等から、許容応力度法ではＭy＜Ｍu、保有耐力法ではＭy＞Ｍuがあり得ます。
上記より、設計者に「結果を有効とするか無効とするか」最終判断を委ねるため、警告としております。 |
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| Ｑ１１－５． |
中空円柱橋脚の場合、橋軸、橋軸直角方向合成のケースを検討する必要性はあるのか? |
| Ａ１１－５． |
円形の場合は断面に方向性がないため、合成方向で検討できるようにしています（文献等を参考にした訳ではありません）。
検討方向に直交する方向の作用力が設定されなければ、橋軸，直角方向でそれぞれ独立に計算しています（許容応力度法の合成方向の計算はオプション機能であるとご理解ください）。
また、照査の必要性については、設計者の判断で決定ください。 |
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| Ｑ１１－６． |
小判形中空断面の場合のせん断モデル（ウェブ厚、有効高さ）はどのように考えているか。 |
| Ａ１１－６． |
中空小判形の場合、換算方法が基準類に明記されておりませんが、下記のようにせん断モデルを設定しています。
■許容応力度法
1.小判形の両端の円弧部を円形として、道示Ⅴ（P168 図－解10.5.5）により外形の短辺を求め、小判形と等面積になるように外形の長辺を求めます。
2.中空部について同様に換算寸法を求めます。
3.上記より求まった、寸法より、「ウェブ厚＝換算幅（外形）－換算幅（中空部）」として求めています（中空部はウェブ厚に含めません）。
4.有効高さは、ヘルプの「計算理論及び照査の方法｜許容応力度法による安定計算及び柱、フーチングの設計｜柱の設計｜せん断力に対する照査」の考え方（充実の場合と同じです）により求めます。
■保有耐力法
柱が中空の場合は、[部材｜柱帯鉄筋]画面においてせん断耐力算定用データを直接指定するモードのみサポートしてしています。
計算時は上記画面において設定された「be、d」を使用しますが、実際の設定値につきましては、許容応力度法を参考にお客様ご自身でご判断下さい。 |
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| Ｑ１１－７． |
計算書の主荷重のモーメントは、死荷重偏心モーメントの値以外にどのような値が考慮されているか。 |
| Ａ１１－７． |
「主荷重によるモーメント」は、次のようなケースで柱に生じる偏心モーメントとなります。
1.はり、柱形状の偏心によるモーメント
2.上部工反力の偏心（はりの中心との偏心）によるモーメント
3.「荷重｜保有耐力法ケース」画面で設定している「死荷重偏心モーメント」
4.「荷重｜保有耐力法ケース」画面で設定している「死荷重水平力」によるモーメント
ここで、「1，2」については内部計算、「3，4」については入力値となります。
なお、プログラムでは、「考え方｜保有耐力法ケース」画面の「柱に生じる主荷重によるモーメント」で考え方を指定することができます。
あわせて、上記入力項目のヘルプおよびH14道示Ⅴ(P.190～193)をご覧ください。 |
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| Ｑ１１－８． |
橋軸方向のみの段落としの場合、直角方向の損傷断面の判定や段落とし部の照査を省略することはできないか。 |
| Ａ１１－８． |
レベル2地震時の照査では、一般的に断面に配置される全軸方向鉄筋を考慮しますので、橋軸方向のみの段落としであっても、直角方向の結果に影響します。
上記をご留意の上、計算書から関連項目を削除する場合は、次の手順で編集を行ってください。
＜項目ごと削除する場合＞
1)計算書のプレビューを表示します。
2)プレビュー画面上部左上の「編集」ボタンを押下します。※閉じる(X)の下にあります。
3)削除したい項目の左にあるチェック（レ）を外します。
4)必要に応じて章番号の振り直し（「123↓」ボタン）等を行い、再度「編集」ボタンを押下することでプレビューに反映されます。
＜項目内の一部の情報を編集・削除する場合＞
1)計算書のプレビューを表示します。
2)編集したい項目を選択し表示します。
3)プレビュー画面上部の「ソース」を選択し、編集(結果の削除など)を行います。
4)プレビュー画面上部の「プレビュー」を選択し、印刷を行ってください。
※「印刷プレビュー」画面から開くヘルプに出力機能の説明がございますのでこちらもご参照ください。 |
