2.解析関連 |
Q2−1. |
橋台の慣性力は、支承の静摩擦係数(fa=0.15)による数値と、支承を固定とした場合(kh=0.14)の数値のうち小さい方を使用するはずだが、本プログラムではどのように処理されるのか? |
A2−1. |
設計水平震度=0.14(当該下部工が支持する上部工を含む設計水平震度)を直接入力していただく仕様となっております。
1基下部構造の入力画面(A2橋台)の『Khp:当該下部工が支持する上部工を含む設計水平震度』でご入力下さい。
この入力がない場合(Khp=0.0)は、比較を行わず静摩擦係数を用いて慣性力を算定します。
慣性力算定方法につきましては、製品ヘルプ「計算論理および照査の方法|1基下部構造|下部構造に作用する慣性力の算出方法」をご参照下さい。 |
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Q2−2. |
橋台のレベル2地震動の設計水平震度khcが算出されない理由は? |
A2−2. |
レベル2地震動(タイプI・II)の設計水平震度(Khc)を算出する際、許容塑性率が必要となりますが、橋台ではこの値が算出されないため、設計水平震度(Khc)は算出されません。
但し、橋台の許容塑性率を仮定して算定する事は可能です。
「基本条件」画面の「橋台の許容塑性率」で「考慮する」を選択します。
ここで設定された許容塑性率はすべての橋台に適用され、橋台個々に設定をする事はできません。
また、許容塑性率を仮定して算定した橋台の設計水平震度を振動単位の設計水平震度の判定(最大値を採用)に含むか否かは別設定となります。
設計者のご判断により、ご利用下さい。 |
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Q2−3. |
上部工死荷重の合計と、計算によって得られた分担重量の合計が異なるのはなぜか? |
A2−3. |
骨組解析において載荷される重量は、鉛直死荷重反力の値ではなく「解析モデル」で確認することのできる「質点重量」となります。
そのため、「質点重量の合計値」と解析結果の分担重量の合計が一致することになります。
現在、「荷重の入力」が意図した(鉛直死荷重反力と一致)状態ではないと推測されます。
鉛直死荷重反力の合計と上部構造重量合計が一致するように荷重を入力してください。 |
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Q2−4. |
「上部構造および下部構造の重量に相当する水平力を作用させた場合に生じる変位」とは? |
A2−4. |
「道路橋示方書・同解説 X 耐震設計編 平成24年3月 社団法人 日本道路協会」(以下、道示X)のP71(図-解6.2.5)
具体的には、道示XのP64(6.2.3)よりδを算定し、(6.2.2)より固有周期を算定しています。
ここで、表記のw(s)及びu(s)は、骨組構造の格点に載荷した集中荷重及び変位法で算定された格点の変位を意味します。
すなわち、上部構造および下部構造の重量に相当する水平力を作用させた場合に生じる変位量とは、P64(図-解6.2.8)「固有周期算定モデル」に示されるような、「●:重量に相当する力を作用させる節点」に「重量に相当する力」(1G相当の荷重)を作用させ、変位法により算定された橋梁全体の変位量を意味します。
複数下部構造における固有周期は、全体系の骨組剛性を考慮した上での結果です。
すなわち、支承条件だけでなく、上部構造や下部構造の剛性も考慮した上での結果です。
メニュー「ファイル|FRAMEデータのエクスポート」より、弊社FRAME製品で橋梁モデルを取り込むためのエクスポートファイル作成機能をご用意しております。
本機能をご利用いただき、FRAME製品で骨組構造および変位をご確認ください。
■変位の算出法について
微小変位理論に基づいた解析により、格点変位を未知量とする多元連立方程式を解くことによって所要の変位・断面力・反力を算出します。この連立方程式は、構造データから決定される剛性マトリックスと荷重データから決定される荷重ベクトルから構成されます。
一般的な変位法(構造力学の教科書等に記載されています)と考え方は同じなので、お手元の文献類をご覧ください。 |
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Q2−5. |
「下部構造の水平方向の剛性」の基礎バネはどのように算出されているのか? |
A2−5. |
以下、いずれかの方法で算定されます。
・慣性力作用位置に荷重を載荷させた時の変位より、フーチング下面位置の水平ばね・回転ばねを算定する
・水平ばね(=Ass)をそのままに、仮想部材を設け仮想固定点位置における回転ばねを算定する
これは、連成項の影響を水平方向と回転方向へ換算するもので連成項(Kxz(Asr))=0 の場合は
基礎の水平バネ = Kx(Ass)
基礎の回転バネ = Kz(Arr)
となります。
Kx(Ass) Kz(Arr) Kxz(Asr)の基礎バネの状態と連成項がない状態で慣性力作用での変位が一致するように算定されています。
詳細は、製品ヘルプをご参照下さい。
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Q2−6. |
解析結果にある「T/Tmin」とは? |
A2−6. |
T/Tminは、固有周期最小値とそれぞれの固有周期の比になります。
固有周期特性の判断基準としましては、道路橋示方書V耐震設計編P60上段に「表-解6.2.1において、橋脚間の固有周期特性が橋脚ごとに大きくことならないとは、仮に橋を1基の橋脚とそれが支持している上部構造部分に分割して、それぞれを1つの設計振動単位とみなして求めた固有周期の最大値と最小値の比が1.5未満であることをいう。」の記述がございます。
この記述の解釈としては、下部工を独立した振動単位に分割した結果での固有周期の比較となりますので、1基下部構造としてモデル化を行い算出した固有周期を比較することになります。プログラムでは、1基下部構造計算結果としてこの固有周期特性比を「T/Tmin」として表示しております。
ただし、この固有周期特性の比較は道示VP60の解説に「橋脚間の」と記載されているため「橋台」については比較を行いません。
※詳細は、道路橋示方書V耐震設計編 P60およびP63(表-解6.2.1)をご参照下さい。
橋梁モデルの解析では、基本条件にて「□橋軸直角方向 固有周期特性により自動判定を行う」がチェックされている場合に、下記の手順により判定を行います。
@1基とそれが指示する上部構造に分割して計算
A固有周期特性の比較
B固有周期の最大値と最小値の比が1.5以上であれば複数下部構造として計算
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Q2−7. |
固有周期特性を判別するとき、橋台を含めているか? |
A2−7. |
固有周期特性による判定においては、「橋脚間の固有周期特性」との記述がございますので橋脚のみを比較の対象としています。
橋台の固有周期特性により複数下部構造計算を行う場合は、「□橋軸直角方向 固有周期特性による自動判定を行う」のチェックを外していただきますようお願い致します。
道示における1基下部構造としての固有周期算定法は、近似的に1自由度の力学系を仮定して求める方法で、あくまで簡易的な計算法と言えます。
そのため「条件付き(固有周期の差の大小)」で適用を許しているものと思います。
本来、連続桁橋の固有周期は複数下部構造として求めるべきものと考えますので、上記判断で迷われた場合は、敢えて固有周期特性で判断するのではなく、複数下部構造として取り扱えば十分であると考えます。
ただし、設計振動単位の最終的な決定は設計者のご判断に委ねられます事をご了承下さい。 |
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Q2−9. |
橋脚の慣性力の作用位置はどのように決定されているか? |
A2−9. |
慣性力作用位置は、上部工と下部工の位置関係で決まります。
慣性力の作用位置 = (h) - H1
(h):下部工天端から橋面までの高さ(「橋梁モデルの解析|上下部構造の配置|下部工配置情報|下部工天端から橋面(縦断曲線)までの高さh(m)」で設定)
H1:上部構造の重心位置から橋面までの高さ(「構造物形状の登録|上部構造|形状編集|重心位置|H1(m)」で設定)
詳細は、ヘルプ「計算論理および照査の方法|入力データの複数下部構造モデルへの反映」をご参照下さい。
掛け違い部では、それぞれの慣性力作用位置の最大値を代表値としています。 |
