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　　プログラム概要
鉄筋コンクリート式BOXカルバート、翼壁の設計計算、図面作成、設計調書出力を一連でサポート。

1〜3連BOXカルバートの通常設計および地震時検討、1〜2連BOXカルバートの限界状態設計、斜角付きBOXの設計、門形カルバートおよびウイングの計算が可能で、各種基準類の自動セット、自動配筋機能もサポート。基礎形式は、直接基礎、バネ基礎、杭基礎に対応。荷重は、内外水位・任意荷重及び活荷重、任意活荷重の考慮が可能。

3連BOXまでの本体・翼壁、門形カルバートの一般図から配筋図、組立図、加工図、鉄筋表などを一括生成でき、SXF、DWG、DXF等のファイル出力にも対応。3D配筋機能、IFC、Allplan形式のファイル出力にも対応。


また、「UC-1 Cloud 自動設計シリーズ BOXカルバート」で自動設計後に、データファイル（*.F8B）をエクスポートし、本製品で読み込み、詳細設計や計算書，図面の出力といった流れが可能です。
▲メイン画面
（斜角付きBOXカルバート）

製品構成：
製　品　名 機 能
BOXカルバートの設計・3D配筋
Lite		 通常設計（1〜3連ボックスカルバートの常時計算）
斜角付きBOXカルバート、サイロ土圧
BOXカルバートの設計・3D配筋
Standard		 Lite版機能
門型カルバート
限界状態設計
1〜3連BOXカルバートの地震時検討 L1,L2(部材線形解析のみ)
1〜3連BOXカルバートの地震時検討(NEXCO) L1
BOXカルバートの設計・3D配筋
Advanced		 Standard版機能
旧レベル2地震時照査オプション機能
1〜3連BOXカルバートの地震時検討 L2(部材非線形解析)
1〜3連BOXカルバートの地震時検討(NEXCO) L2

　■　関連情報
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　　Ver.19.0.0 改訂内容＜2020年 4月 9日リリース＞NEW
  1. 1連2層ボックス対応
  2. 地震時検討での杭基礎に対応（線形解析）
　　プログラムの機能と特長
■通常設計
  • 1連、2連、3連BOXカルバート本体断面方向（1ブロック）、縦方向（最大5ブロッ ク）および左右口ウイングの計算に対応。
  • 1連、2連BOXの場合、内空断面寸法、土被り厚などの基本条件から部材厚、配筋の自動算出機能をサポート。
  • 土工指針に準拠した踏掛版設置時の検討も可能。
  • 基礎形式は、直接基礎（地盤反力度、分布バネ）、杭基礎（支点バネ）に対応。
  • 杭基礎では杭体照査、杭頭結合部照査、負の周面摩擦力（ネガティブフリクショ ン）に対する検討が可能。
  • 杭種として鋼管杭、RC杭、PC杭、PHC杭、場所打ち杭、回転杭に対応。
  • 荷重ケースは、外水位と内水位を最大10ケースまで可能。
  • 活荷重はT荷重（単軸、2軸）およびTT-430荷重の自動載荷の他、荷重強度、作用 位置、設置幅、分布角度を任意に設定できる任意活荷重をサポート。本線BOX用に内空活荷重、内壁への衝突荷重も考慮可能。
  • 設計要領 第二集 カルバート編(H23.7)」に記述の土圧軽減ボックスカルバートの断面方向の検討が可能。
  • 底版に張出がある形状に対応。左右両方に張出があるものとし、単BOXでのみ設定することが可能。また、張出部の長さは左右別々の長さを設定することが可能。
  • SR235（丸鋼鉄筋）に対応。
  • PHC杭の杭頭カットオフ区間の杭本体照査に対応。
  • 最大・最小土被り一括計算の単鉄筋構造対応
  • 水中土の単位重量の直接入力に対応
▲底版張出形状
▲杭頭カットオフ入力画面

