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Q&A深礎フレームの設計・3D配筋(部分係数法・H29道示対応) Q&A (’22.05.16)
>> 旧基準製品Q&A
NEW!更新内容

Q58.計算実行すると「荷重データ(永続・変動作用時):連続分布荷重の部材が直線状に連続していません」というメッセージが出て計算できません。(’22.05.16)


目  次
 

Q1.橋台と連動時の[荷重ケース(常時・レベル1地震時)]-[基本条件]画面の竪壁基部作用力と底版作用土圧力はどのように求められていますか。

Q2.荷重分担率を計算する場合のスイッチ設定はどのようにするのか。

Q3.偶発作用時の計算を行ったときに、「全杭終局しました。計算を中止します。」というメッセージが出る場合は、構造的におかしいということか

Q4.引き抜き力が出た際の地盤反力度の考え方について教えて下さい。
杭2で地盤反力度が0なっています。引き抜き力が出たからだと思いますが、この様な場合に地盤反力度を0にする考え方についてご教授下さい。


Q5.橋台連動時の底版照査で、深礎フレームと橋台のどちらが正しいのか

Q6.ヘルプの製品概要の対象構造物で、ラーメン構造(b)の偶発作用時は「−」となっており適用外のようですが、計算を実行することができました

Q7.混合土留を用いた場合上部ライナープレート(杭長で指定範囲)の周面抵抗を零となると思うのですが、計算書作成の周面摩擦力度の上限値では抵抗値が記載されています

Q8.橋軸直角方向に段差を付けたフーチングで、杭本数を2×2=4本としています。
自動でフレームを作成した場合、X軸はフーチング中心、Y軸は低い方(下段)の杭頭位置(フーチング下面)が原点になっていると思いますが、画面上では、上段杭頭位置が原点として表示されています。
フーチング下面を設計地盤面として地層線を入力する場合、1層目のY座標は、下段列は0、上段列は杭頭の比高差を足した値(段差が2.5mあったら、0+2.5=2.5)で良いでしょうか。
それとも、画面上の描画と整合が取れるようにするのでしょうか。
若しくは、段差によりフーチング下面に比高差があったとしても1層目のY座標は0として良いのでしょうか。


Q9.[詳細設定]-[補正係数]にある安全率/補正係数のデフォルトが1.0でヘルプにも特に解説が無いのはH29道示に記載が無く文献が無いためでしょうか

Q10.すべり土塊から算出される極限水平支持力の算定に用いられているすべり面の面積Aは、どのような計算で算出していますか?

Q11.地層線の設定で、折れ点を2点設けたい場合は直線地層線では設定できないのか

Q12.H24道示とH29道示で、部分係数法以外に変更になった点について

Q13.[基本データ]画面の水平震度はどこで使いますか

Q14.段差フーチングの段差部の照査で、段差部付け根位置を照査位置としているが、部材高が、段差部付け根位置の幅にならない

Q15.杭本体の断面力の軸力が0になるのはどういう状態か

Q16.「基礎は降伏するが損傷はそれ以上進展しないと判断される」というコメントが表示されています。
これはOKなのかNGなのか。


Q17.橋台なのでレベル2地震時照査を行いたくないがどうすればよいか

Q18.「塑性化を考慮した照査」を行いたいのですが、出来ません。何が原因でしょうか?

Q19.すべり角の範囲の出展はありますか?
45〜135はどのような意味を持つのでしょうか?


Q20.橋台の設計をバージョンアップしたら、深礎フレームと連動できなくなった

Q21.深礎杭本体の永続・変動作用時の降伏曲げモーメントの特性値Mycはどのように計算していますか

Q22.深礎杭本体の偶発作用時の降伏曲げモーメントの特性値Mycはどのように計算していますか。

Q23.底版照査で、「骨組み解析結果を用いて照査」を選択できない

Q24.片持ち梁解析と骨組み解析の違いを教えて下さい

Q25.杭径が異なる杭が混在した場合の計算はできますか

Q26.杭反力を、杭基礎ではK1〜K4などから計算していますが、深礎フレームではどのように計算していますか。

Q27.谷側に荷重を掛けているのに山側に変位が出ます。

Q28.水平ばねの格点間隔を変更すると計算結果が変わりましたが何故でしょうか。

Q29.底版を骨組解析する場合のレベル2地震時で、任意のステップ時に載荷されている水平荷重を求める方法はありますか。

Q30.周面摩擦を考慮する場合の周面ばねksvbはどのようにモデル化していますか。

Q31.周面摩擦を考慮する場合の周面ばねksvbの連成ばねはどのように求めていますか。

Q32.[荷重データ(永続・変動作用時)]画面で荷重自動生成で自動設定された荷重値が、荷重記号[D]に荷重には部分係数が考慮されていないのはなぜか。

Q33.永続作用状況と変動作用状況の2ケースで計算しましたが、水平変位dd1と地盤反力度Qyd1が「−」で表示されているのはなぜですか。

Q34.モルタルライニングの場合は周面摩擦を考慮できるが、そのことを明記している指針は何か。

Q35.logP-logS曲線により求まる変位急変点が、降伏点と見なされる場合と見なされない場合があるのはなぜか。

Q36.底版骨組みを自動生成し部材載荷とした場合に、[荷重データ(レベル2地震時)]に設定される底版の慣性力に、荷重分担率が考慮されています。

Q37.logP-logS法のグラフを見ると載荷ステップが極端に飛んでグラフに段差がある箇所があるがなぜか。

Q38.2×2の組杭深礎基礎でL2地震時照査で荷重も何もかけていないのに変位が出るのはなぜか。杭の自重があるので鉛直方向に変位するのはわかるが、山側に変位している。