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Q2−11. |
「分担重量(1基)」で分担重量を入力したが、「橋梁モデルの総合計算」では可動橋脚の分担重量は死荷重の1/2となっており、入力した分担重量が反映されていない。 |
A2−11. |
総合計算において、計算結果として表示される分担重量は、
H = Khc・Wu
の式が成立するように慣性力Hから逆算された値です。
可動支承の慣性力は、H=1/2Rd・Khcで算定されるので、
Wu = 1/2Rd
となります。
分担重量(1基)にて入力した値は、固有周期算定時の上部構造荷重として使用されます。
計算結果確認画面の「F:固有周期算定に用いる上部構造重量」として表示されますのでご確認下さい。
支承条件が「固定」であれば、慣性力は
H = Wu・Khc
で算定されるので、入力された分担重量と計算値は常に一致します。
なお、入力した分担重量をそのまま最終的な分担重量(結果)とする場合は、基本条件にて分担重量を慣性力から逆算しない設定として下さい。
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Q2−12. |
橋梁に縦断勾配があるとき、桁の剛性はどのように評価され、解析に影響してくるのか? |
A2−12. |
本プロダクトでは、縦断勾配を設けた場合の剛性についても水平時と同じ値が適用されます。
よって縦断勾配による影響は、部材剛性の違いではなく、上部構造部材に生じる角度によるものです。
Frameモデルの確認にて、実際に解析しているFrameモデルの詳細を確認する事が可能ですので、部材剛性の確認等にご利用下さい。 |
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Q2−13. |
Frameデータのエクスポートを行い、Frameマネージャ側で温度荷重のケースを作成して計算しても作用力が算出されない。 |
A2−13. |
まず、材質の設定において、線膨張係数αが設定されているかご確認ください。
固有周期算定モデルのエクスポートファイルを流用されているのであれば、線膨張係数の値は0.0でエクスポートされます。
この場合は、線膨張係数の入力を別途行っていただきますようお願い致します。
固有周期算定用のモデルは、動的変形係数EDより算定された固有周期算定用の基礎バネ値が使用されています。
温度変化時のモデルでは、常時の基礎バネ値を使用しますので、支点条件の変更も必要です。
「震度算出(支承設計)」にて、常時・風時の解析設定を行っている場合は、常時解析モデルも同時にエクスポートされます。
温度荷重による解析は、常時モデルをエクスポートしてご利用頂くのがよろしいかと存じます。
また、「震度算出(支承設計)」でも温度荷重によるFrame解析の結果を確認する事が可能です。 |
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Q2−14. |
入力した静摩擦係数は何に反映されるのか? |
A2−14. |
慣性力の算定に用います。
詳細は、ヘルプ「計算論理および照査の方法|複数下部構造|下部構造に作用する慣性力の算出方法」をご参照下さい。
また、このヘルプは道路橋示方書V耐震設計編 P76〜P79の記述を元に作成されています。
複数下部構造における固定支承・可動支承を有する場合の算定方法は、1基下部構造における慣性力算定式(解 6.3.5)(解 6.3.6)および(解
6.3.17)(解 6.3.18)に準じております。
これは、当該下部構造の設計振動単位が複数下部構造であっても「規模の大きく異なる2連の上部構造が同一の下部構造に支持されている場合には、可動支承側に作用する摩擦力の影響が無視できない(P76解説)」の記述を考慮し、可動支承側の影響を含め安全側の設計とした方が良いとの判断によるものです。 |
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Q2−15. |
免震支承のとき、免震支承の有効設計変位に対して等価剛性を算出しているか? |
A2−15. |
有効設計変位UBeを用いて、等価剛性を算定しています。
ただし、支承定数の基準書で「道路橋支承便覧(平成16年4月)」を選択されている場合は、変位に慣性力の非定常性を表す係数CBを乗じるのではなく、せん断ひずみに乗じて有効せん断ひずみとします。
■道路橋の耐震設計に関する資料(平成9年3月)
γ = UBe/Σte・・・有効せん断ひずみ
UBe = UB・CB・・・有効設計変位
■道路橋支承便覧(平成16年4月)
γe = CB・γ・・・有効せん断ひずみ
γ = UB/Σte
基準書により、式の表現が異なりますが有効せん断ひずみ(有効設計変位時のせん断ひずみ)を用いる点に相違はありません。 |
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Q2−16. |
レベル2も固有周期特性による設計振動単位の判定が行われるか? |
A2−16. |
レベル1と同様に判定を行います。
結果一覧に1基下部構造での結果を表示し、固有周期特性が1.5を越える場合は複数下部構造計算を行う旨メッセージが表示されます。 |
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Q2−17. |
計算実行すると「許容塑性率の値が0.5以下となっています」「連動先プロダクトで設定された免震化条件と相違があります」というメッセージが表示される。この場合の対処方法と、メッセージを無視したときの計算結果への影響は? |
A2−17. |
■警告について
「震度算出(支承設計)」と「橋脚の設計」での免震化の設定に相違があるためです。
「許容塑性率の値が0.5以下となっています。」のメッセージは、免震化条件の相違から発生した警告です。
警告画面の右下にある「ヘルプ」ボタンを押下して、ヘルプをご参照ください。
各メッセージ項目の詳細を表示することができます。
【例】
震度算出(支承設計)・・・「入力|設計条件|基本条件」にて免震設計とする【免震設計】
橋脚の設計・・・「入力|設計条件|基本条件」「補正係数CEを考慮する」をチェックしない【非免震設計】
設定の違いにより、免震設計時の許容塑性率μmが取得できないため、許容塑性率に関する警告も表示されます。
■計算結果への影響について
Frame解析結果への影響はありません。
よって、固有周期・全支点がバネまたは固定の場合の分担重量への影響はありませんが、設計水平震度は正しく算定されません。
許容塑性率による低減が正しく行われない為です。 |
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Q2−18. |
免震支承の等価剛性における設計変位(仮定値)UBはどのように算出されているのか? |
A2−18. |
仮定値の初期値は、「道路橋の耐震設計編に関する資料 平成9年3月」に示されるγ(有効設計変位におけるせん断ひずみ)の範囲より算定しています。
高減衰ゴム支承の場合 最小 γmin=0.0 最大 γmax=3.0
UBe = UB・CB(CB:慣性力の非定常性を表す係数)
γ = UBe/Σte
UB = γ・Σte / CB
上記式にて最小変位UBmin、最大変位UBmaxを算定し、その中間値を初期値としています。
初期変位 = (UBmax + UBmin) / 2.0
支承定数にて、「支承便覧 平成14年4月」を選択されている場合は、特にγの範囲に指定はありませんが、初期値の目安として旧定数と同じ扱いをしています。
初期値は、手動で設定する事も可能です。
収束計算画面より、「設計変位UBの初期値(仮定値)」の青文字をクリックすると設定画面が表示されます。
詳細は、ヘルプをご参照下さい。
収束計算過程における仮定値は、以下で算定されます。
新仮定値=(旧仮定値+実変位)/2
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Q2−19. |
2径間連続桁橋の計算で、レベル2地震時の橋台の分担重量Wuがゼロになる理由は? |
A2−19. |
■総合計算の場合
最終結果である分担重量は、慣性力からH=Kh(Khc)・Wuの関係が成り立つように逆算しています。
つまり、以下の式で算定されます。
Wu = H / Kh(Khc)
詳細は、ヘルプ「計算論理および照査の方法|複数下部構造|下部構造が支持する上部構造分担重量の算出方法算」をご参照下さい。
