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杭基礎の設計計算 Q&A


目 次
1.適用範囲、準拠基準等

Q1− 1.適用範囲及び制限事項。

Q1− 2.任意杭のサポート範囲。

Q1− 3.道路橋以外の杭基礎の計算もできるのか。

Q1− 4.深礎基礎の計算もできるのか。

Q1− 5.H杭や木杭の場合の計算も可能か。

Q1− 6.「2.5次元」とはどういう意味か。

Q1− 7.短杭の場合の補正がないが短杭でも計算できるのか。

Q1− 8.側方流動状態の検討もできるのか。

Q1− 9.杭基礎の地震時保有水平耐力の照査ができるか。

Q1−10.橋軸直角方向に中間層が傾斜している場合で橋軸方向に水平力が作用する場合の解析は可能か。

Q1−11.場所打ち杭を指定 設計条件の入力にて、上杭、中杭、下杭指定 次に「杭径の変化あり」とするのですが、上杭をφ1600下杭φ1200という杭の計算なども可能なのでしょうか。

Q1−12.杭径一定として上杭、下杭のEIを直接入力できないのでしょうか?

Q1−13.PHC杭のヤング係数の出典は?

2.解析方法、設計の基本的な考え方

Q2− 1.どのような方法で解析しているのか。

Q2− 2.杭基礎設計便覧「弾性床上の梁部材の剛性マトリクスを用いた計算法」で解析しているか。

Q2− 3.杭頭のバネ定数はどのようにして求めているのか。

Q2− 4.フーチングの取扱いはどのようになっているのか。

Q2− 5.風荷重時の地盤反力係数や支持力はどのように考えればいいか。

Q2− 6.1列杭や1本杭の場合杭頭ヒンジ結合の計算ができないのはなぜか。

Q2− 7.1本杭や1列杭を杭頭ヒンジで解く方法はないのか。(杭頭にピン支承がある場合、ヒンジ結合となる。)

Q2− 8.杭先端の支持条件はどのように考えたらいいか。

Q2− 9.なぜ地盤を平均化して計算していないのか。

Q2−10.杭の設計をすべて有限長として、水平方向地盤反力の計算をしてあるのはなぜでしょうか。

3.地層、土質定数

Q3− 1.地層入力時の基準点とは何か。

Q3− 2.「現地盤」はどのように入力したらよいのか。

Q3− 3.突出杭の場合どのように入力すればいいか。

Q3− 4.例えば3層地盤のとき層線の入力が2箇所しかないのはなぜか。

Q3− 5.地層合成とは何か。

Q3− 6.地層の入力値と杭長、突出長、層厚の関係を具体的に示して欲しい。

Q3− 7.現場試験等から得られた変形係数や周面摩擦力度を使用するにはどのようにすればよいか。

Q3− 8.中間層が傾斜している場合各杭の地層厚はどのように考えているのか。

Q3− 9.支持層を複数層定義してもよいか。

Q3−10.地盤の傾斜が対角線方向の場合は対応できるか。また支持層の傾斜が変化する場合は対応できるか。

4.支持力、周面摩擦力

Q4− 1.許容支持力、許容引抜力の計算過程を印字できないか。

Q4− 2.予備計算結果画面の「許容支持力、引抜き力」において「T1、T2」とは何か。

Q4− 3.予備計算結果画面確認の「層厚」のところでl、l'がつくのはどのような場合か。

Q4− 4.鋼管杭先端閉塞効果の影響による低減がされていない。

Q4− 5.軟岩・土丹を支持層とする打ち込み鋼管杭の支持力算定時の杭断面の扱い。

Q4− 6.負の周面摩擦力の検討結果として得られた鉛直支持力が、許容支持力として再セットされることもなく、処理としては何もされないようだが、どのように扱っているのか。

Q4− 7.負の周面摩擦力の杭材料の降伏応力度σyの出典根拠。

Q4− 8.「極限支持力が0になっています」というメッセージが出るがどうすれば良いか。

Q4− 9.周面摩擦力の計算において、粘性土層についても低減係数を考慮しているようですが?