画像をクリックすると大きな画像が表示されます。 画像をクリックすると大きな画像が表示されます。
▲単鉄筋構造の配筋入力 ▲最大最小土被り一括計算時の計算書出力

■地震時検討(Standard以上)
  • 「共同溝設計指針」「駐車場設計施工指針」「下水道施設の耐震対策指針」「土地改良施設耐震設計の手引き」を参照した応答変位法による地震時の検討が可能です。部材の非線形特性を考慮したレベル2地震時の照査は、「Advanced」で対応。
  • 通常設計から地震時検討への連動が可能です。
  • 縦断方向の耐震設計が可能です。「下水道施設の耐震対策指針と解説-2006年版」を参照し、応答変位法により断面力を算出し、レベル1地震時、レベル2地震時で、水平面内、鉛直面内の照査を行います。断面力の算出には、継手を設けた場合の断面力の低減を考慮しています。
  • レベル1地震時の照査では水平面内、鉛直面内ごとに軸力と曲げモーメントが作用する中空断面として曲げ応力度照査を行います。
  • レベル2地震時の照査では、水平面内、鉛直面内ごとに軸力と曲げモーメントが作用する中空断面とし、曲げモーメントが終局曲げ耐力以下であることを照査します。
  • レベル2地震時照査用断面力はM-φ要素でモデル化した部材非線形骨組解析により算出可能です。 (Advanced)
  • レベル2地震時照査のファイバーモデル部材非線形解析が可能です。（Advanced）
  • 地震時の照査を行う場合の基礎形式は直接基礎（分布バネ基礎）、カルバート底面より上は盛土単一層および多層地盤に対応しています。常時については、基礎形式として地盤反力度とバネ基礎から選択可能です。（杭基礎には対応していません。）
  • 液状化による浮上りに対する検討が可能。
  • 検討対象が「地震時検討」の場合、「水道施設耐震工法指針・解説 1997」に記載されている地震時動水圧に対応しtています。

■地震時検討（NEXCO）(Standard以上)
  • 「設計要領第二集カルバート編(H.23.7)」に記述されている「地震の影響 I )震度法による地震時応力の照査方法」、「地震の影響 II )地震時応答解析による照査方法」を参考とした地震時照査が可能。　
  • 通常設計から地震時検討(NEXCO)への連動が可能です。
  • 地震時の照査を行う場合の基礎形式は直接基礎（分布バネ基礎）と杭基礎（レベル1のみ）、カルバート底面より上は盛土単一層および多層地盤に対応。
  • レベル2地震時照査用断面力は、M-φ要素またはファイバー要素でモデル化した部材非線形骨組解析により算出。
    (Advanced)

■限界状態設計
「コンクリート標準示方書 設計編 (2007年制定)」等の内容を参考に、終局限界状態の照査として曲げ耐力・せん断耐力の照査、使用限界状態の照査として曲げひび割れの照査を行います。終局限界状態照査での構造細目として最小・最大鉄筋量の照査も行えます。
  • 1径間
  • 基礎形式は、直接基礎で「地盤反力度」または「（分布）バネ基礎」に対応
  • 終局時は、構造細目として最小鉄筋量、最大鉄筋量の照査が行えます
  • 終局時は、荷重係数γf,荷重修正係数ρfの組合せを2通り迄同時に計算が行えます。
  • 縦方向の計算、ウイングの計算、踏掛版の計算は行えません

■斜角付きBOXの設計（NEXCO）
  • 「ボックスカルバート標準設計図集(平成11年5月)」の斜角があるボックスカルバートの設計方法による検討を行います。
  • 斜角ボックスカルバートに作用する偏土圧の影響により、回転モーメントが作用し、ボックスカルバートに変位が生じます。外力と釣り合った状態のときの壁面土圧と柱頭せん断力を用いて部材応力の計算を行います。

■斜角付きBOXの設計（NEXCO）
  • 「ボックスカルバート標準設計図集(平成11年5月)」の斜角があるボックスカルバートの設計方法による検討を行います。
  • 斜角ボックスカルバートに作用する偏土圧の影響により、回転モーメントが作用し、ボックスカルバートに変位が生じます。外力と釣り合った状態のときの壁面土圧と柱頭せん断力を用いて部材応力の計算を行います。

