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Q&A更生管の計算 Q&A ('21.10.19)

NEW! 更新内容

Q1−16.地盤画面において、Vsiの内部計算値はN値が50までを上限としているようですが、そのような記述が基準等にありますか。('21.10.19)


目  次
 1.適用範囲、共通

Q1−1.どのような更生管の計算が可能か

Q1−2.緩み土圧に対応しているか

Q1−3.計算書で出力されている計算式とその答えが一致しない箇所がある

Q1−4.地震時の計算における設計応答速度Svの算出式について、下水道協会HPのQ&Aに記載されている式(下水道施設耐震計算例―管路施設編―質疑応答集 Q1-31)と、製品ヘルプに記載されいている式は同じものか

Q1−5.複合管の鉛直断面の計算で埋設管が複数の層にまたがるとき、適用基準が下水道施設2006年の場合は各層ごとに地盤ばねが異なるが、下水道施設2014年版では、全ての層の地盤ばねが同じになるのはなぜか

Q1−6.「管きょ更生工法における設計・施工ガイドライン-2017年版-」(公益社団法人 日本下水道協会)には対応していますか

Q1−7.H29道示Xによる液状化の判定はできないのか

Q1−8.基準値画面でデータを変更しても、計算に反映されません

Q1−9.液状化の判定を行う設定にして土質データを入力しましたが、液状化の判定結果が全て「−」で表示される

Q1−10.液状化の判定をレベル1地震時のみ行うことは可能か。

Q1−11.埋戻し土を入力する場合、原地盤は入力しなくてもよいか。

Q1−12.地盤データを他のプログラムと共有することができるか。

Q1−13.埋戻し土を入力したが、計算に反映されない

Q1−14.埋戻し土の入力は、必ず管底位置まで入力する必要があるか

Q1−15.側方流動の計算の計算には対応しているか。

Q1−16.地盤画面において、Vsiの内部計算値はN値が50までを上限としているようですが、そのような記述が基準等にありますか。

 2.自立管

Q2−1.自立管の検討では、どの更生工法に対応しているのか

Q2−2.自立管の計算で、基本上条件画面の更生工法の一覧にない工法の検討を行う場合はどうすればよいか

Q2−3.自立管の地震時の検討を行う場合に、地盤の剛性係数に対する係数C1,C2の入力があるが、どのような値を指定すればよいか

Q2−4.自立管の地震時の検討で、地盤沈下による管対応力や屈曲角,抜出し量の検討を行う際、液状化の判定を行えば地盤沈下量の値は自動で算出されますか

Q2−5.自立管の検討で、設計条件画面の重畳係数の入力がレベル1地震時しかないが、レベル2地震時の重畳係数は指定できないのか

Q2−6.更生自立管の基準値が実際のものと違うのではないか。

 3.複合管

Q3−1.複合管の計算ではどの工法に対応しているか

Q3−2.「下水道管の耐震計算」の鉄筋コンクリート管(鉛直断面の照査)で、更生材を考慮した条件で入力すれば、複合管の結果と同じになるか

Q3−3.複合管の鉛直断面の計算で、管の自重を考慮することは可能か

Q3−4.複合管の基本条件(鉛直断面)画面で、フレーム支点条件が「左(ピン)、右(水平ローラー)」と「左右(水平ローラー)、管底(鉛直ローラー)」から選択できるが、両者はどう違うのか

Q3−5.複合管の計算で、下水道施設2014年版準拠の場合は、地域区分がA1,A2,B1,B2,C となるが、A1とA2,B1とB2では何が違うのか

Q3−6.既設管の一部が減肉しているような入力を行うことができるか

Q3−7.表面部材(パネル)の強度やヤング係数の指定は可能か

Q3−8.複合管計算時の「基本条件(鉛直断面)」画面にある補正係数Cs(構造物の靱性を考慮した補正係数)にはどのような値を指定すればよいか

Q3−9.複合管計算時の「基本条件(鉛直断面)」画面にある「複合断面を使用する」とはどのような意味か

Q3−10.複合管の検討で、鉄筋径を任意に指定することはできるか

Q3−11.水平土圧の計算方法は選択可能か。

Q3−12.複合管の計算書において、鉛直断面の照査または継手の照査のみ計算書に出力することはできるか。

Q3−13.複合管の計算時に液状化の判定を行うと、液状化の判定結果は管の計算に反映されるか。

 1.適用範囲、共通

Q1−1.