Q39.応答塑性率の照査を行いたいがどうすればよいか。

Q40.2×2の組杭基礎で、前面地盤で深度の深い位置が先に塑性化した場合に山側変位になると説明があるが、弱くないのに山側に変位しているのは何故か。

Q41.杭頭接合部の照査はどのように行うのか。

Q42.骨組みを自動生成した時に、竪壁基直下のフーチング格点と後趾側の杭頭部格点の間に格点ができるが、この格点はどのような格点か。

Q43.ねじり定数はどのように計算していますか

Q44.片持ち梁解析で、橋軸直角方向の底版照査ができません。

Q45.橋台と連動している際に、底版の剛体照査用のKvを連動しているが、この内訳を確認したい。

Q46.連動時の基礎ばねは、底版下面中心位置で求めた基礎ばねを前提としていますが、骨組みを自動生成すると、底版下面中心位置に格点ができません。
どうすれば底版下面中心位置で基礎ばねを計算できますか。


Q47.Ver.2までは橋軸直角方向に段差が有る場合の橋軸方向の基礎ばねを計算するには、杭列ごとにデータを分けて、それぞれで計算した結果を合計する必要がありましたが、Ver.3ではどのように変わりましたか。

Q48.Ver.3で新しく追加した荷重分担率算定はどのようなものですか。

Q49.フーチングを全幅で計算すると、Ver.2と断面力が異なるのはなぜか。

Q50.従来と同じ計算結果とするにはどうすればよいか。

Q51.[荷重データ(永続・変動作用時)]の荷重値を見ると、荷重係数が掛けられているものと掛けられていないものが混在しているがなぜか。

Q52.「底版荷重の取扱い=部材荷重で載荷」とした場合、フーチングに浮力を考慮するにはどうすればよいか。

Q53.2×2の4本杭で、同じフーチング高であるのに、A列とB列の1/2H位置のせん断照査位置が異なる原因は何ですか。

Q54.杭が2本の面内解析で荷重載荷方向に段差がある場合で荷重自動生成すると、[荷重データ(永続・変動作用時)]-[格点集中荷重]画面に、「杭2底版(慣性力)」という水平力とモーメントが載荷されます。

Q55.杭頭接合計算の水平方向の有効厚はどのように取っていますか。

Q56.計算実行時に「荷重データ(許容応力度法):連続分布荷重の部材が直線状に連続していません」というメッセージが出る。

Q57.液状化を考慮した計算を行うにはどうすればいいですか。

Q58.計算実行すると「荷重データ(永続・変動作用時):連続分布荷重の部材が直線状に連続していません」というメッセージが出て計算できません。





  

Q1.

橋台と連動時の[荷重ケース(常時・レベル1地震時)]-[基本条件]画面の竪壁基部作用力と底版作用土圧力はどのように求められていますか。
A1. 橋台の設計の計算書の「橋軸方向の安定計算」−「作用力の集計」で出力される、作用力の集計値を用いております。
竪壁基部作用力荷重は「■竪壁基部の作用力」を、底版作用土圧力は「■橋軸方向」の土圧力から「■竪壁基部の作用力」の土圧力を差し引いたものを用いております。
なお橋台の設計の出力は、前趾端の底版下面位置で集計していますので、モーメントは、竪壁基部位置と底版下面中心位置(底版作用土圧力は底版下面中心位置で集計)の集計位置の違いを補正する必要があります。
 
Q2. 荷重分担率を計算する場合のスイッチ設定はどのようにするのか。
A2. 単位荷重以外の荷重を載荷しないように、また、地盤ばねが塑性化しないようにするために次のスイッチを変更します。
・[基本データ]-[基本データ]画面の「使用材料(深礎杭)」の単位体積重量γcを0とする。
・[基本データ]-[基本データ]画面の「設計水平震度(レベル1地震時)kH」を0とする。
・[詳細設定]-[モデル化]画面の「底面ばねの取扱い 許容応力度法」を「全断面有効」とする。
・[詳細設定]-[モデル化]画面の「底面に引抜き力が生じた場合の底面ばねの取扱い」を「押込み時と同じとする」とする。
・[詳細設定]-[モデル化]画面の「許容応力度法照査時の地盤の取扱い」の「地盤を塑性化させない」にチェックを入れる(周面ばねについては、周面ばねを考慮するモデルの場合に有効になり、状況により指定)。
 
Q3. 偶発作用時の計算を行ったときに、「全杭終局しました。計算を中止します。」というメッセージが出る場合は、構造的におかしいということか
A3. 全杭が終局曲げモーメントに達した状態ですので、定義上は杭体の剛性が無くなっている状態となります。
そのため解析不可能となります。
基礎としては成り立たない状態となっておりますので、安定を満足しない状態になるかと存じます。
 
Q4. 底版照査で、格点の前後で正曲げと負曲げとなる場合の照査はどのようにしているのか?
A4. 基礎底面の鉛直ばねKvは、次式で算定しております。
 Kv=kv・A’
※斜面上の深礎基礎設計施工便覧(H24.4) 式V.2.51(p.121)
ここで、A’は、基礎底面の有効載荷面積ですので、基礎底面が浮上り切りますとA’=0となり、基礎底面の鉛直ばねKv=0となります。
鉛直ばねが無くなりますので、鉛直地盤反力度も0となります。
 
Q5. 橋台連動時の底版照査で、深礎フレームと橋台のどちらが正しいのか
A5. 杭反力と底版自重は同じですが、前趾上の上載土砂や後趾上の裏込め土・土圧などの設定が同じではない場合があります。
深礎フレームではそれらの条件は連動していませんので入力値になっています。
そのため橋台側の設定通りの底版照査としては、橋台側の計算結果になります。
 
Q6. ヘルプの製品概要の対象構造物で、ラーメン構造(b)の偶発作用時は「−」となっており適用外のようですが、計算を実行することができました
A6. ラーメン構造の場合のレベル2地震時照査を行う場合でも、本製品では、深礎杭のみをレベル2地震時照査の対象部材としております。
そのためラーメン部材は常に弾性部材としての取扱いとなります。
計算自体は可能ですが、上記の理由により「−」としております。
 
