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鋼断面の計算 |
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鋼断面の断面諸量算出，設計断面力に対する応力度と安全性の照査を行う断面設計ツール |
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本製品は、鋼道路橋の断面設計ツールです。鋼断面の断面諸量算出、設計断面力に対する応力度と安全性の照査、最小板厚の照査および疲労照査を容易に行うことができます。せん断応力度については、平均せん断応力度およびせん断流理論による応力度算定に対応しています。
適用範囲
本製品が対象としている部材は表1の通りです。
| 断面種別 |
対象部材 |
| 非合成I桁 |
プレートガーダーの主桁，横桁など |
| 鋼床版I桁 |
鋼床版I桁 |
| 合成桁 |
単純活荷重合成桁のI桁，箱桁 |
| 非合成箱桁 |
箱桁 |
| 鋼床版箱桁 |
鋼床版箱桁 |
| 箱桁 |
ラーメン橋脚の梁，柱，アーチリブ，補剛桁など |
| トラス形 |
トラスの上・下弦材、腹材、横構、アーチリブなど |
■表1 適用範囲
■図1 メイン操作画面 |
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■図2 断面諸量確認画面 |
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■図3 断面種類 |
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- 道路橋示方書・同解説Ⅱ鋼橋編 平成14年3月,(社)日本道路協会
- 鋼道路橋の疲労設計指針 平成14年3月,(社)日本道路協会
- 鋼道路橋の疲労設計資料 平成15年10月,(社)日本橋梁建設協会
- デザインデータブック 2011年4月,(社)日本橋梁建設協会
- 鋼構造物の疲労設計指針・同解説 1993年4月,(社)日本鋼構造協会
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全17種類の断面について、最大100断面まで同時に計算が可能です。また、入力項目や照査結果についても、各断面ごとに分かりやすいダイアログとなっています。(図4 単純合成Ｉ桁および図5 箱桁)
対応断面と照査項目については、表2 断面と照査項目一覧のとおりです。
■図4 単純合成I桁 |
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■図5 箱桁 |
| 項目＼断面形 |
I桁曲げ部材 |
箱桁曲げ部材 |
軸力部材 |
| 非合成 |
鋼床版 |
合成 |
非合成 |
鋼床版 |
合成 |
箱形 |
トラス形 |
| 軸方向力 |
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| 一軸曲げ |
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| 二軸曲げ |
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| 付加応力度 |
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| NとM |
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| せん断力 |
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| ねじり |
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| SとM |
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| 合成応力度 |
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| 板厚チェック |
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| 抵抗モーメント |
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| 補鋼材鋼度 |
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| リブの照査 |
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| 疲労照査 |
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■表2 断面と照査項目一覧
断面諸量
設計に必要な断面諸量については、以下の項目について算定しています。
- 断面積(Gross値)，合成断面のときは換算断面の値
- 水平軸回り(Z軸)断面二次モーメント
- 鉛直軸回り(Y軸)断面二次モーメント
- ねじり定数
- 相乗モーメント
- 非対称断面の主軸の傾き、反時計回りに回転するときプラス
- 主軸水平断面二次モーメント
- 主軸鉛直断面二次モーメント
- 図心から断面上縁までの距離(＞0)
- 図心から断面下縁までの距離(＜0)
- 図心までの距離(鉛直方向)
- 図心までの距離(水平方向)
照査項目
照査項目は次の通りです。
- 軸力による直応力度
- 曲げモーメントによる直応力度
- 軸力と曲げモーメントによる直応力度
- 曲線I桁の付加応力度
- せん断力によるせん断応力度
- ねじりモーメントによるせん断応力度
- 直応力度とせん断応力度による合成応力度
- 最小板厚のチェック
- 抵抗モーメント
- 補剛材の必要剛度
- 疲労照査
なお、本製品で表示される許容応力度は主荷重に対するものを用いているため、他の荷重状態を照査する場合は設計断面力を常時換算して入力する必要があります。
Ribテーブル
Ribテーブルとは各計算ケースで使用したいリブをタイプごとに選択したもので、Ribの入力ではこのテーブルから設置種類(平鋼/球平形鋼/閉リブ/不等辺山形鋼/Ｔ形)を指定します。(図6
Ribテーブル)
■図6 Ribテーブル
照査結果
照査結果の出力帳票については、各断面毎にコンパクトにまとめており、そのまま計算書の一部としてご利用いただけます。(図7
印刷プレビュー)
■図7 印刷プレビュー
照査結果については、各断面毎に同一画面内で容易に確認できますが、照査結果一覧機能を利用することで、参照したい結果をすばやく表示することができます。
■図8 照査結果一覧 |
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■図9 照査結果 |
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道示II(H14)・「5.3疲労設計」(p.184)に「鋼橋の設計にあたっては、疲労の影響を考慮するものとする。」と明示されており、本製品でも図10 疲労照査フローに準拠し、照査1および照査2の方法で照査を行います。
照査1 ： 一定振幅応力に対する応力範囲の打ち切り限界を用いた照査(寿命無限)
照査2 ： 累積損傷度を考慮した疲労照査(寿命有限)
■図10 疲労照査フロー
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現時点では、合成桁については、単純合成桁(Ｉ桁/箱桁)を対象としておりますが、将来的には連続合成桁(Ｉ桁/箱桁)への対応についても考えております。
今後、よりよい設計ツールとするためにも、ユーザのみなさまからのご意見等いただければ幸いです。 |
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