橋台の場合は、許容塑性率が算定されないためレベル2地震時の設計水平震度(Khc)が算定されません。
お問い合わせのケースのように設計振動単位内に橋台しか存在しない場合は、Khc=0.0となり、結果としての分担重量が算定されません。
基本条件にて「橋台の許容塑性率を考慮する」とし、許容塑性率を過程する事で橋台のレベル2地震時設計水平震度Khcおよび分担重量Wuを算定する事ができます。
■1基下部構造(単体機能)の場合
「1基下部構造(単体機能)」においては、この取り扱いを選択する事ができます。
○慣性力から逆算する ※総合計算と同じ結果となります
○固有周期算定に用いた分担重量を結果とする |
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Q2−21. |
常時の支承の移動量算定において、支承ばね剛性や橋脚ばね剛性を考慮しているのでしょうか? |
A2−21. |
支承便覧準拠を指定されている場合、支承バネおよび橋脚(基礎を含む)バネの影響は、支承便覧P107に記載されている式にて考慮し、支承移動量を算定しています。
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Q2−25. |
風荷重は分布荷重として考慮されるのか、それとも影響線載荷か。(Ver.4) |
A2−25. |
影響線載荷です。
風荷重反力については、部材単位で荷重を作成しておき、この荷重を作用させた場合の反力が正値のものを集計して算定しています。
詳細は、ヘルプの
「計算論理および照査の方法|常時・風時の解析|風時の解析」
をご参照ください。 |
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Q2−26. |
ブロック単位で算定した分担重量の合計が上部構造の重量合計と一致しない理由は?(Ver.4) |
A2−26. |
最終的な分担重量は、慣性力/設計水平震度の式で慣性力より算定しています。
ブロック単位の結果の場合、掛け違い部では双方の上部構造における設計水平震度が慣性力の算定に用いられますが、割り戻す設計水平震度は、着目している設計振動単位における値です。
よって、上部構造毎に設計水平震度が異なる場合は、最終的な分担重量の合計と上部構造重量の値が一致しません。
「基本条件|分担重量の算定方法」にて、割り戻す設計水平震度をそれぞれの上部構造における設計水平震度とした場合は、両者の値は一致します。 |
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Q2−27. |
温度変化時の水平力を確認する方法は?(Ver.10) |
A2−27. |
支点移動量の算定方法として「静的骨組解析」を選択し、温度変化時の荷重を設定すると結果確認画面で温度変化による水平力を確認することができます。 |
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Q2−28. |
温度時の解析に鉛直荷重(自重)を考慮する必要はないのか。(Ver.4) |
A2−28. |
純粋に温度荷重変化の変位を算定するのであれば、鉛直荷重(自重)は、載荷しません。
鉛直荷重(自重)を載荷した場合には、死荷重による変位が含まれます。
ご参考までに、死荷重による移動量算定方法は、道路橋支承便覧(平成16年4月)P108〜に記載されています。 |
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Q2−29. |
(Q2−27と重複のため削除) |
A2−29. |
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Q2−31. |
基礎バネ位置に値があるものとないものとがある理由は?(Ver.4) |
A2−31. |
基礎バネ位置とは、骨組解析モデルの位置と基礎バネ算定位置(フーチング中心)の偏心量となります。
鉛直力作用位置(支承位置)が骨組位置となりますので、橋台と橋脚の違いによって変化するのではなく、下部工のモデルによる違いがございます。
通常、橋脚の場合は橋軸方向に下部工モデルが左右対称となっており、基礎バネ位置は0.0となります。
1基下部構造としての計算では、鉛直力が関係しないので、そのままのバネ値を使用しますが、複数下部構造(橋軸方向)の計算で、橋台の支承条件が固定の場合には、鉛直力が関係するので、支承線の位置で基礎バネを算出し直します。
製品ヘルプ「計算論理および照査の方法|複数下部構造|基礎バネ算出の位置」もあわせてご覧いただきますよう、よろしくお願いします。 |
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Q2−32. |
鉛プラグ入り積層ゴム支承の一次剛性算定時の係数αは何に影響するのか?(Ver.4) |
A2−32. |
係数αは、等価減衰定数に影響します。
等価剛性については、定数を用いた直接的な算定式にて求めていますので、1次剛性・2次剛性の値は使用しません。
算定式については、支承便覧の以下のページに記載がございます。
等価剛性算定式:支承便覧P95〜P97
等価減衰定数算定式:P98
また、等価剛性算定を実行した状態で印刷プレビューを実行すると、結果において計算式を確認する事ができますのでご利用下さい。 |
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Q2−33. |
設計振動単位の自動判定による総合計算の判定基準は?(Ver.4) |
A2−33. |
◆橋軸方向
使用される橋脚高に関係なく、支承条件で分割されます。
◆橋軸直角方向
「基本条件|橋梁モデルの解析|□橋軸直角方向 固有周期特性による自動判定を行う」がチェックされている場合は、1基下部構造計算を実施し、その結果の固有周期特性により設計振動単位を判定します。
チェックされていない場合は、常に全体系を一つの設計振動単位とした複数下部構造計算を行います。
※橋軸直角方向の支承条件として「バネ」が1カ所でも指定されている場合の設計振動単位は、固有周期特性によらず「複数下部構造」として判定されます。
固有周期特性により判定するが選択されている場合には、使用する橋脚高の相違により、1基下部構造計算結果の固有周期特性が大きく異なり、複数下部構造と判定されるケースも考えられます。
固有周期特性により、複数下部構造と判定された場合は、
「印刷プレビュー|解析結果|一覧表」
「結果確認画面 一覧表」
に「固有周期の最大値と最小値の比が1.5以上であるため、複数下部構造として算定する」とコメントが表示されます。 |
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Q2−34. |
フーチング中心位置と支承線にずれがあるとき、基礎バネはどのように算出され計算に考慮されるのか?(Ver.4) |
A2−34. |
「震度算出(支承設計)」では、フーチング中心位置とフレーム位置が一致しない場合(基礎バネ算出位置0以外の場合)にフレーム位置でのバネ値に換算した値を用いて複数下部構造計算を行っています。
換算方法につきましては、「計算論理および照査の方法|複数下部構造|基礎バネ算出位置」をご参照下さい。 |
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Q2−35. |
本プログラムにおいて設計水平震度と地盤種別をどのように取り扱っているか説明してほしい。(Ver.4) |
A2−35. |
・上部工慣性力算出に使用する設計水平震度Khについて
道示XP85「6.3.3 設計水平震度」の(2)項に同一の振動単位においては「橋脚」ごとの地盤種別を考慮して求めた設計水平震度のうち最も大きな値を設計水平震度として用いる事が記述されています。
本プログラムでは、この記述に準拠し、同一振動単位系の「橋脚」グループの最大値を設計水平震度として慣性力を算出しています。
この最大値の判定に「橋台」も含む場合は、「基本条件|レベル1地震動の設計水平震度」「レベル1地震動の設計水平震度」の設定で「橋台を含めた・・・」をご選択下さい。
・地盤面の設計水平震度Khgについて
地盤面のゆれはそこに設置された構造物のゆれに大きく影響しますが、構造物のゆれが地盤のゆれを支配することは考えられません。
したがって、地盤種別が異なったとしても地盤面の設計水平震度に最大値を与える地盤の値を適用する必要はないと考え、本プロダクトでは、地盤面の設計水平震度はそれぞれの地盤種別から算定されたKhgを最終結果としています。