Q7. 混合土留を用いた場合上部ライナープレート(杭長で指定範囲)の周面抵抗を零となると思うのですが、計算書作成の周面摩擦力度の上限値では抵抗値が記載されています
A7. 分かりにくく申し訳ございません。
周面摩擦力度の上限値はライナープレート、モルタルライニングにかかわらず全域を出力しております。
計算書で明確に分かる箇所はございませんが、ライナープレート部分の周面ばねは常に外れるように制御しております。
 
Q8. 橋軸直角方向に段差を付けたフーチングで、杭本数を2×2=4本としています。
自動でフレームを作成した場合、X軸はフーチング中心、Y軸は低い方(下段)の杭頭位置(フーチング下面)が原点になっていると思いますが、画面上では、上段杭頭位置が原点として表示されています。
フーチング下面を設計地盤面として地層線を入力する場合、1層目のY座標は、下段列は0、上段列は杭頭の比高差を足した値(段差が2.5mあったら、0+2.5=2.5)で良いでしょうか。
それとも、画面上の描画と整合が取れるようにするのでしょうか。
若しくは、段差によりフーチング下面に比高差があったとしても1層目のY座標は0として良いのでしょうか。
A8. Y座標は、いずれも、低い方の底版下面を0としております。
フーチング厚が異なるため、フーチング中心高は異なっておりますが、柱基部(竪壁基部)高は同じ高さになっております。
地層線は、現在の入力対象杭列を基準に表示しております。そのため入力対象杭列ではない杭列では地層がずれて表示されます。
地層線の入力は、フーチング形状にかかわらず、各深礎杭の前面・杭頭(底版下面)をX=0、Y=0とした座標で設定するようになっております。杭位置が決まりますと杭に紐づいて地層線もスライドいたします。
 
Q9. [詳細設定]-[補正係数]にある安全率/補正係数のデフォルトが1.0でヘルプにも特に解説が無いのはH29道示に記載が無く文献が無いためでしょうか
A9. ご指摘の箇所は、「水平支持力の上限値決定のための補正係数n」「塑性化後の抵抗力上限値決定のための補正係数m」についてと存じます。
これらの補正係数は平成24年道路橋示方書(以下、平成24年版と略記)にはございましたが、平成29年道路橋示方書(以下、平成29年版と略記)には記述がございません。
しかしながら非常に影響が大きい補正係数であること、平成24年版との比較を行う場合の調整に必要なことから残しております。
平成29年版には記載はないものですので、初期値としましては、全て1.0とするようにいたしました(Ver.2.0.3〜)。
 
Q10. すべり土塊から算出される極限水平支持力の算定に用いられているすべり面の面積Aは、どのような計算で算出していますか?
A10. すべり面の面積は、すべり面上の面積となります。
ヘルプの「計算理論及び照査の方法」−「地盤の水平支持力」−「極限水平支持力」に図入りで説明がございますので、こちらをご参照ください。
併せて、「計算理論及び照査の方法」−「地盤の水平支持力」−「多層地盤の極限水平支持力」もご参照ください。
※複雑な地層線の場合は、各地層の折れ点位置ごとに細分化して面積・体積を求めて合計して全体を算出しております。
 
Q11. 地層線の設定で、折れ点を2点設けたい場合は直線地層線では設定できないのか
A11. 折れ点が2点以上有る場合は直線地層線では入力できません。
「折れ線地層線」にて入力を行ってください。
 
Q12. H24道示とH29道示で、部分係数法以外に変更になった点について
A12. 平成29年度道路橋示方書(以降、H29道示と表記)と平成24年度道路橋示方書(以降、H24道示と表記)および斜面上の深礎基礎設計施工便覧(H24)(以降、深礎便覧)では、深礎底面ばねの算定方法と周面摩擦力度の上限値の取扱いが変わっております。
そのため同じ条件でも計算結果は異なります。

■H24道示・深礎便覧
〇深礎底面の鉛直地盤反力係数
  kv=kvo(Bv/0.3)^(-3/4)
  kvo=1/0.3・αEo
   Bv=深礎杭直径

〇周面摩擦力度の上限値
  砂質土  f=min[5N,(C+po・tanφ]≦200kN/m2
  粘性土  f=(C+po・tanφ)≦150kN/m2
  軟岩   f=(C+po・tanφ)≦300kN/m2
  硬岩
   弾性領域f=C+po・tanφ≦1500kN/m2
   塑性領域f=Cres+po・tanφres≦150kN/m2
  計算に用いるfu
   fu=f/m
  mの値
        常時 L1地震時 L2地震時
  水平方向   1.5  1.1    1.0
  鉛直(押込)  3.0  2.0    1.0
  鉛直(引抜)  6.0  4.0    1.0

〇組杭深礎基礎の水平方向地盤反力係数算定用の換算載荷幅の取扱い
  BH=√(D/β)≦√(D・Le)

〇深礎基礎底面の水平方向せん断地盤抵抗の取扱い
  線形

〇深礎杭側面の水平方向地盤反力係数の係数
  kSHD=0.6kHD

〇基礎前面の水平地盤反力度の上限値の補正係数
  常時:3
  暴風時、地震時:2


■H29道示
〇深礎底面の鉛直地盤反力係数
  kv=λ・kvo(Bv/0.3)^(-3/4)
  λ=1.0 (永続・変動作用時、偶発作用時)
  kvo=1/0.3・αEo
  Bv=√A
   A=深礎底面面積

