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サポートトピックス ／ UC-1シリーズ |
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橋台の設計のなぜ？ 解決フォーラム
『橋台背面の裏込め土にEPSやFCB等の軽量盛土を使う場合の照査はどう行えばよいか？』 |
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橋台の設計では、ESP(発泡スチロール)、Abucs(セメント安定処理土)、FCB(気泡混合盛土)工法を想定した設計は、裏込め土の重量軽減や側圧、軽量盛土後方の背面土砂による土圧を考慮することにより行えます。以下の方法にてモデルを指定してください。
1.軽量盛土形状の指定
「形状」−「土砂･舗装」画面の「背面土砂」で「その他の盛土ブロック数」を1つ以上指定します。これにより、「その他」ボタンが上部に表示されますので、そのボタン押下で表示される画面で、軽量盛土形状を構成する座標を底版前趾先端位置と底版下面位置を原点として入力します。
2.軽量盛土部分の単位体積重量の指定
「材料」画面で「形状」−「土砂・舗装」画面の「その他」で定義した名称が表示されますので、該当する軽量盛土の単位体積重量値を指定します。
3.側圧の指定
軽量盛土から作用する側圧は「荷重」−「側圧」画面で指定します。実状に合わせて土圧係数、土圧強度を変更してください。なお、胸壁の設計時は、竪壁の設計に準じて側圧を考慮します｡
4.土圧の指定
軽量盛土後方の背面土砂による土圧は、別途算出した土圧を指定する必要があるため、「任意土圧」で指定します。「荷重」−「荷重の扱い」画面で「任意土圧の直接指定」を選択すると、「任意土圧」ボタンがメイン画面上に表示されますので、そのボタン押下で表示される画面にて、「常時」や「地震時」ケースに相当する土圧を指定してください。更に、「荷重」−「許容応力度荷重ケース」画面で、「任意土圧」画面で作成したケースを選択して、計算を行う荷重を組み合わせます。また、胸壁の設計時に任意土圧を考慮する時は、「荷重」−「胸壁設計」画面で選択してください｡
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軽量盛土後方の背面土砂による土圧を考慮する場合は、背面土砂部は土圧係数、軽量盛土部は積立勾配等で換算した土圧強度や別途求めた土圧係数を指定します。なお、「形状」−「土砂・舗装」画面において背面土圧を考慮するとした時は、傾斜角度と背面土砂の土質条件より土−土に作用する土圧係数を自動設定します。
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軽量盛土が自立安定し、橋台には土圧が作用せず、地震時においても通常の橋台のように橋台と裏込め土が一体として挙動しない場合には、竪壁設計時は橋脚の柱として照査する必要があります。このような時は、「初期入力」画面において竪壁保耐を選択し、「部材」−「竪壁配筋」画面において照査用の鉄筋、横拘束筋を入力し、竪壁の保有水平耐力法による照査を行います｡
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各軽量盛土により、次のように側圧を考慮します。
1.EPS(発泡スチロール)
側圧の強度は深さ方向に一様分布し、作用位置は設置高さの1/2とします。
2.FCB(気泡混合盛土)
・緩衝材の設置がある場合、固化後の側圧は無視するため、側圧を作用させません｡
・緩衝材を設置しない場合、側圧の強度は深さ方向に比例して、作用位置は設置高さを台形とした場合の重心位置とします。
3.Abucs(セメント安定処理土)
竪壁設計時の側圧強度(施工時に働く土圧)は、深さ方向に一様分布し、作用位置は設置高さの1/2とします。なお、安定計算については、常時・地震時ともに考慮しません。
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| ■図1 橋台の設計メイン画面 |
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■図2 軽量盛土形状の設定画面 |
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■図3 軽量盛土のモデル図 |
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サポートトピックス ／ UC-1シリーズ |
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橋脚の設計のなぜ？解決フォーラム
『柱の保有耐力照査において、McとMuまたはMy0とMuが逆転した場合にエラーとなるのはなぜか？』
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このエラーは、「Mc(ひび割れモーメント)、My0(初降伏モーメント)、Mu(終局モーメント)」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、形状や鉄筋量を見直すことで、逆転を解消することが可能であり、例えば、次のような要因が考えられます。
1.My0＞Muとなる場合
断面高に対してかぶりが大きい、または鉄筋量が極めて多い。
※断面高に対してかぶりが大きいと、Mｕ算出時に剥離すると考えるコンクリート断面も大きくなります。
2.Mc＞My0となる場合
鉄筋量が非常に少ない。
※Mcは、コンクリート・鉄筋の断面積や位置等の断面定数から求まりますが、コンクリート断面に対して鉄筋の断面積が占める割合は非常に小さいため結果には大きく影響しません。一方、My0、Muは、鉄筋量に結果が大きく作用されます(鉄筋位置は変更せず、鉄筋径のみを変更した結果を比較することにより確認できます)。
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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≦My0≦Mu』となることを前提としていると解釈しております。逆転が発生してない断面では、M−φ」関係より、Pc、Pyを上部工慣性力作用位置に作用させたときの各Mに対して一つのφが求まりますが、逆転が発生している断面では、Mに対してφが二つ以上求まる状態になります。そのため、「Mc、My0、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「適用外」とし、保有水平耐力および残留変位に対する判定は行っていません。
＜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。但し、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。
＜My0、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。但し、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My0＜Mu、保有耐力法ではMy0＞Muがあり得ます。
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| ■図1 橋脚の設計メイン画面 |
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■図2 橋脚の設計初期入力画面 |
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■図3 「Mc≦My0≦Mu」のケース
(逆転なしの場合) |
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■図4 「My0＞Mu」のケース |
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■図5 「Mc＞My0」のケース |
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| (Up&Coming '11 新緑の号掲載) |
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