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| Ｑ１１－９． |
基部以外の任意の位置におけるせん断耐力を用いて破壊形態の判定を行いたい |
| Ａ１１－９． |
設計対象に応じて、以下の項目を設定してください。
(1)新設、既設検討時
・「部材｜柱帯鉄筋」画面の「破壊形態の判定に用いるせん断耐力｜中間部を含める」にチェック（レ）します。
・「着目点から抽出」または「照査高さ指定」で中間部の算定方法を設定します。
(2)補強設計時
・「補強｜柱部材」画面の「せん断耐力算定条件｜破壊形態の判定｜中間部を含める」にチェック（レ）します。
・「着目点から抽出」または「照査高さ指定」で中間部の算定方法を設定します。
なお、現行バージョンでは、「中間部を含める」としている場合、基部と中間部で小さい方のせん断耐力を採用する仕様としております。
従いまして、補正係数cc等の影響により、「基部のせん断耐力＜中間部のせん断耐力」となる場合は、基部の値が採用されますことを予めご留意ください。
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| Ｑ１１－１０． |
柱の保有水平耐力照査のひび割れ、初降伏、終局の各モーメントの算出方法が計算書で確認できない。 |
| Ａ１１－１０． |
現行バージョンでは、計算書上で計算過程を確認することはできません。
以下に計算の考え方、計算式、計算に用いた諸値の一部が確認可能なヘルプおよび計算書の該当個所をご案内いたしますので参考にしてください。
なお、水平耐力及び水平変位の算出は、道示Ⅴ 10.3項に従っています。
・ひび割れモーメントについて
計算式につきましては、製品ヘルプの「計算理論及び照査の方法｜保有耐力法による柱の照査｜水平力Ｐ－水平変位δの算出｜ひび割れ時の曲げモーメントと曲率の算出」をご覧ください。
あわせて、計算書の「結果詳細｜柱の設計(レベル2地震動時の保有耐力法による照査)｜主要断面のMc、Myo、Mu」をご覧ください。
・初降伏モーメント、終局モーメントについて
本プログラムでは、断面に対して、中立軸位置を仮定し各要素（鉄筋、コンクリート）の応力度を積分し軸力を求め、作用軸力と比較することで最終的な中立軸位置を求める（中立軸を移動し計算を繰り返す）という収束計算を行っています。
詳しくは、製品ヘルプ「計算理論及び照査の方法｜保有耐力法による柱の照査｜水平力Ｐ－水平変位δの算出｜初降伏時及び終局時の曲げモーメントと曲率の算出」の「2.初降伏時曲げモーメント及び曲率」および「3.終局時曲げモーメント及び曲率」をご覧ください。
上記のとおり、収束計算を用いているため、算出過程を式としてご説明することができませんことをご了承ください。
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| Ｑ１１－１１． |
「既設橋梁の耐震補強工法事例集 平成17年4月(財)海洋架橋・橋梁調査会」（Ⅰ－４４）に記載されている、橋脚が十分な耐力を有する場合の段落し部の照査を行いたい。 |
| Ａ１１－１１． |
以下の手順で準拠基準および考え方の設定を変更し、ご確認ください。
1.「初期入力」画面の左上にある「基準設定」より開かれる画面において、「既設検討」項目の準拠基準を「既設橋梁の耐震補強工法事例集」へ変更します。
※RC巻立て、鋼板巻立て補強時は「補強検討」の項目において、選択を行ってください。
2.同画面において、「上記の基準で関連項目を初期化する」をチェックし「確定」後、「詳細設定」ボタンを押下します。
3.「考え方｜保有耐力法」画面の「柱｜段落とし部の曲げ、せん断耐力による損傷判定」において、橋軸方向・直角方向をともにチェック（レ）します。
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| Ｑ１１－１２． |
最小・最大鉄筋量照査でMuの算定方法は道示Ⅲと道示Ⅴどちらに従っているのか |
| Ａ１１－１２． |
H24道示Ⅳ「7.3 最小鉄筋量，最大鉄筋量」では、最小鉄筋量判定時の最大抵抗曲げモーメントとして、コンクリート橋編4.2.2に規定している破壊抵抗曲げモーメントとして計算してよいと記載されています。最大鉄筋量についても同様に、コンクリート橋編4.2.2を参考に検討を行うとされていることから、現在は常に道示Ⅲの方法に従っています。
※上記に伴い、Ver.11.0.0において、「考え方｜許容応力度法」入力画面の「柱｜鉄筋量照査時(My0、Mls算出)の準拠基準」のスイッチを削除しています。