〇周面摩擦力度の上限値
  砂質土  f=min[5N,(C+po・tanφ]≦120kN/m2
  粘性土  f=(C+po・tanφ)≦100kN/m2
  軟岩   f=(C+po・tanφ)≦300kN/m2
  硬岩
   弾性領域f=C+po・tanφ≦1500kN/m2
   塑性領域f=Cres+po・tanφres≦150kN/m2
  計算に用いるfu
   fu=f

〇組杭深礎基礎の水平方向地盤反力係数算定用の換算載荷幅の取扱い
  BH=Be≦√(Be・Le)

〇深礎基礎底面の水平方向せん断地盤抵抗の取扱い
  バイリニア型

〇深礎杭側面の水平方向地盤反力係数の係数
  kSHD=0.3kHD

〇基礎前面の水平地盤反力度の上限値の補正係数
  (使用しない)

周面摩擦力度及び前面地盤反力度の上限値の補正係数について日本道路協会に問合せし使用しないことを確認しております。
※前面地盤の補正係数はH29道示版でも残しております。
 
Q13. [基本データ]画面の水平震度はどこで使いますか
A13. 杭の突出部の慣性力の算定や、「底版荷重の取扱い=部材荷重で載荷」で荷重を自動生成する場合のフーチングの慣性力算定時に参照します(変動作用時用)。
「底版荷重の取扱い=部材荷重で載荷」の荷重自動生成時の橋台裏込め土の慣性力は、「構造寸法/橋台背面データ」−「橋台背面データ」の水平震度を用います。
 
Q14. 段差フーチングの段差部の照査で、段差部付け根位置を照査位置としているが、部材高が、段差部付け根位置の幅にならない
A14. 段差部のテーパー部の勾配を考慮して、1:3以上の場合は、1:3とした時の幅を用いています。
「斜面上の深礎基礎設計施工便覧(平成24年4月)」図-参.10.8(p.264)をご参考ください。
 
Q15. 杭本体の断面力の軸力が0になるのはどういう状態か
A15. 条件にも依るかと存じますが、次のような場合は0となります。
面内解析で、2本以上の杭が配置されている時に、加力方向と反対側の杭は引抜き側となります。
この時、完全に浮き上がってしまった場合は、フーチングからぶら下がっている状態になるため、軸力が0になります。
 
Q16. 「基礎は降伏するが損傷はそれ以上進展しないと判断される」というコメントが表示されています。
これはOKなのかNGなのか。
A16. 基礎の塑性化を考慮しているか否かでOK/NGが変わります。
基礎の塑性化を考慮しない場合では、基礎が降伏した時点でNG判定となります。
基礎の塑性化を考慮している場合は、基礎の降伏後に塑性率を求め、許容塑性率以下であることでOK判定となります。
この時に、降伏震度が応答変位算出用水平震度以上である場合は、基礎にはこれ以上の荷重はかかりませんので、「これ以上進展しない」ということになります。この場合は、応答変位=降伏変位とし、塑性率は1.0になりますので、許容塑性率は満足することになります。
 
Q17. 橋台なのでレベル2地震時照査を行いたくないがどうすればよいか
A17. レベル2地震時照査は、「計算実行」メニューで表示される「計算選択」画面の計算実行対象から「レベル2地震時」を意図的に指定して行います。
また、連動時で、橋台の設計の計算実行時にレベル2地震時は計算実行されません。
そのため、「レベル2地震時照査を行いたくない」場合は、「計算選択」画面で、レベル2地震時を計算実行対象として選択しないことで実現できます。
※具体的な操作としましては「計算選択」画面で、「許容応力度法のみ」を選択してください。
 
Q18. 「塑性化を考慮した照査」を行いたいのですが、出来ません。何が原因でしょうか?
A18. 次の設定をご確認ください。
 (1)[詳細設定]-[レベル2]の「レベル2地震時照査で降伏を許容する=チェック」となっているか。
 (2)[荷重ケース(レベル2地震時)]-[設計方向2]-[基本条件]の「基礎の塑性化=許容する」となっているか。
 
Q19. すべり角の範囲の出展はありますか?
45〜135はどのような意味を持つのでしょうか?
A19. 現在の設計要領には記載はありませんが、H18版p.4-79には(0<α<180度)とあります。
角度を変えながら抵抗力が最小となるピーク値を探しますが、すべり角1度など小さい角度で決定したり、180度は真下になり計算不可となりますので、実用範囲として45〜135度としております。
 
Q20. 橋台の設計をバージョンアップしたら、深礎フレームと連動できなくなった
A20. 連動製品は、相互にバージョン管理を行っております。
そのため連動対象の製品がバージョンアップした場合は、対応した連動定義ファイルの更新が必要です。
橋台の設計のバージョンアップ後にリリースされる保守版では、対応した連動定義ファイルに更新されておりますので、そちらをお使いください。
 
Q21. 深礎杭本体の永続・変動作用時の降伏曲げモーメントの特性値Mycはどのように計算していますか
A21. 平成29年道路橋示方書V編に従い計算しております。
また、道示V 「5.5.1 曲げモーメント又は軸方向力を受ける部材」の解説(p.126)により、鉄筋が降伏ひずみに達するより先に、圧縮側コンクリートの応力度が2/3σckに達する場合は、その時の曲げモーメントを降伏曲げモーメントとしております。
 
Q22. 深礎杭本体の偶発作用時の降伏曲げモーメントの特性値Mycはどのように計算していますか
A22. 平成29年道路橋示方書W編のケーソンと同様な手法(道示W 11.9.2)で算出しております
 
Q23. 底版照査で、「骨組み解析結果を用いて照査」を選択できない
A23. [基本データ]-[計算条件]画面の「底版荷重の取扱い=部材荷重で載荷」としてください
 