Q4−10.負の周面摩擦力のコンクリ−ト杭の降伏応力度は、σy=0.85σck としているが、なぜσy=0.85σck の算出式を使っているのでしょうか?参考文献などは、ないのでしょうか?

Q4−11.許容支持力の算出式で杭の自重が小さいときの『Ra=γ/n Ru』の計算を行いたいときに土の有効重量も無視する方法は?

Q4−12.PHC杭の場合,降伏応力度σyはどのように算出されているのか?

Q4−13.地下水位で、水位が杭に影響を与えない場合の入力は、水位は0入力としてよいか?

Q4−14.支持力計算の周面摩擦力に、粘着力を考慮出来ないのはなぜか?

Q4−15.負の周面摩擦力の検討を行った際に、R、Poが得られるが同じ値か?

5.地盤反力係数、杭軸方向のバネ定数

Q5− 1.予備計算結果の出力において「横方向地盤反力係数」におけるkH値の計算過程の内容が、常時・地震時ともに同じ値(βの値が同じ値)なのはなぜか。

Q5− 2.βの値が示方書の算式で算出したのと合わないのはなぜか。

Q5− 3.杭軸直角方向のバネ定数が手計算と合わないのはなぜか。

Q5− 4.特性長1/βが杭長より長くなった場合、換算載荷幅はどのように考えているのか。

Q5− 5.「設計条件」の「地震時のαE」の取扱いについて地震時/2を選択した場合、地震時として入力した変形係数の1/2を用いるとなっているが、変形係数をN値より算出すると地震時の変形係数は常時の変形係数の2倍となるため、どちらを選択しても同値となるのではないかと思われる。これについては、どのように考えればよいのか。

Q5− 6.杭長が杭径の10倍未満の場合の杭軸方向のバネ定数はどのように算出しているのか。

Q5− 7.突出杭の場合杭軸方向バネ定数の算出に用いる杭長はどのように考えているのか。

Q5− 8.『道路橋示方書』によれば軸方向バネの定数は杭長に逆比例する式で与えられているにもかかわらず場所打ち杭は杭長が大きいほどバネ定数が大きくなるのはなぜか。

Q5− 9.「K値の補正係数」とは何か。

Q5−10.補正係数μが予備計算結果の地盤反力係数に反映されていない。

Q5−11.K値を画面上で直接画面で変更した場合、出力のどの部分で確認できるか。k値予備計算結果の出力の「各層の横方向地盤反力係数」を見ても変更されていない。

Q5−12.鋼管杭で腐食代を考慮する場合、杭径等はどのように扱っているのか。

Q5−13.有限長(1<βLe<3)の杭の場合の補正は行っているのか?

6.杭 配 置

Q6− 1.作用力を杭群図心で与えたいが、内部で杭群図心を計算しているか。

Q6− 2.作用力を杭群図心で与える必要はないのか。

Q6− 3.杭径等が異なる場合の杭群図心はどのようにして求めたらいいか。

Q6− 4.フーチングの平面形状が矩形でなく、ひし形、台形などでも計算できるか。

Q6− 5.杭を任意に配置したい。

Q6− 6.鋼管杭やPHC杭などで各杭径が同一で、板厚(肉厚)だけが異なる場合の入力方法。

Q6− 7.作用力をフーチング平面中心からずれた位置で与えることはできないか?

Q6− 8.杭径が異なる杭を混在させる方法は?

Q6− 9.斜杭として杭に角度を与えたにも関わらず、安定計算結果が同じになったが?

7.突出部の水平荷重

Q7− 1.考慮できる水平荷重及び、制限事項は何か。

Q7− 2.A(杭の断面積)=0.0と印字される。

Q7− 3.突出部に荷重を載荷させても載荷しない場合と杭反力が変わらない。

8.底面前面水平抵抗

Q8− 1.地盤反力「K1,K2」を入力したにのも拘らず、計算に反映されず前面水平抵抗を考慮しない場合と比べても結果が変わらない。

Q8− 2.前面水平抵抗としてコンクリートがあるため、P1=P2=0.0と入力したい。

9.安 定 計 算(杭反力、変位)

