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重力式橋台の設計計算 Q&A


目  次

Q1橋座の設計で,コンクリート設計基準強度180kgf/cm2を入力できない.

Q2.鉄筋コンクリート区間(HC)を底版までもってきたいが、どうすればいいか。

Q3.フーチングがない場合の入力は出来ないのか。
H1、B1の最小値は0.000となっているにもかかわらず確定するとH1>0、B1>0のエラーが出る。

Q4.自重計算の際にブロックデータの荷重計算表を見ると計算と集計が異なるようですがなぜですか?

Q5.作用力合計(V)=杭本数×計算結果の押し込み力(<許容押込み力)という様に考えているが問題ないか?

Q6.半重力式橋台の設計は出来ないのか?

Q7.杭基礎の設計計算forwindowsと重力式橋台の連動はどうすればいいのか?

Q8.コンクリートの設計強度を選択以外の強度で設計できないか?

Q9.「重力式橋台」と「杭基礎の設計計算」を連動させている場合でも断面計算を行うことは出来るのか?又その手順は?

Q10.構造全体が無筋の設計は出来ないのか?

Q11.水道橋やガス橋のように胸壁の無いモデルの検討は可能か?

Q12.土砂形状が全面、背面共同じ高さの設計は可能か?

Q13.入力諸元を変更したのに、許容応力度が変更されないが?

Q14.許容鉛直支持力算出時のNc、Nq、Nrが0になったがなぜか?

Q15.橋座設計のαの値が、道路橋示方書Wの178ページのグラフから算出される値と異なるが?

Q16.竪壁の断面計算において、「τa1」が「-」表示となるのはなぜか?

Q17.背面安定処理土やEPSなどの軽量盛り土材料を考慮した設計は可能か?

Q18.落橋防止装置計算設計時のコンクリート押し抜きせん断の許容値などは、どこで入力するのか?

Q19.竪壁の無いモデルの検討は可能か?

Q20.段差フーチングの設計は可能か?

Q21.橋座設計時、補強筋の鉄筋断面積は1mあたりの本数を考慮した総断面積か?

Q22.押し抜きせん断時の許容値の算出方法は?

Q23.背面水圧の壁面摩擦角の設定は「土と同じとする」「δ=0」の使い分けは?

Q24.形状入力のHc(鉄筋コンクリート区間)とは?

Q25.支持力係数の算出方法。

Q26.杭基礎連動データの際に断面計算ができないが?


1. 橋座の設計で,コンクリート設計基準強度180kgf/cm2を入力できない。
A1. 現バージョンは、鉄筋コンクリートとしての照査を前提としているため、設計基準強度の最小値を210kgf/cm2に制限しています。
 
Q2. 鉄筋コンクリート区間(HC)を底版までもってきたいが、どうすればいいか。
A2. 無筋コンクリートがない場合を許さないため、現在HCの指定範囲は
HC=0、H4≦HC<H4+H3+H2となっています。
もし設計に問題ないのであれば、H4+H3+H2より0.001小さい値を入力してください。
 
Q3. フーチングがない場合の入力は出来ないのか。
H1、B1の最小値は0.000となっているにもかかわらず確定するとH1>0、B1>0のエラーが出る。
A3. フーチングがない形状はサポートしていません。
 但し、後趾についてはない場合でも計算可能です。
 設計上問題がない場合は、0.001を設定して下さい。
   
Q4. 自重計算の際にブロックデータの荷重計算表を見ると計算と集計が異なるようですがなぜですか?
A4. ブロックデータの計算結果ですが、表中に表している値は 計算内部の値を丸めることで表示していますが、計算時には丸めず精度の高いデータで計算を行っています。
その為計算値に問題はありませんが、表中で表される数値と異なる場合がありますが、ご了承下さい。
 