Q24. 片持ち梁解析と骨組み解析の違いを教えて下さい
A24. 片持ちばり解析は、底版を竪壁(柱)付け根位置から張出した部材として取扱い、底版自重・上載荷重・杭反力を、片持ち梁に作用する荷重として断面力を求めます。
骨組み解析は、底版と杭からなるラーメン構造に、底版自重・上載土など、各部材に作用する荷重を、その部材に載荷して解析を行い、底版照査位置に発生する断面力を用いて断面照査を行います。
杭より外側では、片持ち梁と一致しますが、杭間ではモーメントの出方が複雑になります。
「斜面上の深礎基礎設計施工便覧(H24.4)」では、ラーメン構造として解析する場合でも、片持ち梁としても解析するのがよいという旨の記述がございます。
 
Q25. 杭径が異なる杭が混在した場合の計算はできますか
A25. 同じ杭径のみとなります。
 
Q26. 杭反力を、杭基礎ではK1〜K4などから計算していますが、深礎フレームではどのように計算していますか。
A26. 深礎フレームでは、底版、杭、地盤から骨組モデルを作成し、骨組み解析を行う事で断面力を算出し、杭頭位置の断面力から杭頭反力を求めています。
そのため杭基礎のようなK1〜K4は用いておりません。
 
Q27. 谷側に荷重を掛けているのに山側に変位が出ます。
A27. 前面地盤が塑性化した場合には、塑性化した深度の水平ばねを取り外し、塑性化後の抵抗力を山側に載荷します。
塑性化後の抵抗力は、塑性化前の地盤反力の上限値と同等以下ですので、通常の場合はこの荷重により山側に変位することはありません。
しかしながら深度の深い地盤が弱い場合など、深い深度が先に塑性化する場合があります。
深礎基礎の計算では地盤の塑性化は、必ず地表面側から連続して行いますので、このような場合は、塑性化していない地表面側の地盤を強制的に塑性化させます。
本来は、地盤反力と同等な塑性化後抵抗力を載荷するため問題ありませんが、まだ地盤反力が上限値に達していない状態で塑性化後抵抗力を載荷するため、その時の塑性化後抵抗力は地盤反力より大きな荷重を載荷することになります。
上記が原因で山側に大きな荷重が載荷されることにより、山側に変位する場合があります。
 
Q28. 水平ばねの格点間隔を変更すると計算結果が変わりましたが何故でしょうか。
A28. 深礎基礎の地盤ばねは、深礎杭に設けた格点、格点ばね(集中ばね)として設定しています。
そのため格点間隔により計算結果に影響が生じます。
杭が十分長い場合は影響の度合いは小さいですが、杭長が短い場合にはその影響は顕著に出る場合があります。
格点間隔は0.5mが標準となっております。
深礎フレームでは、格点間隔を、1.0m、0.5m、0.25mから選択できます。
 
Q29. 底版を骨組解析する場合のレベル2地震時で、任意のステップ時に載荷されている水平荷重を求める方法はありますか。
A29. 計算書の「安定計算(レベル2地震時)−照査結果」の作用力で、αi=1.000時の全水平力と全鉛直が出力されています。
この数値に目的のステップαiを乗じることで求めることができます。
ただし固定荷重はαiに関わらず一定であること、荷重属性の変動1は、C2z・khco・αi>khpとなる範囲では、khpを用いていますのでご注意ください。
 
Q30. 周面摩擦を考慮する場合の周面ばねksvbはどのようにモデル化していますか。
A30. 杭図心に、ksvbを設けております。
大口径深礎杭の場合など連成ばねを考慮する場合は、杭図心位置に回転ばねを設けております。
 
Q31. 周面摩擦を考慮する場合の周面ばねksvbの連成ばねはどのように求めていますか。
A31. 次式で算定しております。
回転ばねKsry= Ksv・De/2
ここで、
 Ksv:鉛直ばね
 De:杭の有効径(De=0.8D)
 
Q32. [荷重データ(永続・変動作用時)]画面で荷重自動生成で自動設定された荷重値が、荷重記号[D]に荷重には部分係数が考慮されていないのはなぜか。
A32. [荷重データ(永続・変動作用時)]画面では、荷重記号の荷重に関する荷重係数と荷重組合せ係数を掛ける前の荷重値を設定します。
そのため荷重記号[D]の場合は、(体積)×(単位重量)で求めた荷重値となります。
荷重記号[EQ]の地震時慣性力による水平力の場合ですと、自重に慣性力が作用するため、自重に死荷重[D]の部分係数と水平震度を掛けた後の荷重値を設定します。
また土圧[E]の場合は、地震の影響がある荷重と地震の影響が無い荷重に分けて、地震の影響がある荷重については、荷重記号[EQ]の部分係数を掛けた後の荷重値を設定します。
 
Q33. 永続作用状況と変動作用状況の2ケースで計算しましたが、水平変位dd1と地盤反力度Qyd1が「−」で表示されているのはなぜですか。
A33. 水平変位照査及び地盤反力度の照査には、基礎の変位の制限と、限界状態1の2項目があります。
基礎の変位制限は、永続作用状況に対して行います。
限界状態1は、永続作用状況及び変動作用状況に対して行います。
そのため、基礎の変位の制限に対しては、永続作用状況ケースのみ結果表示を行っております。
 
Q34. モルタルライニングの場合は周面摩擦を考慮できるが、そのことを明記している指針は何か。
A34. 「平成24年道路橋示方書W下部構造編」の「表-解 15.2.1 安定計算モデル」の下の注釈に「モルタルライニングや吹付けコンクリートのように基礎周面地盤のせん断抵抗を期待できる土留め構造を用いる場合に考慮することができる」とあります。
なお同様の表は「斜面上の深礎基礎設計施工便覧」に「表-V.1.1 安定計算モデル」として記載されています。
 