どのような更生管の計算が可能か
A1−1. 『管きょ更生工法における設計・施工管理ガイドライン(案)』(公益社団法人日本下水道協会)に基づいた、更生自立管、複合更生管の計算が可能なプログラムです。
自立管については、常時の計算(管厚算定)および地震時の計算が可能です。
複合管については、線形はりばねモデルの計算となり、常時、地震時の計算が可能です。
 

Q1−2.

緩み土圧に対応しているか
A1−2. 自立管の計算では、ヤンセン公式、直土圧、緩み土圧のいずれかを選択できます。
複合管の計算では、現在、直土圧のみに対応しています。
 

Q1−3.

計算書で出力されている計算式とその答えが一致しない箇所がある
A1−3. 本製品では計算時に丸め処理は行っておらず、計算書に表示される桁数より多くの有効桁数により計算を行い、計算書には表示桁数で丸めて出力しています。そのため、計算書に表示している計算式と結果に誤差が生じる場合があります。ご了承ください。
 

Q1−4.

地震時の計算における設計応答速度Svの算出式について、下水道協会HPのQ&Aに記載されている式(下水道施設耐震計算例―管路施設編―質疑応答集 Q1-31)と、製品ヘルプに記載されている式は同じものか
A1−4. 本製品では、下記ヘルプに記載の式で設計応答速度Svを算出しています。(どちらも同じ式です)
・計算理論および照査の方法−自立管−地震時の検討−表層地盤の特性値
・計算理論および照査の方法−複合管−地震時−地震時水平力

設計応答速度Svのグラフは、対数グラフですので、log(Sv)=A・log(Ts)+B (Ts:地盤の固有周期)と表すことができます。
下水道協会HPの式(下水道施設耐震計算例―管路施設編―質疑応答集 Q1-31)は、上記のAとBを設計応答速度Svのグラフから算出したものです。
これは製品ヘルプの式と同等ですが、本製品の計算においては協会Q&AのA,B値より有効桁数が多いため、両者の結果は完全には一致しません。
 

Q1−5.

複合管の鉛直断面の計算で埋設管が複数の層にまたがるとき、適用基準が下水道施設2006年の場合は各層ごとに地盤ばねが異なるが、下水道施設2014年版では、全ての層の地盤ばねが同じになるのはなぜか
A1−5. 下水道施設2006年版の場合は各層の変形係数をもとに地盤ばねを算定しますが、下水道施設2014年版では表層地盤を一様に扱い、「地層」画面の表層地盤の動的ポアソン比より水平方向地盤反力係数を算出します。
そのため、表層の地盤ばねは全て同じ値となります。
 

Q1−6.

「管きょ更生工法における設計・施工ガイドライン-2017年版-」(公益社団法人 日本下水道協会)には対応していますか
A1−6. Ver.3にて対応しました。主な対応項目は以下の通りです。
<自立管>
・外水圧による管厚算定への対応。
・傾斜地の永久ひずみによる抜き出し量の照査(レベル2地震時)への対応。

<複合管>
・常時ケース検討時の、水平土圧の考慮への対応。
・静止土圧による水平土圧への対応。
・構造物のじん性を考慮した補正係数Csを適用したレベル2地震時の検討への対応。
 

Q1−7.

H29道示Xによる液状化の判定はできないのか
A1−7. 本製品では、「管きょ更生工法における設計・施工ガイドライン-2017年版-」の基となる「下水道施設の耐震対策指針と解説-2014年版-」に則って、液状化判定の基準はH24道示X(H14道示Xも選択可)としています。
 

Q1−8.

基準値画面でデータを変更しても、計算に反映されません
A1−8. 「基準値」画面の値は直接計算時には参照されません。基準値を変更した後、基本条件画面で基準値を反映する必要があります。
自立管の検討では、基本条件画面の更生工法選択時に、同画面の更生管データが基準値に指定されている値で初期化されます。
また、複合管の検討では、基本条件画面の既設管の管種や呼び径を選択時に、同画面の既設管データが基準値に指定されている値で初期化されます。
 

Q1−9.