Q5. 作用力合計(V)=杭本数×計算結果の押し込み力(<許容押込み力)という様に考えているが問題ないか?
A5. プログラム中での押込力の値は、各列の杭反力の中で+の最大値を押込力として表示しています。
杭反力は、配置される位置によって変わりますので、押込力に杭本数を掛けた値は必ずしも作用力の値とは一致しません。
本プログラムの杭基礎の計算処理は道示W P351〜353の変位法を基に行っています。
その際、杭反力PNiは(解 10.7.3、解 10.7.4)により求めていますので配置位置により値は異なってきます。
例えば、Samplkui(従来単位)の常時1(浮力無)の結果においては
1列目の杭反力 27.257
2列目の杭反力 19.385
3列目の杭反力 11.513
 合  計   58.155
になり、直角方向に5本ずつ配置されているため杭反力の合計値は 58.155×5=290.775 となり作用力Nの値と一致します。 
ご指摘の考えで問題ないと言えます。
 
Q6. 半重力式橋台の設計は出来ないのか?
A6. 残念ながら、胸壁以外の有筋部分の検討が出来ないため現仕様では設計できません。
弊社擁壁の設計計算forWindowsでは擁壁形状を有効利用し、任意荷重を与えることでその設計が可能と思われます。こちらをご利用下さい。
  
Q7. 杭基礎の設計計算forwindowsと重力式橋台の連動はどうすればいいのか?
A7. 杭基礎 for Win ver.1.20以降 と重力式橋台 for Win ver.1.40以降で連動機能について対応しました。
最新版をダウンロードいただき確認下さい。
まずこの際に限定される条件が数点有りますが此は各プログラムのhelpを参照下さいますよう御願いいたします。
基本的前提条件は
 ・両プログラムがSI単位系にバージョンUPをされていること
 ・UC-1 Serverをインストール(どこでも可)していること
です。
重力式橋台のhelpの本体プログラム→概要→バージョン改良点→ver1.40について
をお読みいただき画面中■ボタンを押し(灰色の「UC-1 Server」のインストールの横)作業を行ってください。
重力式橋台でデータを入力していただき、安定計算用データの「連動」ボタンにより杭基礎が起動します。
此により杭基礎側に入力されたデータによる諸元や作用力が入力された状態になりますので、他の必要な条件などを確認し設計して下さい。

なお、設計終了後にプログラムを終了する際には、杭基礎側での終了は出来ません。
重力式橋台を終了して初めて両プログラムが終了いたしますのでご注意下さい。プログラム連動の制限の詳細はのhelpに記載していますのでお読みいただきご利用下さい。
 
Q8. コンクリートの設計強度を選択以外の強度で設計できないか?
A8. 可能です。呼び強度や諸元を直接入力ができるようになっております。
選択項目にない値を使用したい場合は、その値を直接入力し、その値での圧縮応力度等の設定値を基準値入力の「コンクリート」のコンクリートの設計基準強度「他」の覧に入力してご使用ください。

操作方法としては、入力→設計条件のコンクリートσckの入力窓の▼を無視して直接マウスを入力部にあてて青色反転しているのを確認して呼び強度を直接入力下さい。

ここでお考えの呼び強度を入力いただければ、プログラム側で選択できる呼び強度以外の基準値(基準値入力の「他」で入力いただいた値)を採用する仕様になっています。
 
Q9. 「重力式橋台」と「杭基礎の設計計算」を連動させている場合でも断面計算を行うことは出来るのか?又その手順は?
A9. 以下に連動時の設計方法の簡単な流れを示します。
あくまで連動が行える状態(Q7の作業を終了されている)に有り且つ重力式橋台での入力が終わっているものとして説明します。

(1) 「重力式橋台」で安定計算を行う→「杭基礎」の作用力に「重力式橋台」で計算された作用力の結果がセットされる。

(2) 「杭基礎」で詳細な杭データを入力し安定計算を行う→「重力式橋台」の杭反力に「杭基礎」で計算された結果がセットされる必ず予備計算を終了させ、杭の設計計算を行ってください。
  断面計算は行っていなくても結構ですが、安定計算は終了し結果を得ておく必要が有ります。