Q35. logP-logS曲線により求まる変位急変点が、降伏点と見なされる場合と見なされない場合があるのはなぜか。
A35. 変位急増点は、レベル2地震時照査に用いる荷重を細分化して荷重増分を行い、各荷重(震度)と変位をプロットし、変化が急変する点を抽出しております。
計算した範囲内で探しますので、必ずいずれかの点が抽出されます。そのため、この点を持って基礎が降伏するか否かの判定には使用できません。
また、1点のみを捉えて最急変点を探していますので、連続で変化することで大きな変化点になるような位置は抽出することができません。設計者がグラフを確認しご判断ください。
変位急変点を降伏震度の初期値とする場合は、次の場合としております。

(1)載荷ステップαi=1.0までに基礎の降伏の目安となる事象が発生している場合で、logP-logS法による最急変点が先に発生している場合。
基礎の降伏の目安が発生している場合には、その事象の発生時の水平震度が降伏震度となりますが、それより前に急変点が発生している場合は、そちらを降伏震度の初期値としています。
※基礎は降伏しています。降伏震度は設計者判断になります。

(2)基礎の降伏の目安は生じていないが、前面地盤の塑性化率が5%以上の場合。
基礎の降伏の目安が生じておらず、前面地盤も塑性化していない場合でも、上述の通り、急変点は求められます。
この場合、地盤が健全である状態と区別が付きませんので、前面地盤が5%以上塑性化している場合に急変点を考慮するようにしております。
5%は弊社で設定したもので指針などには記載されておりません。
※基礎が降伏しているか否かは設計者判断になります。

いずれの場合も、杭体や地盤の状況などから、最終的には設計者にてご判断ください。
 
Q36. 底版骨組みを自動生成し部材載荷とした場合に、[荷重データ(レベル2地震時)]に設定される底版の慣性力に、荷重分担率が考慮されています。
A36. 「斜面上の深礎基礎設計施工便覧(H24.4)」の計算例「10.橋台の組杭深礎基礎の設計計算例」をもとに、底版慣性力はフーチング全体の慣性力に荷重分担率μHを乗じたものとしています。
底版自重は各杭列の杭間中央で分割した範囲を考慮しております。
 
Q37. logP-logS法のグラフを見ると載荷ステップが極端に飛んでグラフに段差がある箇所があるがなぜか。
A37. レベル2地震時の解析は荷重増分法によっております。
荷重増分法は、レベル2地震時荷重を細分化して、解析モデルに与える荷重を徐々に大きくしていき、その時の杭体断面力や地盤状態から、杭体の曲げ剛性や地盤ばねの塑性化処理を行っております。
この過程で、前面地盤が地盤反力度が上限値に達した場合は、その深度の地盤が塑性化したものとして、前面地盤を取り外します。
地盤が塑性化している範囲には、「塑性化後の抵抗力を山側に載荷する」というモデル変更を行います。
モデル変更後は、荷重載荷状態を0に戻し、最初から荷重増分をやり直します。
この時、解析モデルが異なるため、モデル変更後の荷重−変位関係は、モデル変更前とは異なる履歴曲線となります。
この状態をグラフに表示しますと、地盤が塑性化するたびにラインが増えていってしまいます。
そのため地盤が塑性化するまで(モデル変更まで)のラインのみを残し、モデル変更後の変位がモデル変更した時点での変位を超えた時に、2つのラインを結ぶようにして連続した1本のラインとなるようにしております。
このグラフ上には現れない部分の荷重載荷を弊社では「仮載荷」と称しております。
モデル変更前とモデル変更後のラインを結んでいる点ではラインは不連続となりますが、1度のモデル変更くらいでは大きく目立つことはありません。
しかしながら、モデル変更して荷重増分を行う際に、モデル変更時点の変位に到達する前に地盤が塑性化する場合があります。
この時は、さらに塑性化した深度の地盤ばねを塑性化してモデル変更を行います。
この様に連続して地盤が塑性化しますと、ラインの履歴差が大きくなるため、本ケースのように段差が目立つようになります。

 
Q38. 2×2の組杭深礎基礎でL2地震時照査で荷重も何もかけていないのに変位が出るのはなぜか。杭の自重があるので鉛直方向に変位するのはわかるが、山側に変位している。
A38. 杭1(谷側)の各深度のばね値を見ますと、ばね値が0になっている格点があります。
これは、深礎杭前面の水平土被りが0.5・D以下の場合は、前面ばねの補正係数が0になるためです。
同じ位置の水平支持力を見ますと、水平支持力が生じております。
このため、ばねが外れている格点では、地盤ばねによる抵抗はなく、山側に作用する力(Ro)が生じます。
この山側への作用力によって山側変位が生じております。

次に杭2(山側)の水平支持力を見ますと、深度3.000m位置が最小値となっており、深度3.000mが最も塑性化しやすい状態になっています。
解析結果を見ても杭2は深度3.000mまで地盤が塑性化(前面ばね値=0)しておりますので、おそらく、この深度の地盤が先に塑性化したものと考えられます。
深礎基礎の弾塑性解析は、ある深度での地盤反力度が地盤反力度の上限値を超えた場合は、最上層の位置から順にばねを塑性化させていきます。
これは斜面上の基礎を前提とした深礎基礎の弾塑性解析の特徴です。
そのため、上方にある地盤反力度が上限値に達していない地盤でも強制的に塑性化させ、その部分に塑性化後の抵抗力を山側に作用させます。
これにより、山側への作用力が増加し、山側変位が生じるようになります。

 
Q39. 応答塑性率の照査を行いたいがどうすればよいか。
A39. 次のように設定してください。
(1)[詳細設定]-[レベル2]の「レベル2地震時照査で降伏を許容する」にチェックする。
(2)[荷重ケース(レベル2地震時)]-[基本条件]の「基礎の塑性化=許容する」とする。
深礎杭の場合は、原則として基礎が降伏しないものとしているため、初期設定として基礎の降伏=NGという設定となっております。