液状化の判定を行う設定にして土質データを入力しましたが、液状化の判定結果が全て「−」で表示される
A1−9. 地盤画面の「土質データ」の一番右の項目で「判定=〇」にした層が判定対象となります。
「判定=−」の層は液状化の判定は行いません。
 

Q1−10.

液液状化の判定をレベル1地震時のみ行うことは可能か。
A1−10. 液状化の判定は管本体の計算とは独立しており、現状では常にレベル1およびレベル2(タイプU)地震時に対して計算、出力を行っています。
 

Q1−11.

埋戻し土を入力する場合、原地盤は入力しなくてもよいか。
A1−11. 埋戻し土を入力する場合でも、原地盤の地層データ(表層地盤)は最下面が管底以深となるように入力する必要があります。
埋め戻し土は管底以深となる必要はありません。
 

Q1−12.

地盤データを他のプログラムと共有することができるか。
A1−12. 「更生管の計算 Ver.3」(Ver.3.1.0以降)では、「地盤」画面において地盤データファイル(*.fgd)の保存、読込が可能になっています。本製品間での地盤データの共有のほか、下記製品と地盤データを共有することも可能です。
「マンホールの設計・3D配筋」Ver.6以降
「下水道管の耐震計算」Ver.2.3以降
「ボックスカルバートの設計・3D配筋(下水道耐震)」Ver.13以降
 

Q1−13.

埋戻し土を入力したが、計算に反映されない
A1−13. 埋戻し土を入力した場合、「基本条件」画面の「埋戻し土の土質定数を用いる項目」にチェックがある項目(常時、地震時)に対して、埋戻し土の土質定数が計算に反映されます。チェックがない場合は埋戻し土の入力は計算に影響しません。
 

Q1−14.

埋戻し土の入力は、必ず管底位置まで入力する必要があるか
A1−14. 埋戻し土を入力する場合、必ずしも管底位置まで入力する必要はありません。
 

Q1−15.

側方流動の計算の計算には対応しているか。
A1−15. 「下水道施設の耐震対策指針と解説-2014年版-」(日本下水道協会)において、p.54に側方流動に関する記述はありますが、具体的な照査方法は同書や計算例等にも記載されていないため、本製品では対応に至っておりません。
 

Q1−16.

地盤画面において、Vsiの内部計算値はN値が50までを上限としているようですが、そのような記述が基準等にありますか
A1−16. 平均せん断弾性波速度Vsiの推定式はH24道路橋示方書X(p.33)等に記載があり、砂質土層であれば1≦N≦50、粘性土層であれば1≦N≦25の範囲が推定式の適用範囲となっていますので、本製品でVsiを内部計算する場合にはN値はその範囲内で算出しています。
実測値がある場合や、推定式に範囲外のN値を適用した値で計算する場合は、「地盤」画面のVsi実測値に直接指定してご検討ください。

 2.自立管
 

Q2−1.

自立管の検討では、どの更生工法に対応しているのか
A2−1. 更生自立管の計算では、更生工法によって計算手法が変わるわけではありませんので、工法に関しては特に制限はありません。
本プログラムでは各工法の物性値を予め基準値として用意しています。(全ての工法のデータを用意しているわけではありません)
検討の際、各工法の最新の物性値は各工法協会やメーカー等にご確認ください。
 

Q2−2.

自立管の計算で、基本上条件画面の更生工法の一覧にない工法の検討を行う場合はどうすればよいか
A2−2. 自立管の計算では、予め基準値に工法ごとの物性値を用意しておりますが、計算に使用するデータは基本条件画面で全て入力可能です。基本条件画面で工法の名称および各物性値を直接入力して計算してください。あるいは、基準値画面で自立管の工法を追加したあとに、基本条件画面で追加した工法を選択することでも対応可能です。
 

Q2−3.