(3) 「重力式橋台」で断面計算を行う→(2)で計算された杭反力を使用して前趾の断面計算が行われる(前趾以外は杭連動していない場合と同じ)

※杭連動中は、「重力式橋台」で安定計算が終了していても、「杭基礎」側が未計算の場合、断面計算を行うことは出来ません。また、「杭基礎」で安定計算が終了していても、「重力式橋台」で安定計算が終了しておらず作用力がセットされていない場合、「重力式橋台」で断面計算を行うことは出来ません。
※杭連動を終了させるには、設計の考え方−安定計算時−設計方法で、「連動しない」を選択して下さい。このとき杭配置データ以外の杭情報は失われます
 
Q10. 構造全体が無筋の設計は出来ないのか?
A10. 残念ながら、現仕様では胸壁の設計は必ずRC構造としているため、全てを無筋とする事は出来ません。
道路橋示方書では、胸壁の設計については、鉄筋コンクリートで設計する場合に基づいてのみ記載されているため、無筋状態については考慮しておりません。
また、一般的に胸壁や突起部分に関しては、壁厚等が薄い理由により、鉄筋コンクリートで設計するものと考えれる為、無筋構造はサポートしておりません。
 
Q11. 水道橋やガス橋のように胸壁の無いモデルの検討は可能か?
A11. 本製品では胸壁のないモデルの検討は出来ません。
これは一般的な橋台モデルは、その対象を橋桁を架橋するために設ける構造としており、道路橋示方書に準じた設計に対応したプログラムの為直接のサポートはしておりません。
車路橋や人道橋以外の水道橋などを考慮した設計で有れば、胸壁のないケースもあると存じますが胸壁については現仕様では入力制限を最低寸法以上の入力を必要としています。
その為、胸壁の必要としない任意な形状若しくは重力式擁壁に類する形状であればその形状入力が可能な弊社別売の擁壁プログラム等を使用した設計をお奨めします。
 
Q12. 土砂形状が全面、背面共同じ高さの設計は可能か?
A12. 本製品では背面土砂の高さを橋台胸壁より下げることはサポートしておりません。
一般的な道路用橋台は、架橋桁より胸壁上縁を越え背面土砂上への移動を可能とする道路構造とすることが目的であり、背面土砂が背面以下になることはあまりありません。
その為 背面土砂形状を考慮し、胸壁より下にあるとお考えの際には 別売の擁壁設計プログラムをご使用されるなどが必要です。
 
Q13. 入力諸元を変更したのに、許容応力度が変更されないが?
A13. 本製品のデフォルト設定では、基準値→設計の考え方→その他→許容応力度の初期化処理許容値の設定については、●直接指定 ○自動設定 の選択が可能です。この選択が 直接指定の際には、設計者の任意な許容値を 入力→許容応力度 の各項目に設定できるようになっています。
これにより、許容応力度を設計者の任意設定とする事が可能です。この設定では、常に任意設定できる仕様のため、コンクリートの設計強度や各諸元を変更されても、自動でその許容応力度を再設定することは致しません。
自動で許容応力度を変更するには、この設定を ●自動設定 と変更していただくか、入力→許容応力度にて「初期化」ボタンを押していただき、基準値→基準値に設定されているデフォルト初期データテーブルの値を採用するようしていただく必要があります。
 
Q14. 許容鉛直支持力算出時のNc、Nq、Nrが0になったがなぜか?
A14. 本製品の支持力計算は、道路橋示方書P250に記載の考え方に準じ、図−解8.3.1〜8.3.3の支持力係数グラフの交点を入力値より読みとり利用しています。
このとき、フーチング中心に掛かる作用力よりtanθ=H/Vが大きくなった際にその交点を読みとれない場合があります。特に粘性土としてφ=0とされる場合には、このグラフより支持力係数が不明となることがしばしばあります。
その場合には、支持力係数は設定できないものとして0としております。
設計者の判断で、直接お考えの支持力係数を入力することが可能ですので、必要に応じ設計の考え方にて、支持力計算を行うとした後、入力→安定計算用→基礎の設計用において支持力係数の算出根拠の「内部計算」をクリックし、選択用▼にて直接指定として支持力算出用 タグにて係数を直接入力いただきますよう御願いいたします。