※(参考)道路橋示方書V耐震設計編 P84 〜土の重量に起因する慣性力や地震時土圧には橋の振動が大きく影響しないためである。
・設計水平震度の標準値 Khc0について
「(2)同一の振動単位においては(略)」については、許容塑性率・地盤種別を考慮した設計水平震度Khcに対する記述であると解釈し、Khc0については、それぞれの地盤種別・許容塑性率を考慮した値としています。
下部構造設計におけるKhc0についても、最大値ではなく、各橋脚に応じた値を採用しています。
仮に標準値Khc0についても最大値を採用するとした場合
最大設計水平震度Khcを算定した、Khc0を採用する
各Khc0の最大値を採用する
のいずれを使用するべきかも問題になるかと思います。
以上が、弊社としての考えとなります。
本件につきましては明記した正式な資料等を持ち合わせておりませんので、最終的には設計者のご判断が必要であると考えます。 |
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Q2−36. |
「橋脚の設計」の「考え方」−「保有耐力法」−「柱」で「「道示X(解7.4.1)に対する照査」の「橋軸方向に適用する、橋軸直角方向に適用する 」のチェックを外しているにも関わらず、「震度算出(支承設計)」側で計算するとKhc=0.4・Czとなっている。(Ver.4) |
A2−36. |
レベル2の算出式の値が0.4・Czを下回ると、Khc=0.4・Czとなります。
道示V 6.4.3設計水平震度の(1)の1)、および2)により、
レベル2の設計水平震度Khcの算出式は、
Khc = Cs・Cz・Khco
ですが、
1)Cz・Khcoの値が0.6を下回る場合には、Khc=0.6・Csとなります。
2)Khcの値が0.4・Czを下回る場合には、Khc=0.4・Czとなります。 |
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Q2−37. |
鉛直バネは計算に影響するのか。(Ver.4) |
A2−37. |
水平力しか載荷しませんので直接的な影響はありませんが、複数下部構造の計算においては影響します。
しかし、設計例では鉛直バネを考慮していないケースが多く、基礎形式によっては鉛直バネの算定方法が明らかでないものもあります。
プログラムでは、鉛直バネの算定方法が明らかな基礎についてはこれを算定し、計算に反映させるようにしておりますが、不明な場合は「固定」として扱っています。 |
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Q2−38. |
免震支承の支承定数の設定における基準書の選択によって、等価剛性はどのように算出されるのか。(Ver.4)
・道路橋の耐震設計に関する資料(平成9年3月)
・道路橋支承便覧(平成16年4月) |
A2−38. |
支承定数の基準書で「道路橋の耐震設計に関する資料(平成9年3月)」を選択されている場合は、有効設計変位UBeを用いて、等価剛性を算定しています。
「道路橋支承便覧(平成16年4月)」を選択されている場合は、変位に慣性力の非定常性を表す係数CBを乗じるのではなく、せん断ひずみに乗じて有効せん断ひずみとします。
■道路橋の耐震設計に関する資料(平成9年3月)
γ = UBe/Σte・・・有効せん断ひずみ
UBe = UB・CB・・・有効設計変位
■道路橋支承便覧(平成16年4月)
γe = CB・γ・・・有効せん断ひずみ
γ = UB/Σte
基準書により、式の表現が異なりますが有効せん断ひずみ(有効設計変位時のせん断ひずみ)を用いる点に相違はありません。 |
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Q2−39. |
分担重量を指定したにも関わらず、計算結果では異なる値が算出されている。原因は何が考えられるか。(Ver.4) |
A2−39. |
分担重量算定方法が、「慣性力から算定する」に設定されると、結果としての分担重量は慣性力の値より
H = Kh(Khc)・Wu
の関係が成り立つように逆算して求められます。
この指定は、入力画面「1基下部構造(単体機能)|解析条件」の左下「結果としての分担重量算定方法」で設定されます。
慣性力の算定方法については、ヘルプ「計算論理および照査の方法|1基下部構造|下部構造に作用する慣性力の算出方法」をご参照下さい。
また、計算結果プレビューで「1基下部構造|解析結果|詳細」にて、慣性力および分担重量の計算過程をご確認いただけます。
入力された分担重量をそのまま結果として使用される場合は、「固有周期算定に用いた分担重量を結果とする」をご選択下さい。 |
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Q2−40. |
ラーメン橋は設計振動単位の自動判定による総合計算を行う必要があるか。(Ver.4) |
A2−40. |
道路橋示方書V耐震設計編「表-解 6.2.1 設計振動単位」の記述に準じると、ラーメン橋の設計振動単位は常に複数下部構造なので、設計振動単位の自動判定による総合計算を行う必要はなく、複数下部構造計算を行えばよいと考えます。 |
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Q2−41. |
「FRAMEデータのエクスポート」で作成したファイル(*.$01)を「FRAMEマネージャ」(FRAME(面内))で開いたとき、橋台の基礎バネの値が変わっている。(Ver.4) |
A2−41. |
本プロダクトで入力する基礎バネ値は、フーチング中心で算出した値です。
1基下部構造としての計算では、鉛直力が関係しないので、フーチング中心の基礎バネをそのまま計算に用います。
複数下部構造(橋軸方向)の計算で、橋台の支承条件が固定の場合には、鉛直力が関係するので、支承線の位置で、基礎バネを算出し直します。
詳細は、ヘルプの
「計算論理および照査の方法|複数下部構造|基礎バネ算出の位置」
をご参照下さい。
【座標系について】
「震度算出(支承設計)」と「FRAMEマネージャー」とは座標系が異なります。
「震度算出(支承設計)」
■水平方向:左向きを(+) ■鉛直方向:下向きを(+) ■回転方向:反時計回りを(+)
「FRAMEマネージャー」
■水平方向:左向きを(−) ■鉛直方向:下向きを(−) ■回転方向:反時計回りを(+)
したがいまして、「FRAMEマネージャー」に入力する場合はKxz(Kxm)、Kyz(Kym)の符号を反転していただく必要があります。
※()内は「FRAMEマネージャー」での記号
なお、水平バネ、鉛直バネ、回転バネについては符号を考慮しておりませんので、座標系の違いによる符号の反転は必要ありません。
橋軸方向
震度算出 → FRAMEマネジャー
水平 kx → kx
鉛直 ky → ky
回転 kz → km
連成 kxy → kxy
連成 −kxz → kxm
連成 −kyz → kym
直角方向
震度算出 → FRAMEマネジャー
橋軸回り回転 kx → kx
鉛直回転 ky → ky
水平 kz → kz
連成 kxy → kxy
連成 kxz → kxz
連成 kyz → kyz |
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Q2−42. |
免震設計のときに表示される「固有周期(橋梁全体の全支承を固定で計算した場合の参考値)」とは?(Ver.4) |
A2−42. |
道示XP136の、
「ここで、固有周期の長い橋とは、橋の規模にもよるが、一般に支承条件を全て固定と仮定した場合の固有周期が1.0秒程度以上の橋を目安としてよい。」
という記述にあるように、免震橋を採用してよいかの判定のために参考値として出力しています。
この結果は、水平方向のバネを「固定」と置き換えた場合の結果であり、その他の支承条件に設定されている値はそのまま適用されます。つまり「鉛直バネ」を入力されている場合は、「固定」とせず入力値が適用された結果となります。 |
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Q2−43. |
免震構造において、支承バネを直接入力したとき、等価剛性の収束計算は必要か。(Ver.5) |
A2−43. |
「免震支承の等価剛性算定」では、免震支承の設計変位を道示V耐震設計編 P142の記述により算定し、その設計変位(有効設計変位)における免震支承の等価剛性を算定します。
ヘルプ「計算論理および照査の方法|複数下部構造計算|免震設計」以下のヘルプに計算の流れ、具体的な計算式が記載されていますのでご参照下さい。