自立管の地震時の検討を行う場合に、地盤の剛性係数に対する係数C1,C2の入力があるが、どのような値を指定すればよいか
A2−3. 「下水道施設の耐震対策指針 2014年版」p.142や「管きょ更生工法における設計・施工管理 ガイドライン(案)(H23.12)」p.参7-12において、C1=1.5、C2=3.0 の記述がありますので、プログラムの初期値としてこの値としており、通常そのままでも問題ないと考えられます。
 

Q2−4.

自立管の地震時の検討で、地盤沈下による管対応力や屈曲角,抜出し量の検討を行う際、液状化の判定を行えば地盤沈下量の値は自動で算出されますか
A2−4. 液状化の判定を行っている場合でも地盤沈下量は自動算出は行っておりません。「設計条件」画面で地盤沈下量をご入力ください。
 

Q2−5.

自立管の検討で、設計条件画面の重畳係数の入力がレベル1地震時しかないが、レベル2地震時の重畳係数は指定できないのか
A2−5. 「管きょ更生工法における設計・施工ガイドライン-2017年版-」(公益社団法人 日本下水道協会)では、重畳係数はレベル1地震時のみ考慮されており、同基準に対応したVer.3ではレベル1地震時のみ指定可能としています。
 

Q2−6.

更生自立管の基準値が実際のものと違うのではないか。
A2−6. Ver.3.1.0において、自立管の基準値を「管きょ更生工法における設計・施工管理 ガイドライン-2017年版-」に合わせて更新しました。
それ以前のバージョンでは、一部の基準値が古いガイドラインに記載しているものとなっています。
最終的には各工法協会・メーカー等にご確認ください。

 3.更生管
 

Q3−1.

複合管の計算ではどの工法に対応しているか
A3−1. 複合管の計算では、特に工法を特定しておりません。本製品の複合管の計算(鉛直断面の検討)では、線形のはりばねモデル(フレーム計算)により断面力を算出し、常時・レベル2地震時は限界状態設計法、レベル1地震時は許容応力度法による検討を行っています。適用の可否については設計者でご判断ください。
 

Q3−2.

「下水道管の耐震計算」の鉄筋コンクリート管(鉛直断面の照査)で、更生材を考慮した条件で入力すれば、複合管の結果と同じになるか
A3−2. 「下水道管の耐震計算 Ver.2」における鉄筋コンクリート管の鉛直方向の照査とは以下の相違があります。

・更生管の計算では常時ケースの検討が可能です。
・更生管の計算では、更生管および鉄筋の強度・ヤング係数として、「複合断面として計算する」、「最小値を使う」、「加重平均を使う」のいずれかを選択できます。
・更生管の計算では、常時、レベル2地震時は限界状態設計法、レベル1地震時は許容応力度法により断面照査を行います。そのため、既設および補強の鉄筋情報の入力が必要となります。
(「下水道管の耐震計算」では、レベル1地震時はひび割れ保証モーメントMc、レベル2地震時は破壊保証モーメントMBにより照査を行います)
・更生管の計算では、管の重量およびその慣性力を考慮することができます。
 

Q3−3.

複合管の鉛直断面の計算で、管の自重を考慮することは可能か
A3−3. 可能です。
「基本条件」画面の「基本条件(鉛直断面)」タブで、「管の重量、慣性力」を「考慮する」としてください。管の自重を考慮する場合、地震時には慣性力も考慮します。
 

Q3−4.

複合管の基本条件(鉛直断面)画面で、フレーム支点条件が「左(ピン)、右(水平ローラー)」と「左右(水平ローラー)、管底(鉛直ローラー)」から選択できるが、両者はどう違うのか
A3−4. 「左(ピン)、右(水平ローラー)」の場合には部材変位が左右対称になりませんが、「左右(水平ローラー)、管底(鉛直ローラー)」では左右対称となります。
ただし、どちらの支点条件でも発生する断面力に相違はありませんので最終的な計算結果は同じです。
 

Q3−5.

複合管の計算で、下水道施設2014年版準拠の場合は、地域区分がA1,A2,B1,B2,C となるが、A1とA2,B1とB2では何が違うのか
A3−5. 「下水道施設の耐震対策指針と解説-2014年版-」において参照している道路橋示方書が平成24年版になったため、それに合わせて地域区分をA1,A2,B1,B2,Cとしていますが、A1とA2,B1とB2では地域別補正係数や設計応答速度は同じですので、両者は同じ結果となります。
 

Q3−6.