この際、設計条件によってはグラフから係数を読みとることも可能ですので、まずは支持力係数の算出根拠を「内部計算」として計算し、結果確認→安定計算結果→支持力係数にて結果を確認しておき、得られる条件時の係数を直接指定にて入力されると作業が楽になると思います。
 
Q15. 橋座設計のαの値が、道路橋示方書Wの178ページのグラフから算出される値と異なるが?
A15. αの計算値は、道示Wの178ページのグラフから算出しますが、是は従来単位の際の設計方法であり、SI単位系では異なります。
以下に量式を記載します。

・従来単位系の計算式
α=0.1σn/√σck+0.15

・SI単位系の場合
α=0.32σn/√σck+0.15 
※道路橋示方書・同解説 SI単位系移行に関する参考資料 W-90ページ記載

単純に換算係数を採用するのではなく、単位系で上記の差があります。
ご注意下さい。
 
Q16. 竪壁の断面計算において、「τa1」が「-」表示となるのはなぜか?
A16. 無筋コンクリートの場合のせん断応力度の照査方法については、基準類(例えば道路橋示方書)等に特に記載がないため、本プログラムでは許容値が0の場合には照査を行わないようにしています。(計算結果のみ表示して、許容値及び判定などは表示しないとしています)
そのため、デフォルト設定以外で設計者の判断により、許容値に0以外の値を入力頂ければ、照査を行いますので、必要に応じ検討頂きますようお願いします。
 
Q17. 背面安定処理土やEPSなどの軽量盛り土材料を考慮した設計は可能か?
A17. 土圧の計算に関しましては、基準値→設計の考え方→土圧・水圧→壁面摩擦角、及び基準値→基準値→設計条件→土圧作用面の壁面摩擦角 で調整ができる範囲は計算できますが、『設計要領第二集(日本道路公団)5章下部構造3−6土圧軽減工法を用いた橋台』などの軽量盛り土材を考慮した設計には、現仕様では対応しておりません。
これは、EPSなどの採用による任意土圧の設定をサポートしていない為、背面土砂の扱いは、設計条件で入力いただく土砂として土圧計算するためです。
なお、弊社別売の擁壁プログラムでは、その機能がありますので、設計者判断により此方のご利用でご設計いただけると幸です。なお、擁壁製品のQ&A及びhelpにおいて、EPSの使用について記述しておりますので、併せてご確認下さい。
 
Q18. 落橋防止装置計算設計時のコンクリート押し抜きせん断の許容値などは、どこで入力するのか?
A18. 本プログラムにおいて、押し抜きせん断応力度の許容値(τa3)は、自動設定しているため、入力は特に用意しておりません。
自動設定時に使用する値としては、「設計条件」画面で指定された胸壁のコンクリート設計基準強度σckを基に、道路橋示方書 W下部構造編 P164 表-5.2.1』より導かれるτa3の値を使用します。
なお、表外の値が指定された際は210(21)の値を使用していますので、ご注意ください。
 
Q19. 竪壁の無いモデルの検討は可能か?
A19. 以下のような形状についても設計は可能です。


よくいただく質問で「フーチング上面をそのまま橋座面とするアバットの設計は可能か?」というものがありますが、上記形状が正にその形状です。
杭基礎の有無に関わらず、以下の何れかの方法で可能です。

(1) 底版無しと考える場合・・・底版寸法を全て0(m)に設定
(2) 竪壁無しと考える場合・・・竪壁寸法の幅、高さを最小値0.001(m)に設定

ただし、この入力では(1)はフーチングの扱いが無い (2)竪壁の設計が無い ということになりますので、どちらの方法を選択するかは設計者の判断により、必要に応じて不足を補っていただき、十分留意の上ご検討ください。
 