 
Q40. 2×2の組杭基礎で、前面地盤で深度の深い位置が先に塑性化した場合に山側変位になると説明があるが、弱くないのに山側に変位しているのは何故か。
A40. 山側の杭の深礎杭底面の鉛直方向ばねKvが谷側より小さいため、山側の杭の沈み込みが大きくなり、山側に傾いています。

 
Q41. 杭頭接合部の照査はどのように行うのか。
A41. Ver.2.3.0で、令和2年版杭基礎設計便覧の杭頭接合照査に対応しました。
[基本データ]-[計算条件]画面の「永続・変動作用時 杭頭接合計算を行う(R2杭基礎設計便覧)」にチェックを入れてください。
なおVer.2.3.0では、永続・変動作用時の仮想鉄筋コンクリート断面照査、水平方向押抜きせん断照査、鉛直方向押抜きせん断照査に対応しております。

 
Q42. 骨組みを自動生成した時に、竪壁基直下のフーチング格点と後趾側の杭頭部格点の間に格点ができるが、この格点はどのような格点か。
A42. 竪壁端から、0.25T2内側に入った位置が、竪壁中心位置から延びる剛域の端部となりますので、その位置に格点を設けております。
ここで、T2は、底版最上部の厚さとなります。
なお、前趾側に段差がある場合では、段差部の上端からフーチングの厚い側に0.25T2入った位置が、前趾側からの剛域端となります。
「斜面上の深礎基礎設計施工便覧(H24.4}」図-V.2.26(P.117)をご参考ください。

 
Q43. ねじり定数はどのように計算していますか
A43. ねじり定数の計算は積分が必要となります。
計算方法の照査につきましては、次のHPに算定式が記載されておりますのでご参考ください。
https://moridesignoffice.com/torsion-stiffness.html

 
Q44. 片持ち梁解析で、橋軸直角方向の底版照査ができません。
A44. 片持ち梁解析による底版照査は、底版の張り出し部分の照査となります。
本ケースは、竪壁が橋軸直角方向に全域に渡りあるため、張り出し部がありません。
そのため照査を行っておりません。
なお骨組み解析結果を用いる場合は、竪壁範囲の曲げ照査を行うことが可能です。

 
Q45. 橋台と連動している際に、底版の剛体照査用のKvを連動しているが、この内訳を確認したい。
A45. 申し訳ございませんが、剛体照査に用いる周面ばね値の出力は行っておりません。
実際のばね値をご確認される場合は、お手数ですが、以下の手順で行っていただきますようお願いいたします。
※通常の計算では、上限値に達した周面ばねは外れてしまうためのスイッチ変更です。
 1)[詳細設定]-[モデル化]の「永続・変動作用時の地盤の取扱い」の「地盤を塑性化させない」と「周面摩擦力上限値が0の場合でも周面ばねを外さない」にチェックを付ける。
 2)「永続・変動作用時」照査を実行する。
 3)「永続・変動作用時」−「解析結果」の「ばね値」タブを表示する。

 
Q46. 連動時の基礎ばねは、底版下面中心位置で求めた基礎ばねを前提としていますが、骨組みを自動生成すると、底版下面中心位置に格点ができません。
どうすれば底版下面中心位置で基礎ばねを計算できますか。
A46. Ver.3から、骨組み自動生成する際に、底版下面中心位置に格点を設けるか否かのスイッチを追加いたしました。
こちらにチェックしますと底版下面中心位置に格点を追加いたします。
底版下面中心格点は、竪壁基部直下のフーチング格点と繋いでいます。
また、併せて「作用格点を底版下面中心位置とする(基礎ばね作用格点を含む)」スイッチを追加いたしました。
このスイッチをチェックしますと、「底版荷重の取扱い=作用格点に載荷」や「基礎ばねの作用格点」に、自動追加した底版下面中心位置の格点を自動設定することができます。

 
Q47. Ver.2までは橋軸直角方向に段差が有る場合の橋軸方向の基礎ばねを計算するには、杭列ごとにデータを分けて、それぞれで計算した結果を合計する必要がありましたが、Ver.3ではどのように変わりましたか。
A47. Ver.3では、全杭列の基礎ばねを計算した結果を持つように拡張しましたので、各杭列ごとに地盤条件などを設定していただき、計算実行時に、計算杭列を「全杭列」として計算していただくことで、各杭列ごとに計算した基礎ばねを合計まで計算できるようになりました。
そのためデータファイルを分ける必要はありません。

 
Q48. Ver.3で新しく追加した荷重分担率算定はどのようなものですか。
A48. 従来対応していたのは、
(1)面外解析モデルの1列を計算方向の杭列分、拡張して立体モデルを作成し、各杭頭に矯正変位を与えて、各杭頭の水平力から荷重分担率を求める方法
(2)現在の杭配置から立体解析モデルを作成し、強制変位や単位荷重を与えて、各杭頭の水平力から荷重分担率を求める方法
になります。

Ver.3では、上記に加え、(3)平面面内モデルを杭列数使う手法に対応いたしました。
(1)(2)は立体解析で求めるものですが、(3)は平面解析で求める点が大きく異なっております。
この方法は、「斜面上の深礎基礎設計施工便覧(平成24年4月)」の「A平面ラーメンモデルを用いる方法」の図-V.2.28(b)面内平面ラーメンモデルによる分担計算の方法(P.119)を自動で行うものです。
(1)(2)ではモデルによっては、水平力の分担にマイナスが生じる場合があり、その場合、分担率を求めることはできませんでした。
しかし杭列ごとに変位を求める(3)の方法では、マイナスが出ることはありませんので、必ず分担率を求めることができる点が大きな利点です。