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| Ｑ１１－１３． |
レベル１地震時の柱の照査を動的解析で行っているため、常時のみの検討を行いたい |
| Ａ１１－１３． |
「荷重｜許容応力度法ケース」画面において、地震時のケースを全て削除してください。
このとき、設計水平震度はダミーの値を設定いただくことでご対応ください。
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| Ｑ１１－１４． |
せん断耐力にディープビーム効果を考慮しているが、応答塑性率が1より大きくなるという警告が表示される |
| Ａ１１－１４． |
本警告は、「考え方｜保有耐力法」画面の[柱（特殊条件）｜a/dが2.5以下のときのディープビーム効果]において、せん断耐力にディープビーム効果を見込むとしており、応答塑性率が1.0より大きくなる場合に表示しています。
ディープビーム効果は、考慮することでせん断耐力が向上し、一般的に危険側の設計となるため、設計者の判断により考慮できると考えられる場合のみ適用してください。
例えば、「既設橋梁の耐震補強工法事例集」（Ⅱ-33）では、弾性応答（μr≦1.0）であることからディープビーム効果を見込めると判断しています。
また、３箇年プログラムでは、応答塑性率1.5程度までその効果を見込めるとされています。
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| Ｑ１１－１５． |
H24道示Ⅴ（P.167）の適用範囲は計算書に表示されていないのか |
| Ａ１１－１５． |
現在は、下記に該当する場合、警告を表示しておりますが、照査項目として計算書等への記載は行っておりません。
この理由としましては、H24道示Ⅴ（P.167）の条文とH24道示Ⅴ（P.172）解説文の6～11行目より、「適用範囲」と「実験的に検証されている条件」が異なっており、最終的な判断が設計者に委ねられる部分があるためです。
恐れ入りますが、ご了承くださいますようお願いいたします。
■「材料｜躯体」画面確定時
1.「材料」画面でSD390またはSD490を使用しσck30(N/mm^2)が選択されていない。
※H24道示Ⅴ（P.172）解説文の13行目を参考にSD390もチェック対象に含めています。
■計算確認時
1.軸方向鉄筋比が2.5％を上回る（塑性化の影響を考慮する領域の充実断面部のみ）
2.横拘束鉄筋比が1.8％を上回る
3.柱基部の軸圧縮応力度が3(N/mm^2)を上回る
※上記の3点につきましては、条文の「適用範囲」を優先しています。
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| Ｑ１１－１６． |
偏心橋脚で躯体にねじりモーメントが作用する場合の照査に対応しているか |
| Ａ１１－１６． |
ねじりモーメントに対する照査には対応しておりません。
恐れ入りますが、別途ご検討くださいますようお願いいたします。
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| Ｑ１１－１７． |
柱のせん断応力度照査で許容応力度に補正係数CNを考慮したい |
| Ａ１１－１７． |
下記の項目で考慮有無を選択することが可能です。
・「考え方｜許容応力度法」画面の「柱｜柱の許容せん断応力度τa1に補正係数CNを考慮する」
考慮する場合は、上記のスイッチをチェック（レ）しご検討ください。
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| Ｑ１１－１８． |
免震橋の許容塑性率μmと補正係数CEを用いた保有水平耐力法による照査を行うことは可能か |
| Ａ１１－１８． |
H24道示では、免震橋において保有水平耐力法を適用する簡便的な方法が削除されています。
これに伴い、現在は同機能を制限しています。
本件につきましては、今後の改訂において、従来の方法を参考にした計算を行えるように拡張を予定しています。
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| Ｑ１１－１９． |
下部工及び基礎の減衰効果を考慮した設計水平震度で照査を行いたい |
| Ａ１１－１９． |
■単独設計時
以下の手順で設定を行ってください。