Q20. 段差フーチングの設計は可能か?
A20. 残念ながら橋台製品では直接的なサポートはしておりません。
そのため、橋台側で算出するフーチング中心作用力を別途集計し、お考えになっている段差フーチング下側での作用力に換算し直した後、弊社別売の直接基礎プログラムなどをご利用して対応頂きますようお願い致します。
 
Q21. 橋座設計時、補強筋の鉄筋断面積は1mあたりの本数を考慮した総断面積か?
A21. 補強鉄筋の総和をもって設計するための入力ですので、橋座面からhiの配置鉄筋量を設定頂くことになります。
道路橋示方書下部工編p177以降の算定式によっています。
併せてヘルプのトピックの検索→付属設計の橋座の設計→照査の方法をご覧ください。
 
Q22. 押し抜きせん断時の許容値の算出方法は?
A22. τa3(押し抜きせん断応力度の許容値)は、「設計条件」画面で指定された胸壁のコンクリート設計基準強度σckより、道路橋示方書 W下部構造編 P164 表-5.2.1』より導かれるτa3の値を使用します。
この時、表外の値が指定されている場合は210(21)の値を使用しております。
τcも同様に内部で自動設定する際に、σckが表外の値の場合は210(21)の値を使用しております。なお、τa3,τcは自動設定しているため、σck=18の許容値は設定することはできません。
 
Q23. 背面水圧の壁面摩擦角の設定は「土と同じとする」「δ=0」の使い分けは?
A23. 一般的な水圧の考え方として、通常「静水圧」とする考えで問題ないと思います。
本製品で扱っている背面水圧の作用方向の考え方については、特に文献等での記載はありませんが、
(1) 「土圧と同じ方向」
(2) 「δ=0」
の2種類をサポートしております。

(1)と指定された場合は、土圧に水圧分を合算して土圧力を算出し、(2)とされた場合には全水平、すなわち静水圧として設計することになります。設計者の選択肢が増えるよう配慮し、パラメータを用意していますが、実際の適用の際はどちらの考え方を採用されるかは設計者の判断で行ってください。
なお、水圧や土圧に関しての詳細は、ヘルプ−本体プログラム−計算理論及び照査の方法−荷重の考え方−土圧・水圧の考え方 をご参照ください。
 
Q24. 形状入力のHc(鉄筋コンクリート区間)とは?
A24. 躯体自重を算出する際に、Hcに設定された区間は、鉄筋コンクリートの単位体積重量で計算を行います。Hcが影響してくるのは、躯体自重だけですので、鉄筋コンクリートとして自重を考慮するべき長さをご入力ください。
 
Q25. 支持力係数の算出方法。
A25. 本製品では、『道路橋示方書 IV下部構造編(H8)』P.254〜255の図−解8.3.1〜8.3.3のグラフから、読み取り可能な点を元に補間計算することによって、Nc,Nrを算出しています。Nqに関しましては下記計算式より計算しています。

また、上記の算出方法に問題があるとお感じの際には直接指定も可能ですので、必要とお考えの数値に変更してご利用頂きますようお願い致します。
 
Q26. 杭基礎連動データの際に断面計算ができないが?
A26. 杭基礎との連動データは、橋台側の安定計算のみでは、杭基礎からの反力値がないため断面計算は行えません。
連動時の計算手順は以下になりますので、ご確認頂き計算下さい。
なお、すべて入力は終了しているものとします。

(1) 橋台で「結果確認」→安定計算結果ボタンを押す
(2) 安定計算結果を確認
(3) 杭基礎へ移動し入力→作用力に作用力が連動されているのを確認
(4) 入力→杭配置等・予備計算 にて予備計算を実行(計算タグを選択すると計算します)
(5) 「確定」とするとメイン画面に入力杭状況が反映表示されます
(6) 計算→計算内容設定→安定計算を●するに設定し計算実行を行います
(7) 結果を確認し橋台側へ移行
(8) 断面計算結果ボタンが有効になるので選択し結果を確認

この作業で一連の計算が可能になります。

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