Q9− 1.市販の参考図書と杭反力等が一致しないのはなぜか。

Q9− 2.斜杭が前方に2列ある場合2列目の杭反力の方が大きいのはなぜか。

Q9− 3.「原点変位:δx」とδfxの違いは何か。

Q9− 4.杭頭の結合条件を剛結と設定したが、結果確認は剛結で良いのか。

10.断面変化の扱い

Q10−1.杭の断面変化を行った場合、杭体の剛性等はどのように考えているのか。

Q10−2.杭の断面変化を行った場合換算載荷幅はどのように考えているか。

Q10−3.杭の断面変化を行った場合軸方向バネ定数はどのように考えて算出しているのか。

Q10−4.PC、PHC杭で「断面変化あり」とし、「断面二次」の扱いを「総断面」とすると、仮に上杭、中杭、下杭それぞれについての種別(A、B、C種)を変えた場合、杭の剛性はどのように変わるか。

11.杭体断面力、断面計算

Q11−1.地中部Mmax及びSmaxの検索方法。

Q11−2.杭のモーメント及びせん断力値が、地中部以下が急に全て 0.000となる。

Q11−3.断面力図の印刷が常に(1、1)の杭しか印刷されない。指定した杭の断面力を印刷できないのか。

Q11−4.杭体の応力度算定において軸方向力が安定計算時の杭頭鉛直反力と異なっているのはなぜか。

Q11−5.杭頭剛結合とした場合、杭体の応力度は杭頭ヒンジ結合の場合の検討も行うが、安定計算ではこの照査を行わないのはなぜか。

Q11−6.「2.5次元解析」で断面計算時、着目杭全てを網羅しているか。

Q11−7.「場所打ち杭」の場合、杭反力が正(押し込みの状態)の場合、断面照査時の軸力を0にしなくてよいのか。

Q11−8.鋼管杭の場合、板厚を杭配置入力画面で入力しているのに「断面計算」データで、再び板厚の入力を促すのはなぜか。

Q11−9.杭の厚さを,上杭と下杭で変更しているが、断面計算の中杭上端の照査を行うと、下杭で設定した杭の厚さにならず,上杭で設定した杭の厚さで計算しています。下杭の厚さでの計算結果はでないのですか?

Q11−10.杭本体の設計に於いて、道路橋示方書W編p361では、杭の引き抜き力を、地盤の状況に応じ低減すると記載してありますが、これに対応しているのか?

12.段落とし 

Q12−1.1/2MmaxにおけるMmaxはどの状態の値を用いているか。

Q12−2.1/2Mmaxの応力度算出時における設計軸力は杭頭剛結時の値か、杭頭ヒンジ時の値か。

Q12−3.「上杭、下杭」の「下杭」の断面計算をする際、照査位置の選択は「中杭上端」でよいか。

Q12−4.SC杭の場合、抵抗モーメントMrは鋼管中心、鋼管外側のどちらで算出しているか。

Q12−5.Mr(抵抗モーメント)の発生位置はどのように決定しているか。

Q12−6.上杭、中杭、下杭(あるいは上杭、下杭)と分けた場合、Mrの関係で適切な断面変化位置を計算するのか。

Q12−7.Mrの「発生位置」が「0.00m」となる。

13.結果一覧表

Q13−1.安定計算結果で得た各杭位置で鉛直反力の最大、最小が「Pmax、Pmin」にセットされていない。

Q13−2.「杭頭モーメントMt」と「地中部モーメントMm」が等しくなっている。

Q13−3.結果一覧表の出力が選択できない。また選択できても安定計算結果までは出力されるが、応力度の出力がされない。

Q13−4.「保存メモの入力」の「メモ名」は何に用いるのか。

Q13−5.剛結・ヒンジ条件で設計したとき、杭頭ヒンジの結果を計算結果一覧表で出力出来るか?