 
Q49. フーチングを全幅で計算すると、Ver.2と断面力が異なるのはなぜか。
A49. Ver.2までは、杭列ごとにしか計算できなかったため、フーチングを全幅で計算する場合も、杭反力はその時に計算した杭列の杭反力を、計算直角方向に並ぶ全ての杭の杭反力としていました。
Ver.3では、全杭列で計算した場合は、それぞれの杭列の杭反力を参照できるため、計算直角方向に並ぶ杭の杭反力として、それぞれの杭列で計算したものを参照しています。
そのため、地盤条件や杭長、荷重が異なるなど、異なる条件の杭列では杭反力が異なり断面力が異なります。

 
Q50. 従来と同じ計算結果とするにはどうすればよいか。
A50. 計算実行時の「計算杭列」を「現在の杭列のみ」としてください。

 
Q51. [荷重データ(永続・変動作用時)]の荷重値を見ると、荷重係数が掛けられているものと掛けられていないものが混在しているがなぜか。
A51. [荷重データ]の荷重には、「荷重記号」が設定されています。
荷重値は、この「荷重記号」に該当する荷重係数を掛ける「前」の荷重値が表示されています。
計算に用いる際に、表示されている荷重値に、「荷重記号」と「荷重組合せ」から、荷重係数γpとγqを掛けて用います。
荷重値には、荷重係数が一度だけ掛けられる場合と、複数の荷重係数が掛けられる場合があります。
前者では自重が相当し、後者では慣性力による水平力の場合が相当します。
慣性力による水平力は、自重に[D]の荷重係数と[EQ]の荷重係数(が掛かった水平震度)が掛けられたものになります。
[荷重データ]画面では、荷重記号の荷重係数以外が掛けられた荷重値を表示しています。
そのため、自重では全く荷重係数が掛けられていない荷重値になり、慣性力による水平力では、[D]の荷重係数が掛けられた荷重値になります。
本画面では、任意の荷重も設定できますので、その場合には、どのような荷重係数が掛かるのか判別できないためこのような仕様としております。
なお荷重記号「−」の荷重には荷重係数を考慮いたしません。この荷重記号を使う場合は、予め荷重係数を全て考慮した後の荷重値を設定します。
これは、例えば、竪壁基部の作用力を想定したものになります。
竪壁基部の作用力には、土圧力、上部工反力、活荷重、自重などが合計されたものになっておりますので、個別に荷重係数を考慮するには、合計する前の個々の荷重値と荷重の種類が必要になるためです。

 
Q52. 「底版荷重の取扱い=部材荷重で載荷」とした場合、フーチングに浮力を考慮するにはどうすればよいか。
A52. 深礎フレームでは水位の影響は考慮しておりません。
そのため浮力を考慮する場合は、「荷重データ(永続・変動作用時)」画面で、フーチング部材に上向き(浮力分)の荷重を任意荷重として追加してください。

 
Q53. 2×2の4本杭で、同じフーチング高であるのに、A列とB列の1/2H位置のせん断照査位置が異なる原因は何ですか。
A53. せん断照査位置は、壁端位置の曲げモーメント照査位置の部材高を参照しています。
部材高は自動設定もできますが、任意で設定も可能ですので、A列とB列の壁端位置の曲げモーメント照査位置の部材高をご確認ください。

 
Q54. 杭が2本の面内解析で荷重載荷方向に段差がある場合で荷重自動生成すると、[荷重データ(永続・変動作用時)]-[格点集中荷重]画面に、「杭2底版(慣性力)」という水平力とモーメントが載荷されます。
A54. 段差部の慣性力は、杭1と杭2の中央位置で段差部を分割し、杭1側と杭2側に分けています。
分割位置が段差部の途中にある場合は、段差部の一部(三角部分)を杭2の杭頭に載荷するようにしています。
これは複数の段差がある場合や1段部分に複数の杭列がある場合も考慮した分割としているためです。

 
Q55. 杭頭接合計算の水平方向の有効厚はどのように取っていますか。
A55. 杭頭反力は、加力方向と反対側に出ますので、加力方向が谷側の場合は、杭前面から山側のフーチング端部までの距離を取ります。
段差がある場合は段差開始位置までの距離を取ります。
なお複数杭がある場合では、全杭に対して照査を行いますが、[考え方]-[底版]の「杭頭接合計算の水平押抜きせん断照査の対象杭」で最縁端杭のみを照査対象とするとすることができます。

 
Q56. 計算実行時に「荷重データ(許容応力度法):連続分布荷重の部材が直線状に連続していません」というメッセージが出る。
A56. [荷重データ(許容応力度法)]の「部材分布荷重」では、複数の部材にまとめて荷重を載荷することができます。
この時の制限として、@部材が連続していること、A部材が一直線であること、というものがあります。
この内Aについては、水平部材や垂直部材の場合は一直線に設定しやすいですが、斜め部材の場合には、誤差以内に配置しませんと一直線と見なされませんのでご注意ください。

 
Q57. 液状化を考慮した計算を行うにはどうすればいいですか。
A57. 深礎基礎の基準・指針には液状化についての記述はありません。
これは深礎基礎は山岳地帯に構築することを前提としているため、支持地盤は強固な岩盤であることを想定しているためではないかと推測されます。
そのため液状化を考慮した設計をどのように行うかについては不明です。
一般的な杭基礎の場所打ち杭と同様に行う場合は、地盤ばねなどの地盤定数を低減することが考えられます。
しかしながら深礎基礎では、地盤の弾塑性解析を行うため、前面地盤や周面地盤の地盤反力度の上限値を設定する必要があり、液状化を考慮する場合に、これらの取扱いは不明です。
地盤反力度の上限値は設定した地盤定数から内部計算するほか、入力することもできますので、設計者判断で設定してください。

 
Q58. 計算実行すると「荷重データ(永続・変動作用時):連続分布荷重の部材が直線状に連続していません」というメッセージが出て計算できません。
A58. 連続分布荷重は、一直線に配置された連続部材に用いてください。
連続部材であっても、例えば、途中で折れ曲がっていたり、誤差以上の凸凹がある場合に上述のメッセージが表示されます。



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