免震支承の場合、その等価剛性は支承の変位に依存するので収束計算が必要になります。
「免震支承の等価剛性算定」は、支承の各条件より、この収束計算を実行し、等価剛性および支承の減衰定数を算定します。
算定された結果を「支承条件」入力データとして反映する事を目的としたツール的機能です。
したがいまして、免震支承の等価剛性KBが分かっている場合は、「免震支承の等価剛性算出」の収束計算は必要ではなく、免震支承の等価剛性 KBを支承のバネ値に直接入力します。 |
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Q2−45. |
下部工毎に地盤種別が異なるとき、同一設計振動単位においては地盤面の設計水平震度Khgについても各下部工毎に求めたKhgの最大値を用いるべきか。(Ver.5) |
A2−45. |
地盤面のゆれはそこに設置された構造物のゆれに大きく影響しますが、構造物のゆれが地盤のゆれを支配することは考えられません。
したがって、地盤種別が異なったとしても地盤面の設計水平震度に最大値を与える地盤の値を適用する必要はないと考え、本プロダクトでは、地盤面の設計水平震度はそれぞれの地盤種別から算定されたKhgを最終結果としています。
※(参考)道路橋示方書V耐震設計編 P84 〜土の重量に起因する慣性力や地震時土圧には橋の振動が大きく影響しないためである。 |
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Q2−46. |
全体系静的骨組解析により算定される断面力Fはどのように算出されるのか。(Ver.5) |
A2−46. |
本プログラムは、「道路橋示方書・同解説 X 耐震設計編 平成24年3月 社団法人日本道路協会」(以下、道示X)のP71(図-解6.2.5)「固有周期算定モデル」に示されるような、離散型の骨組構造にモデル化し、変位法を用いて固有周期を算定しています。
静的骨組解析により算定された断面力は、固有周期算定モデルでの変位法による計算における断面力の結果です。
■静的骨組解析により算定された断面力の算出法について
微小変位理論に基づいた解析により、格点変位を未知量とする多元連立方程式を解くことによって所要の変位・断面力・反力を算出します。この連立方程式は、構造データから決定される剛性マトリックスと荷重データから決定される荷重ベクトルから構成されます。
一般的な変位法(構造力学の教科書等に記載されています)と考え方は同じなので、お手元の文献類をご覧ください。
※変位法について説明した資料はこちら 「変位法.pdf」 |
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Q2−47. |
「震度算出(支承設計)」における分担重量をどのように理解したらよいか(Ver.5) |
A2−47. |
本プログラムでは、道示XP71「図-解6.2.5 固有周期算定モデル」に示されるような、離散型の骨組構造にモデル化し、変位法を用いて固有周期を算定しています。
複数下部構造計算での固定および弾性支承における分担重量は、「固有周期算定モデル」の変位法によって算定される断面力(下部構造天端部材、天端側に生じるせん断力)(道示XP70のF)となります。 せん断力(分担重量)の方向は、水平方向(慣性力の作用方向)です。 ※フレーム計算結果の断面力は、メニュー「結果確認|FRAME解析...」でご確認いただけます。
なお、分担重量の算定方法に関しましては、「震度算出(支承設計)」ヘルプの 「計算論理および照査の方法|複数下部構造|下部構造が支持する上部構造分担重量の算出方法」 をご参照ください。
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Q2−48. |
風荷重時の支点の移動量は上部構造のみの値か、あるいは下部構造の移動量を含んでいるのか。(Ver.5) |
A2−48. |
「風時の支点移動量」算出のフレームモデルでは、下部構造もモデル化されていますので、下部構造の移動量も考慮されます。
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Q2−49. |
「橋台の設計」との連動で、A1橋台を回転して配置したのがA2橋台のとき、A2橋台は逆方向の作用力により照査を行う必要があるか。(Ver.5) |
A2−49. |
「橋台の設計」では、慣性力の作用方向=土圧の作用方向となります。 上部構造の慣性力を算定した方向にかかわらず、算定された上部構造慣性力を土圧方向(背面→正面方向)に作用させて解析を行います。 よって厳密には、 A1橋台は、「X順方向」 A2橋台は、「X逆方向」 の結果(震度算出で算定された慣性力)で、設計を行うのが正確と言えます。 しかし、作用方向を変更しただけで算定される慣性力が大きく異なるケースは、殆どありません。 作用方向による影響が懸念される場合は、震度算出にて両方向の計算を行い、計算結果が大きく異なるようであれば、それぞれの橋台における安全側の数値を採用いただくのが良いと考えます。
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Q2−50. |
橋軸直角方向の基礎バネ Ky が固定になっている理由は?(Ver.5) |
A2−50. |
橋軸直角方向の計算に用いる基礎バネは、以下の通りです。
橋軸方向回り回転バネ(Kx=Arr):橋軸回りの回転力と回転変位の関係を表すバネ定数(kN・m/rad) 鉛直方向回り回転バネ(Ky)
:鉛直軸回りの回転力と回転変位の関係を表すバネ定数(kN・m/rad) 橋軸直角方向バネ
(Kz=Ass):橋軸直角方向の力と変位の関係を表すバネ定数(kN/m) kxy
:橋軸回り回転力(回転変位)と鉛直軸回りの回転変位(回転力)の関係を表すバネ定数 kxz(Asr)
:橋軸回りの回転力(回転変位)とZ軸方向の変位(力)の関係を表すバネ定数 kyz
:鉛直軸回りの回転力(回転変位)とZ軸方向の変位(力)の関係を表すバネ定数
通常の基礎では2次元での照査を行いますので、鉛直軸回りの回転(フーチングを上から見てのねじり)に関する照査は行われていません。従って、杭基礎に限らず鋼管矢板基礎やケーソン基礎においても鉛直軸回りに関するバネ定数は算出されません。これらのバネをどのように設定するかで橋軸直角方向の計算に影響しますが、道路橋示方書V耐震設計編では、「上部構造と下部構造の結合条件は鉛直軸回りを自由としてもよい」としているので、この軸回りのバネ定数(Ky)は「固定」を、また軸回りのバネ定数との連成項(kxy,kyz)については「0.0」を入力すればよいと考えます。 そのため、橋軸直角方向 鉛直方向回り回転バネ(Ky):固定 kxy
:0.0 kyz :0.0 として扱っています。
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Q2−51. |
下部構造の水平方向の剛性の項で、KFuとKFrはどのように算出されるのか。 |
A2−51. |
算定式は以下の通りです。
@「慣性力作用位置に荷重を載荷させた時の変位よりフーチング下面位置の水平ばね・回転ばねを算定する場合」 基礎の水平バネKFu = Ho/δo
(kN/m) 基礎の回転バネKFr = Mo/θo (kN・m/rad)
A「水平ばね(=Ass)をそのままに、仮想部材を設け仮想固定点位置における回転ばねを算定する場合」 基礎の水平バネKFu = Ass
(kN/m) 基礎の回転バネKFr = Arr−Ass・HG^2 (kN・m/rad)
※計算式の詳細は、ヘルプ「操作方法|入力データ|下部構造の水平方向の剛性|解析条件」をご参照下さい。 「下部構造の水平方向の剛性」画面のヘルプボタンより表示できます。
どちらの式も「地盤バネは回転と水平変位が独立したバネとして取り扱う方が簡単である」との主旨から、連成項の影響を水平・回転に換算する事を目的としています。 @の方法では、同じ基礎でも慣性力作用位置によって換算バネ値が異なる Aの方法では、慣性力作用位置に関わらず換算バネ値が一定である
という特徴があります。
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Q2−52. |
常時の基礎バネはどこで確認することができるのか。(Ver.5) |
A2−52. |