既設管の一部が減肉しているような入力を行うことができるか
A3−6. 管の一部のみ厚さを変更することはできません。薄い箇所を既設管厚として入力する等、設計者でご判断くださいますようお願いいたします。
 

Q3−7.

表面部材(パネル)の強度やヤング係数の指定は可能か
A3−7. 表面部材はパネル厚さとして指定が可能ですが、計算には表面部材の強度は考慮しておりませんので、強度やヤング係数の指定はありません。
 

Q3−8.

複合管計算時の「基本条件(鉛直断面)」画面にある補正係数Cs(構造物の靱性を考慮した補正係数)にはどのような値を指定すればよいか
A3−8. 鉄筋コンクリート管(新設管)の場合、Csは0.4とされています。(下水道施設耐震計算例-管路施設編-p.1-12)
複合管におけるCsも、既設管の減肉状況において鉄筋が露出しないかぶり深さ20o程度の場合は、新設管と同等(=0.4)を用いてよいとされています。
「管きょ更生工法における設計・施工管理ガイドライン-2017年版-」(p.3-44,3-45)をご参照ください。
 

Q3−9.

複合管計算時の「基本条件(鉛直断面)」画面にある「複合断面を使用する」とはどのような意味か
A3−9. 複合断面を選択するとFRAMEモデルには、換算断面積及び換算断面二次モーメントを用います。また断面照査時においては、コンクリート材質と鉄筋材質を既設管と更生管で別々に考慮した計算を行います。
ヘルプ「計算理論及び照査の方法|複合管|鉛直断面の照査|FRAMEモデル」の「・複合断面」もご参照ください。
 

Q3−10.

複合管の検討で、鉄筋径を任意に指定することはできるか
A3−10. 現行バージョンではできません。鉄筋の材料名称、降伏点、ヤング係数や鉄筋量は任意に変更できますで、鉄筋量を直接指定し、計算書で鉄筋径の表示を編集してご対応ください。
計算書の編集は、計算書プレビュー画面の[ソース]タブを押下して編集する方法や、計算書をWord出力して編集する方法があります。
 

Q3−11.

水平土圧の計算方法は選択可能か。
A3−11. 複合管の鉛直断面の計算では、常時荷重として水平土圧を考慮しており、「基本条件」画面の「基本条件(鉛直断面)」において静止土圧またはランキン土圧から選択可能です。
 

Q3−12.

複合管の計算書において、鉛直断面の照査または継手の照査のみ計算書に出力することはできるか。
A3−12. 「基本条件」画面の設計対象の選択において、出力したい項目のみチェックして計算するか、計算書のプレビュー画面のツリービューの編集で、不要な項目は非表示にして出力してください。
 

Q3−13.

複合管の計算時に液状化の判定を行うと、液状化の判定結果は管の計算に反映されるか。
A3−13. 本製品では、液状化の判定を行っても、その判定結果は自動では管の計算には影響しません。
「地盤バネ」画面においては、管のある層のバネ値を直接編集することが可能です。
また、「基本条件」画面で「下水道施設(2006年)」を選択時には、「地盤」画面において層ごとのαE0を変更することが可能です。
液状化の影響を考慮する場合は、設計者の判断により、上記の値を編集してご利用ください。

なお、「下水道施設の耐震対策指針と解説2006年版」p.120においては、
「2)応答変位法による・・・(略)・・・これら各種の地盤反力係数(バネ値)を求める際は、地震時でも短期荷重に対する地盤反力係数の割増は考慮しない(α=1.0)。その代わり、液状化地盤であっても設計土質定数の低減は行わない。」
と記載されています。
また、下水道施設2014年準拠時においては、表層地盤を一様地盤として扱うためにどのようにDEを反映すべきかも不明であり、また「下水道施設の耐震対策指針と解説2014年版」p.147(矩形きょの耐震設計)においては、「液状化地盤であっても設計に用いる土質定数の低減は行わない」と記載されております。
従いまして、通常は、液状化地盤の土質定数の低減は考慮しないものと考えています。






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