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下水道管の耐震計算 Ver.2
下水道管本体鉛直断面、軸方向、管きょの接合部の耐震計算プログラム

最新版製品価格 ●リリース 2014年 7月2日
UC-1 水工

 下水道耐震設計体験セミナー  Webセミナー対応
●開催日 : 2014年8月26日(火)13:30〜16:30
●本会場 : 東京本社 品川インターシティA棟セミナールーム
 ※TV会議システムにて東京・大阪・名古屋・福岡・仙台・札幌・金沢 にて同時開催
●参加費:無償

 はじめに
2014年5月に公益社団法人 日本下水道協会「下水道施設の耐震対策指針と解説−2014年版−」(以下、耐震対策指針2014)が8年ぶりに改定されました。「下水道管の耐震設計Ver.2」において、最新の2014年版と2006年版の基準を選択可能にし、2014年度版で変更された以下の項目に対応します。
  1. 一体構造管きょに「下水道用ポリエチレン管」を追加。
  2. 管きょ本体の鉛直断面計算時の地盤反力係数の算出方法が変更。
    管径800mm以上の管きょについては、周面せん断力τを考慮。
  3. 鉄筋コンクリート管などの剛性管きょのレベル2照査において線形解析で断面力を算出した場合は、M(発生モーメント)<Md(等価線形計算により換算した破壊保証モーメント)で照査してもよいと規定に追加。
  4. 液状化判定の基準が「公益社団法人 日本道路協会 平成24年3月 道路橋示方書・同解説V耐震設計編」に変更。

以下にその概要を説明します。
 下水道用ポリエチレン管
一体構造管きょとして、下水道用ポリエチレン管を新たに追加します。下水道用ポリエチレン管(JSWAS K-14)の継手を電気融着により一体化して接合したものにおいて、「公益社団法人 日本水道協会 水道施設耐震工法指針・解説」を参考に管軸方向の照査の管体のひずみに対しての計算を行います。また、基準値には、JSWAS K-14の呼び径50〜300mmまでの管種データを登録します。
 管きょ本体の鉛直断面計算
管きょ本体の鉛直断面計算において、耐震対策指針2006年版では、フレームモデルに対して鉛直方向の分布バネに水平方向地盤反力係数khを用いておりましたが、2014年版では、動的変形係数を用いた地盤反力係数を用いてフレームモデルを作成します。管径800mm以上の管きょについては、周面せん断力τを考慮することを基本とし設計します。

▲図1 矩形きょのフレームモデルと地盤反力係数

ここに、
Kr:部材鉛直方向の地盤反力係数(kN/m³)
Ks:部材軸方向の地盤反力係数(kN/m³)
ED :表層地盤の動的変形係数(kN/m²)
νD:表層地盤の動的ポアソン比
Rc:管きょ図心半径(m)
τ:地震時周面せん断力(kN/m²)
GD:表層地盤の動的せん断弾性係数(kN/m²)
Hg:表層地盤の厚さ(m)
本製品では、周面せん断力τは、管径に関係なく考慮・無視の状態を選択し設計することができます。
 線形応答時の破壊保証モーメント
ダクタイル鋳鉄管、強化プラスチック複合管の鉛直断面計算において、地震時の断面力を線形解析にて算出した場合、非線形応答時の破壊保証モーメントMBではなく、線形応答時の等価線形計算により換算した破壊保証モーメントMdを用いて計算することができます。
MB =0.25・PB・r+0.165・W・r
Md=0.318・Pe・r+0.239・W・r
ここで、
 W:管きょの自重(kN/m)
 r:管きょの管厚中心半径(m)
ここで、弾性応答時の荷重Peは、非線形応答時の荷重比PBとの荷重比の補正係数Cs(=PB/Pe)を入力し算出します。

▲図2 非線形応答と弾性応答
 液状化の判定
液状化の判定では、平成24年と平成14年の道路橋示方書に準拠した計算を行うことができます。2006年版耐震対策指針を基準に選択した場合は、液状化の判定は、新しい基準の平成24年だけではなく、平成14年を選択し検討することができます。
 おわりに
今後、ユーザ様からのご意見,ご要望を取り入れ改善・改良を加えて参ります。どうぞご期待ください。
(Up&Coming '14 盛夏の号掲載)
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