「下部構造(構造物形状の登録)」画面(左側のツリーにて、「構造物形状の登録」-「下部構造」をダブルクリックし表示される画面)の「モデル確認」ボタンを押下し、「解析モデル確認」画面の基礎バネ(常時)にてご確認ください。 なお、印刷プレビューにて確認する場合は、「ファイル(F)|印刷項目設定(I)」の「印刷項目の設定」で、「橋梁モデルの解析」の「常時基礎バネ」をチェックしてご確認ください。
なお、常時基礎バネが算定されていない場合は、「解析モデル確認」画面にて「常時の基礎バネは設定されていません。」と出力されます。
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Q2−53. |
ある下部構造の分担重量がマイナスになる原因は何が考えられるか。(Ver.5) |
A2−53. |
分担重量が負になる原因として、例えば当該下部構造だけが他の下部構造と比較して高い構造物である場合や基礎バネ値が小さい場合などに上部構造の変位よりも下部構造自身の変位が大きくなり、下部構造が上部構造に引き戻される状態となり、その結果、分担重量が負で発生してしまうことが考えられます。
当該下部構造のレベル1地震動橋軸直角方向の分担重量が負になったと仮定すると、 @当該下部構造上の支承のレベル1地震動橋軸直角方向のバネ値に1.000000E+000(限りなく可動に近い値)を設定し、当該下部構造の自重作用だけによる変位を確認します。 「複数下部構造の計算|レベル1|詳細:橋軸直角方向」の結果から、この時の当該下部構造天端格点[1]の変位
A支承条件を変更せずにそのまま複数下部構造の計算を行ったときの当該下部構造の変位を確認します。 「複数下部構造の計算|レベル1|詳細:橋軸直角方向」の結果から、この時の当該下部構造天端格点[1]の変位
@とAを比較すると、@の方が大きく、上部構造と連結した場合は当該下部構造が自重により大きく変形しようとするのを上部構造によって引き戻されるような状態となっているのではないかと思われます。 よって、この場合は、せん断力がマイナスとなり、負の分担重量が算定される結果となります。
道路橋示方書・同解説X
耐震設計編(平成14年3月)P81には、慣性力の分担率が下部構造間で大きく異なる構造を有する橋に対しては、「橋全体系としての耐震安全性について十分配慮する必要がある」との記述があります。 従来の道示規定のように、単に慣性力を増加させて耐力の小さい橋脚が設計されないようにするだけでなく、橋全体系としての耐震性の向上を図る方法の選択も可能であると規定していることから、下部構造設計用の慣性力決定には設計者のご判断が必要であると考えます。
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Q2−54. |
降伏剛性はどのように算定されるのか。(Ver.5) |
A2−54. |
降伏剛性は、道示X P167 「10.3 単柱式の鉄筋コンクリート橋脚の水平耐力及び水平変位の算出」の解説に準拠して算定しています。
具体的には、
@橋脚を高さ方向にm分割し、分割された断面ごとに初降伏モーメントMy0、初降伏曲率φy0を算出します。 高さ方向の分割数としては、50分割程度でよい。(道示X P174の解説)
A道示X P174 (解10.3.6)式により、初降伏時の上部構造の慣性力の作用位置の変位δy0を算出します。
B初降伏時の水平耐力Py0を算出します。 分割された断面ごとに降伏水平耐力Py0iを Py0i = My0i / (h +
yi) Py0i:i番目の断面の初降伏水平耐力 My0i:i番目の断面の初降伏モーメント h:橋脚天端から上部構造の慣性力の作用位置までの距離(Iz算出時は橋軸方向の、Iy算出時は橋軸直角方向の値) yi:i番目の断面の橋脚天端からの距離 算定し、1〜m断面の中でPy0iが最小となる値を初降伏時の水平耐力Py0とします。 「橋脚の設計」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、初降伏時、終局時の水平力の算出」も併せましてご参照ください。
C道示X P56の6行目の式 Ky = Py /
δy より、降伏剛性Kyを算出します。 「橋脚の設計」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|降伏剛性|降伏剛性」も併せましてご参照ください。
D降伏剛性時の断面2次モーメントIyを算出します。 Iy = Ky * (h^3 - hu^3) / (3 *
E) h:橋脚基部から上部構造の慣性力の作用位置までの高さ hu:梁下端(はり部を剛体)または橋脚天端(はり部を直下の柱断面と同等)から上部構造の慣性力の作用位置までの高さ E:コンクリートのヤング係数 「橋脚の設計」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|降伏剛性|降伏剛性時の断面2次モーメント」も併せましてご参照ください。
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Q2−55. |
「下部構造の水平方向の剛性」で表示される基礎バネと、計算書の「解析データ」に出力される基礎バネとで値が異なる理由は?(Ver.5) |
A2−55. |
「下部構造の水平方向の剛性」で表示出力される「基礎水平バネKFu」KFr「基礎回転バネ」は、 連成項の影響を水平方向と回転方向へ換算するもので連成項(Kxz(Asr))=0
の場合は 基礎の水平バネ = Kx(Ass) 基礎の回転バネ = Kz(Arr) となります。
つまり、 @Ass, Asr, Arr のモデル AKFu, Asr=0.0,
KFrのモデル @とAの変位が一致するように換算された値です。
詳細および換算方法は、ヘルプ「操作方法|入力データ|下部構造の水平方向の剛性|解析条件」をご参照下さい。
「下部構造の水平方向の剛性」画面(左側のツリーにて、「下部構造の水平方向の剛性」-「解析条件」をダブルクリックし表示される画面)にて「ヘルプ」ボタンを押下しても表示できます。
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Q2−57. |
地震時の遊間を設定する場合のUs(「道路橋示方書・同解説 X 耐震設計編 平成14年3月 社団法人 日本道路協会」のP236)の算定方法は?(Ver.5) |
A2−57. |
複数下部構造の計算結果の「支承の変位凵vから支承部の相対変位を求め、この値をUsに適用すべきだと思われます。
なお、支承部の相対変位は、「支承の変位凵vに設計水平震度を乗じることで求めることができます。つまり、震度算出の
変位は全重量を慣性力の作用方向に作用させて求められたものですが、これに設計水平震度を乗ずることで慣性力が作用した時の
変位を求めることができます。ただし、免震支承を除きます。
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Q2−58. |
液状化の影響を考慮した検討に対応しているか。(Ver.6) |
A2−58. |
固有周期の算定に際しては、液状化を考慮しておりません。
「道路橋示方書・同解説 X耐震設計編 平成24年3月」P66に以下の記述がございます。 「また、固有周期の算定に際しては、〜(中略)〜、土質定数の低減を見込まない。」 この解説より、固有周期の算定に際しては、液状化を考慮する必要はないと思われます。
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Q2−59. |
本製品で採用している固有値解析の手法は?(Ver.6) |
A2−59. |
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Q2−60. |
「橋台の設計」と連動しているとき、「橋台の設計」側で確認できる基礎バネと「震度算出」側の骨組モデルで確認できる基礎バネに違いがある理由は?(Ver.6) |
A2−60. |
「震度算出(支承設計)」または「橋台の設計」にて、剛性モデルを確認して頂くと、基礎バネの表に「基礎バネ位置(m)」が表示されます。 基礎バネ位置とは、骨組解析モデルの位置と基礎バネ算定位置(フーチング中心)の偏心量となります。
「橋台の設計」の場合は、以下の入力より算定されます。 ・躯体形状寸法 ・フーチング寸法 ・「荷重」−「上部工反力・地表面荷重」−「上部工反力作用位置|X方向XR(m)」
※上部工反力作用位置に骨組モデルを作成します。
1基下部構造としての計算では、鉛直力が関係しないので、そのままのバネ値を使用しますが、複数下部構造(橋軸方向)の計算で、橋台の支承条件が固定の場合には、鉛直力が関係するので、支承線の位置で基礎バネを算出し直します。 詳細は、「震度算出(支承設計)」ヘルプの 「計算論理および照査の方法|複数下部構造|基礎バネ算出の位置」 をご参照ください。