1.「荷重｜保有耐力法ケース」画面において、「基礎の減衰｜補正係数CEを考慮する」をチェックします。
2.同画面の「補正係数CE」を入力してください。
※単独設計時は、別途算定された補正係数CEを直接入力していただく仕様としています。
■震度連携時
「震度算出（支承設計）」（Ver.10.0.0以降）で、以下の項目を設定し連携を行ってください。
1.「基本条件」画面の「設計水平震度｜下部構造の減衰特性を考慮した設計水平震度を適用」にチェック（レ）します。
2.「減衰定数｜下部工及び基礎の減衰定数」画面で算定条件を設定してください。
※「震度算出（支承設計）」のVer.10.0.0以降が必要です。
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| Ｑ１１－２０． |
曲げ破壊型の場合に許容塑性率を1.0とするスイッチはどのようなケースで適用するのか |
| Ａ１１－２０． |
H24道示Ⅴ（P.164）では、「ダム湖に架かる橋の橋脚のように地震後の点検や修復が著しく難しい条件等の場合は～中略～許容塑性率を1.0とする考え方もある。」と記載されています。
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| Ｑ１１－２１． |
P-δ関係算定に用いる初降伏曲げモーメントMy0と、損傷断面の判定に用いるMty0に相違があるのはなぜか |
| Ａ１１－２１． |
P-δ関係算定に用いるMy0と損傷断面の判定に用いるMty0では、計算時の断面モデルが異なります。
具体的には、下記に該当する場合、P－δ関係(各着目点のM-φ含みます)算定において、主鉄筋の段落しを無視したモデルを用います。
また、損傷断面の判定に用いるMty0につきましては、常に段落しを考慮した実断面モデルを用います。
1.既設時
「考え方｜保有耐力法」画面で「既設橋脚の検討方針」を「基部損傷の曲げ破壊型に補強することを前提とした照査」または「基部損傷となるように補強することを前提とした照査」としており、かつ損傷断面の判定で「段落とし部損傷」と判定される場合。
※実断面モデルを用いる場合は、「既設橋脚の検討方針」を「現況のまま耐震性を検討する」としてください。
2.RC巻立て、鋼板RC巻立て、PCコンファインド工法
「考え方｜補強」画面で「Ｐ－δを求めるときのモデル化」を「基部の断面モデルを全高に適用」としており、かつ「補強｜工法、材料」画面で、「アンカー定着」を「定着・非定着」としている場合。
※実断面モデルを用いる場合は、「Ｐ－δを求めるときのモデル化」を「実態を反映した断面モデルを適用」としてください。
3.鋼板巻立て工法
「考え方｜補強」画面で「Ｐ－δを求めるときのモデル化」を「基部の断面モデルを全高に適用」としており、かつ「補強｜工法、材料」画面で、「アンカーを設置する」としている場合。
※実断面モデルを用いる場合は、「Ｐ－δを求めるときのモデル化」を「実態を反映した断面モデルを適用」としてください。
4.連続繊維巻立て工法
損傷断面の判定で「段落とし部損傷」と判定される場合。
※連続繊維補強で「段落とし部損傷」となる場合、段落とし部が適切に補強されたものと仮定し、段落しがないモデルとしてP－δ関係を求めます。
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| Ｑ１１－２２． |
保有水平耐力の照査において、基部以外がひび割れ状態となり警告が表示されるが計算上問題があるか |
| Ａ１１－２２． |
橋脚の保有水平耐力法は、基部位置に塑性ヒンジを考慮した設計手法であるため、念のため警告としています。
計算理論上は特に問題なく、道示等の規定によるものでもありませんが、最終的には設計者の判断となります。
※ひび割れ水平耐力Pc及び水平変位δcは直接使用しません。
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| Ｑ１１－２３． |
塑性ヒンジ長Lpが柱高より大きくなる場合はどのように計算しているのか |
| Ａ１１－２３． |
H24道示では扱いが明記されていないため、算定された塑性ヒンジ長をそのまま適用しています。
また、この場合は計算時に警告メッセージを表示し、最終的な適用を設計者の判断に委ねています。
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| Ｑ１１－２４． |
「予備計算｜M-φ」画面で「適用」ボタンを押しても補正が行われない |
| Ａ１１－２４． |