14.出力

Q14−1.印刷出力すると文字化けが生じるが、荷重ケース名などには文字数制限があるのか。

15 .杭頭結合照査(押し抜き、引き抜き等)

Q15−1.斜杭で杭頭作用力Mmaxが発生した場合、その値がセットされていない。

Q15−2.τvt(鋼管杭引抜きせん断応力度 )、τc(PHC杭外周におけるせん断応力度)が共に「0.000」となる。

Q15−3.PHC杭で方法Bによる引抜き力に対する照査の場合(H4「杭礎設計便覧P303」)、杭体内補強鉄筋を用いない場合の照査は可能か。

Q15−4.許容引抜きせん断応力度「τat」の出典。

Q15−5.許容付着応力度τacが設計基準強度によらず一定(τac=0.14N/mm2)なのはなぜか。

Q15−6.杭頭部の計算における、フーチングコートの垂直支圧応力度、押し抜きせん断応力度、水平支圧応力度についての検討がないのは、あえて計算を省いているのか。

Q15−7 .杭頭結合計算の杭頭補強鉄筋計算において、下記のエラー表示がでて、計算が出来ません。 メッセージ−> ”計算エラー[2380] 必要鉄筋量の計算に失敗しました。” 

Q15−8.杭頭の結合の基本条件のところで、垂直有効厚の考え方は。

Q15−9.杭の計算でY方向に杭が6本あるのだが、一括で計算出来ないのか。

Q15−10.フーチングコンクリートの押抜きせん断応力度は、σcvaが割増されているのに対して、地震等の割増しはなぜしないのか?

16.杭頭補強鉄筋照査

Q16−1.既製杭の杭頭補強鉄筋の計算は円形、円環のいずれの断面で行っているのか。

Q16−2.中詰め部に配筋できない。

Q16−3.補強鉄筋の計算で鉄筋の応力度σsが負になっているのはなぜか。

Q16−4.σsa=1400(kgf/cm)の場合も補強鉄筋の定着長がσsa=180(N/mm)と出力される。H8道示「下部構造編」(表-5.3.1 鉄筋の許容応力度)P170によればσsa=140(N/mm)ではないか。

Q16−5.SD295相当の許容応力度「180(N/mm2)」を使用する方法。

Q16−6.鋼管杭で鉄筋かごの場合の検討は可能か。

Q16−7.杭頭結合計算の杭頭の補強鉄筋のところで、杭径がプラス20cmとなっている根拠は何か。

Q16−8.杭基礎(場所打ち杭)の入力について杭のかぶりは仮想断面からのかぶりかまたは、杭外側からのかぶりか。

Q16−9.[溶接部のせん断応力度による溶接長]の計算式は何を参照しているか。

17.杭頭カットオフ照査

Q17−1.「σca1=27(杭体部)(N/mm2)」、「τcp=0.85(杭体部)(N/mm2)」の根拠。

Q17−2.中詰め部の補強鉄筋を無視することはできるか。

Q17−3.ヤング係数比「n=15」は内部固定か。

Q17−4.杭頭結合計算における許容支圧応力度σcvaについて自動計算をしていないのか?

18.他「UCー1シリーズ」との関連

Q18−1.「杭基礎」で得られたバネマトリックスを「FRAMEマネージャ(面内)」に入力する方法。

Q18−2.「杭基礎」で得られたバネマトリックスを「FRAMEマネージャ(面外)」に入力する方法。

19.比較表

Q19−1.比較表用のファイル「〜.ACMK」が作成されない。

Q19−2.比較表出力後、杭配置を変更し再計算を行い同一ファイル名で計算結果まで保存した。そして再度、当該ファイルを選択して比較表を出力しても前の杭配置図並びに計算結果が出力される。

20.設計調書

Q20−1.調表出力に於いて、杭体応力度が出力されていないが?

Q20−2.杭頭平均N値、変形係数Eoはなぜ出力されてないのか?

Q20−3.鋼管杭の材質の出力がされていないのはなぜか?

Q20−4.基礎工詳細設計調書(その2)において、杭体応力のNmax、Nminはなぜ出力されていないのか?

Q20−5.基礎工詳細設計調書(その2)において、仮想RC断面のせん断応力度について出力されないが?

21.その他

Q21−1.異種の杭(鋼管杭、場所打ち杭など)が混在するモデルは計算できるか。

Q21−2.上杭がSC杭、下杭がPHC杭の検討は可能か。

Q21−3.逆T式橋台の自動設計計算との連動データで比較表は作成できるか?


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