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Q2−61. |
「結果確認」−「計算」で算出される固有周期と、「固有値解析」で算出される固有周期が異なる。(Ver.6) |
A2−61. |
両者は完全には一致しません。
「震度算出(支承設計)」の固有周期算定方法は、「道路橋示方書・同解説 X 耐震設計編 平成24年3月 社団法人 日本道路協会」(以下、道示X)にある1自由度振動系を前提とした簡易的な手法です。 Ver.6では、厳密な固有値解析によって固有周期を求めることができます。
道示X(P.69)にも固有値解析によって求めてもよいとされています。 固有値解析の結果と比較することにより、1自由度振動系とみなすことができない複雑な構造形式かどうかを判定する指標になります。
「震度算出(支承設計)」の固有周期算定方法は、道示X(P.71)の(図-解6.2.5)「固有周期算定モデル」に示されるような、離散型の骨組構造にモデル化し、変位法を用いて固有周期を算定しています。
具体的には、道示X(P.64)の(6.2.3)よりδを算定し、(6.2.2)より固有周期を算定しています。
ここで、表記のw(s)及びu(s)は、骨組構造の格点に載荷した集中荷重及び変位法で算定された格点の変位を意味します。
詳細は、「震度算出(支承設計)」ヘルプの
「計算論理および照査の方法|複数下部構造|固有周期の算出方法」
をご参照ください。
一方、固有値解析では、剛性マトリクス[K]と質量マトリクス[M]より、 |[K]−ω2[M]|=0 を解いて固有振動数ωを求め、 T
= 1 /
ω より固有周期を算定しています。 詳細は、「震度算出(支承設計)」ヘルプの 「計算論理および照査の方法|固有値解析|固有値について」 をご参照ください。
固有値解析手法の特徴の適切な説明を行うことが難しいため、下記文献を紹介いたします。
[1]鷲津久一郎 編著、「有限要素法ハンドブックI 基礎編」、培風館、1981 [2]鷲津久一郎 編著、「有限要素法ハンドブックII 応用編」、培風館、1983 [3]K.J.Bathe、E.L.Wilson
著、「有限要素法の数値計算」、科学技術出版、1979
[1]p.94以降の「3.固有値問題」 [2]p.29以降の「3.直接積分法」 [3]p.387以降の「第9章 直接積分法の解析」 [3]p.p.470以降の「第11章 固有値問題の解法」 に詳しく解説されています。
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Q2−62. |
免震支承の等価剛性算出を行うたびに分担重量などが変わる理由は?(Ver.6) |
A2−62. |
「免震支承の設計」画面(左側のツリーにて、「橋梁モデルの解析」-「支承条件」をダブルクリックし表示される「支承条件(橋梁モデルの解析)」画面にて「支承の設計」ボタンを押下し表示される画面)の「設計地震力(収束
&
照査)」タブで入力する設計地震力(「橋脚の設計」との連動では「橋脚の設計」が設計地震力を計算し自動で設定)が、分担重量の変化に伴い変化するためです。
以下の流れにより、分担重量が変化しています。 @「橋脚の設計」の結果より、設計地震力Puを取得 A「免震支承の等価剛性算定」→設計地震力が変更になったので等価剛性が変化 B支承の等価剛性が変化したので、Frame解析結果に影響し分担重量が変化
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Q2−63. |
可動側の慣性力はどのように算出されるのか。(Ver.6) |
A2−63. |
可動側の慣性力は、道示V耐震設計編P76(解6.3.2)の解説より H =
支承静摩擦係数(0.15)×鉛直死荷重反力Rd となります。 (解6.3.3)のただし書きにより、以下の値が上限値になります。 H ≦
1/2×上部構造を含む設計水平震度(固定側震度=0.18)×上部構造重量
印刷プレビューの慣性力詳細出力にて計算過程を確認する事ができますのでご参照下さい。
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Q2−64. |
分担重量を慣性力から逆算せずに算定することはできないのか。(Ver.8) |
A2−64. |
Ver7.00.00にて、橋梁モデルの解析における分担重量の算定方法の指定を追加しました。
「基本条件」にて、慣性力から逆算するか否かの設定を行う事ができます。
算定方法の詳細は、製品ヘルプ「計算論理および照査の方法|複数下部構造|下部構造が支持する上部構造分担重量の算出方法算」をご参照下さい。 |
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Q2−65. |
支承条件が可動(自由)の場合の慣性力作用位置が旧版と異なるのはなぜか?(Ver.9) |
A2−65. |
Ver8.1.0より、可動支承における慣性力作用位置の算定方法が変更になっています。
平成24年版 道示V耐震設計編「・・・可動の場合においては上部構造の慣性力として・・・支点に作用させる(P81,P89)」の記述に対応したものです。
Ver8.1.0改定履歴抜粋
【仕様変更】
橋梁モデルの解析にて、可動支承の場合の慣性力作用位置を下部構造天端から支点(支承位置)までの距離とするように変更しました。
※本修正により、旧バージョンと計算結果が異なる場合がございます。
Ver.9.1.1より、支点位置とするか否かを設定できるようになりました。
基本条件にて「□支点位置とする」のチェックを外すと、旧バージョンと同様に上部構造重心位置までの距離とします。
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Q2−66. |
レベル2地震動の支承変位が算定されないのはなぜか?(Ver.9) |
A2−66. |
平成24年版 道路橋示方書において、静的解析における反力分散支承および免震支承の変位算定式が削除されました。
その為、旧示方書に準じた設計地震力(Cm・Pu)による支承の変位は算定されません。
地震時の支承変位については、動的解析で算定することが規定されていますが、本ソフトで算定する場合は設計地震力を直接指定していただく事になります。
お手数ですが、設計地震力を指定した上で計算を実行していただきますようお願い致します。
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Q2−67. |
震度算出の結果出力で下部構造の水平方向剛性はどこに適用されるのか。(Ver.9) |
A2−67. |
独立したオプション的機能なので、結果は他の計算に影響しません。
下部構造の特性を示す機能です。
<使用例>
・剛性比による分担重量のチェック
・支承メーカへの提出
設計上必ず必要な項目ではありませんので、用途に応じてご利用下さい。
なお、本結果が不要の場合は「印刷項目の設定」にて「□下部構造の水平方向の剛性」のチェックを外してください。
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Q2−68. |
固有周期が計算値なので、表示値で手計算すると設計水平震度が異なる場合がある。固有周期を表示値で丸める事は出来ないのか。 |
A2−68. |
Ver.10.0.0以降では、可能です。
「オブション|表示桁数|丸めの設定」で設定します。
連動結果に反映するには、再計算−保存の手順が必要になります。
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Q2−69. |
固有周期によらず標準設計水平震度のピーク値を使用するのはどこかに規定があるか。(Ver.10) |
A2−69. |
既設道路橋の耐震補強に関する参考資料 日本道路協会 平成9年8月 2-1 に記載があります。
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Q2−70. |
構造物形状の登録の下部構造で、ケーソン基礎にした場合、自動で基礎ばねを計算するが、AVV(鉛直ばね)が固定となっている。鉛直ばねは考慮しなくても良いのか。(Ver.10) |
A2−70. |
ケーソン基礎では、橋軸方向の鉛直方向バネKy(Avv)は算定されませんので、鉛直方向への変位を無視するものとして「固定」を設定しています。