「適用」ボタンは、現在の画面に表示されているM-φ関係とその逆転状態に応じて補正を行います。
例えば、既に補正を行っており、画面上で逆転が発生していない場合は、ボタン押下時も補正は行われません。
この場合は、一度「内部計算」ボタンを押下後、改めて補正を行って下さい。
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| Ｑ１１－２５． |
橋軸方向または直角方向のCz・khcoに「0.4・Cz」が入力されていると警告が表示される |
| Ａ１１－２５． |
現行バージョンでは、以下の設定が行われている場合、設定値に誤りがある可能性があると判断し警告を表示します。
・「Cz・khco=0.4・Cz」と入力されている。
・タイプⅠとタイプⅡの「Cz・khco」が同じ値になっている。
「Cz・khco」は、基礎及びフーチングの照査においても使用します。
従いまして、道示Ⅴ（解7.4.1）の照査（Pa≧0.4・Cz・W）を行う場合も、地域別補正係数Czに設計水平震度の標準値khcoを乗じた値を設定してください。
※ 道示Ⅴ（解7.4.1）の照査（Pa≧0.4・Cz・W）を行う場合は、「Cz・khco=0.4・Cz」と設定するのではなく、「考え方｜保有耐力法」画面の「柱(基本条件)｜保有水平耐力の照査方法」を「Pa≧0.4・Cz・W（非免震）」または「Pa≧0.4・Cz・W（免震）」としてください。
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| Ｑ１１－２６． |
既設設計時の「予備計算｜M-φ」画面において、トリリニア2の補正が選択できない |
| Ａ１１－２６． |
現在は、下記の理由よりH14道示の水平耐力－水平変位を用いる場合（一般に既設検討・補強設計）への適用を保留としています。
①Q&Aは、H24道示の構造細目を満足した橋脚に対して適用すべきと考えられる。
②H14年道示の限界状態は鉄筋の許容ひずみの規定がないため、H24道示の結果と比較し限界状態の曲率が大きく評価される場合が多い。
→例えば、「道路橋の耐震設計に関する資料 平成９年３月（社）日本道路協会」（青本）の断面モデルにH24道示の算定方法を適用した場合、次のように引張限界時の曲率が圧縮限界時の曲率の半分以下となります。
・コンクリートの圧縮限界時の曲率φccl＝0.03223473(1/m) ※H14道示の終局限界状態に相当
・鉄筋の引張限界時の曲率φst＝0.01457163(1/m)
※Q&Aより「φls2=φst」までは確保されていると考えられますが、これをコンクリートの圧縮限界状態に相当するφcclまで確保されていると考えるのは危険側となるという点で保留としています。
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| Ｑ１１－２７． |
旧データ読込み時に警告[372]が表示されるがどうすればよいか |
| Ａ１１－２７． |
本警告を解消するには、下記のスイッチを「せん断耐力Ps0（cc＝1.0）とする」としてください。
・「考え方｜保有耐力法」画面の「はり・フーチング・基礎｜杭基礎プログラムとの連動時｜せん断破壊型時のPa≧1.5・khc・W式中のPa」
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| Ｑ１１－２８． |
段落し部の照査を別途動的解析で実施しているため省略したい |
| Ａ１１－２８． |
申し訳ございませんが、段落し部の照査を省略することはできません。
ご了承下さい。
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| Ｑ１１－２９． |
最小鉄筋量の「mあたり500(mm^2)の鉄筋量」はどのように算定しているのか |
| Ａ１１－２９． |
柱の全周長×500(mm2)の鉄筋量を用いています。
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| Ｑ１１－３０． |
動的解析を行う場合に静的解析による残留変位照査を不要と考える根拠はあるか |
| Ａ１１－３０． |
H24道示Ⅴの下記項目をご覧下さい。
・P.127の(2)の1)→動的解析で求めた変位で残留変位の照査を行う
・P.130の(4)の解説→静的解析では最低耐力を有しているかを確認する。
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更新内容