なお、「道路橋の耐震設計に関する資料」の固有周期算定例(杭基礎)では、水平、回転に関するバネ値のみを考慮しています。
資料に明記されておりませんので、鉛直方向に関連する支持条件は判りませんが、本例では鉛直方向を固定、鉛直と水平および回転の連成バネは0.0として取り扱っているのではないかと思われます。
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Q2−71. |
剛性モデルが同じ下部構造データで「定型直接骨組入力」とその他の入力で下部構造の水平方向の剛性が異なるのはなぜか。(Ver.10) |
A2−71. |
梁およびフーチングの剛性の扱いが異なる為です。
梁およびフーチングは剛体として取り扱いますが、定型骨組直接入力とした場合は入力値が適用されます。
この違いにより、下部構造の水平方向の剛性に差異が生じています。
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Q2−72. |
1基下部構造として計算する場合に分担重量は自動計算されないのか。(Ver.10) |
A2−72. |
「橋梁モデルの解析」を行う場合は、上部構造と支承の条件より自動で分担重量を算定して計算を行います。
また、計算値を用いずに任意で指定することも可能です。
「1基下部構造(単体機能)」においては、自動で計算は行われません。
上部構造分担重量は入力された値を用いて計算します。
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Q2−73. |
柱が逆テーパーの場合の部材剛性はどのように算定されるのか。基部の断面形状から決まるのか。(Ver.10) |
A2−73. |
「橋脚の設計・3D配筋」や震度算出(支承設計)の下部工形状「橋脚」において、剛性を算定する際は、震度算出(支承設計)ヘルプ「計算論理および照査方法」−「下部工の入力」−「部材剛性の算出方法」−「c)重力式橋台、変断面の橋脚」に記載のとおり、断面変化を考慮した剛性としています。
柱付け根断面の剛度を代表して、全断面に適用した剛性算定はしておりません。
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Q2−74. |
縦断線形に勾配を入力した場合に縦断線形に合わせて下部構造を上方向に移動させたい。(Ver.10) |
A2−74. |
下部構造は縦断線形を基準に配置されるので、勾配に合わせて自動で上下に移動します。
縦断線形の長さが足りない場合などで下部工配置位置に基準となる線形がない場合は、0.0を基準に配置されます。
移動しない場合は、下部構造の位置まで縦断線形があるかどうかをご確認下さい。
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Q2−75. |
風荷重による水平反力を算定する場合は、なぜ影響線載荷を行うのか。(Ver.10) |
A2−75. |
風荷重は、死荷重のように固定された一定位置に作用するものではありません。
載荷位置によって反力値が変わるので、一括で載荷した場合が最も不利であるとは限りません。
そのため、最も不利となる反力を算定するために作用位置をずらしながら解析を行います。
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Q2−76. |
反転配置を行った場合、計算に影響はあるのか。(Ver.10) |
A2−76. |
加力方向によって部材剛性が異なる場合、基礎ばねに連成功が指定されている場合は、計算モデルが変わります。
詳細は、下記のヘルプをご参照下さい。
「操作方法|連動下部構造からの剛性取得」
「操作方法|入力データ|構造物形状の登録|下部工データ|基礎|基礎ばね」
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Q2−77. |
上部構造データとして入力する鉛直死荷重反力は、どの計算に使用されるのでしょうか? |
A2−77. |
下記の計算に使用されます。
- 支承条件が「可動」である場合の慣性力算定
- 橋梁モデルの解析にて、1基下部構造と判定された設計振動単位の分担重量の自動算定
※全体系Frame解析時の荷重としては、使用されませんのでご注意下さい。
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Q2−78. |
直接基礎の基礎ばね算定方法はどの基準書に記載があるのでしょうか。 |
A2−78. |
平成14年版の耐震設計編 P60に記載に記載がございます。 平成24年版からは基礎ばねの算定方法の記述は削除され、「道路橋示方書・同解説 V耐震設計編に関する参考資料(平成27年3月)」のP64に記載されています。
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Q2−79. |
橋梁モデルの解析結果で表示される慣性力の作用位置が、下記式で出した値と合いません。
慣性力作用位置=(h) - H1
H1:橋面〜上部構造重心位置までの距離
(h):橋面〜下部構造天端までの距離 |
A2−79. |
隣接橋を含めて、複数の上部構造を支持している場合は、一番高い位置の値が表示されます。 当該橋だけでなく、隣接上部構造の慣性力作用位置もご確認下さい。 検討結果の「詳細」画面では、それぞれの上部構造の慣性力作用位置をご確認いただけます。
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Q2−80. |
分担重量や水平力は、隣接荷重も含めた結果でしょうか? |
A2−80. |
隣接荷重も考慮された結果です。 結果確認画面で隣接橋を支持する下部構造を選択して詳細表示を行うとそれぞれの上部構造からの分担重量および水平力の詳細を確認することができます。
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Q2−81. |
レベル1とレベル2で異なる固有周期となるのはなぜでしょうか。 |
A2−81. |
橋脚の柱剛性がレベル1、レベル2で異なります。 ・レベル1コンクリートの全断面有効の剛性 (鋼材を考慮しない) ・レベル2降伏剛性 また、支承条件についてもレベル1/レベル2タイプT/レベル2タイプUそれぞれに異なる入力が可能です。 条件が異なる場合は、固有周期に影響します。
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Q2−82. |
橋梁モデルの解析で単純桁の橋軸直角方向の分担重量が、剛性差があるのに同じ値で算定されます。なぜでしょうか。 |
A2−82. |
橋軸直角方向のFrame解析において、下記条件における単純桁では、端部に発生するせん断力(分担重量)は、基礎を含む下部工剛性および支承の剛性によらず常に左右対称で算出されます。
(1)鉛直軸回り(θy)の支承条件が『自由』
(2)上部工の荷重状態が上部工の中心を基準に完全な左右対称
(1)の条件により、下部工のねじり剛性による影響を受けず、モデルとしては、上部工を両端バネ支点の単純桁モデルに置き換えたモデルに等しい状態での計算と考えられますので、単純に両下部工に等しい分担重量が発生する結果となります。
鉛直軸回り(θy)の支承条件を『固定』にすると、下部工のねじりが影響してくることになりますので、橋軸直角方向の分担重量も変化します。
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Q2−83. |
Lv.1地震動に対する耐震性能照査では,なぜ鉄筋を無視した剛性を使用するのでしょうか。 |
A2−83. |
道路橋示方書V耐震設計編 H24版P65に下記の記述がございます。
「ここで、橋脚の全断面を有効とみなして算出される剛性とは、鉄筋コンクリート橋脚の場合はコンクリートの全断面を有効とし、鋼材を無視して算出した剛性である」
固有周期算定においては、上記記述に準じて鋼材は考慮致しません。
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Q2−84. |
慣性力の作用方向を変更すると固有周期に影響しますか? |
A2−84. |
同じモデルであれば、荷重の作用方向を変えても水平変位の絶対値は変わらないので固有周期に影響はありません。 作用方向によって、下部構造剛性や基礎ばね値が異なる場合は、影響します。
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