■サイロ土圧（NEXCO）
「設計要領第二集カルバート編（H.18.4）」に記述されているサイロ効果の影響を考慮した計算を行います。

■門形カルバート(Standard以上)
  • 「道路土工カルバート工指針（H.11.3）（社）」に記述されている設計方法により断面力算出、応力度照査を行います。
  • 基礎形式は、直接基礎（バネ基礎）、杭基礎に対応しており、地震時の検討（震度法）も可能です。
    1. 杭の種類　：　鋼管杭、RC杭、PC杭、PHC杭、場所打ち杭
    2. 施工工法　：　打込み（打撃）、打込み（バイブロハンマ）、中掘り、プレボーリング
    3. 杭頭結合条件　：　剛結、ヒンジ
    4. 杭先端条件　：　固定、ヒンジ、自由
  • 頂版・側壁・底版を一体型のFRAMEモデルとする計算方法の他に、底版を分離した計算モデルにも対応。
  • 左右非対称形状：左右側壁厚、左右底版幅が異なる非対称形状に対応。杭配置についても、左右底版ごとの入力とし、左右底版で異なる杭配置も可能。
  • 底版の外側または内側の張出部が無い形状及び底版の無い形状もサポート。
  • 土被りが小さいケースの温度変化および乾燥収縮の影響、規模の大きいケースの地震の影響を考慮した計算が可能です。地震の影響は、地震時水平土圧（物部・岡部式または修正物部・岡部式）と死荷重慣性力を作用させる方法で対応しています。
  • 許容支持力・引抜力の計算、杭体応力度照査、杭頭結合部計算、液状化検討が可能です。また、杭頭剛結合の場合は杭頭補強鉄筋の計算も可能です。
  • 本体底版のせん断照査では、道路橋示方書・同解説IV下部構造編(P.229〜)に準じｈ/2点の他に、それより外側の杭中心位置での照査も行います。
  • 底版分離の場合の剛体照査も可能です。
  • 一体モデル時の杭頭変位照査に対応。
画像をクリックすると大きな画像が表示されます。
▲杭頭変位量照査の結果確認
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■耐震対策指針2014年版対応
耐震対策指針2014年版の改定内容の中で、BOXカルバートの断面方向計算に関連するものとして、以下の項目があります。
  • 地盤反力係数の算出方法変更
  • 周面せん断力の算出方法変更
  • 「BOXカルバートの設計 Ver.14」では、初期入力画面の地震時の適用基準に下水道施設2014を追加し、地震時の適用基準の選択により耐震対策指針2006年版及び2014年版に準拠した計算が行えます。
  • 埋戻し土の考慮

▲矩形きょのフレームモデルと地盤反力係数

■道路土工カルバート工指針（平成21年度版）対応について

「道路土工カルバート工指針 平成21年度版 (H.22.3) (社)日本道路協会」への対応は、従来型カルバートを対象としています。
  • スターラップ計算を含めたせん断照査方法の変更（道示IVの方法）
  • 土かぶり4m未満の場合、活荷重による水平土圧を無視
  • 断面力計算時の地盤反力度の算出方法の変更（軸線幅）
  • 最大鉄筋量照査の追加・門形カルバート（一体型モデル）の支持力に対する安定照査の追加
▼従来型カルバート種類
ボックスカルバート 門形カルバート

■設計計算部
  1. 土工指針に準拠した踏掛版設置時の検討も可能です。
  2. 基準類に応じた計算方法を初期設定しますが、任意に変更することができ、広い範囲での適用が可能です。また、内空断面寸法、土被り厚などの基本条件から部材厚、配筋を算出する自動設定機能を有しており、形状寸法などの最小限の入力で計算可能です。
  3. 基礎形式は直接基礎（地盤反力度、分布バネ）、杭基礎に対応しています。杭基礎は必要なバネ値を内部算出できます。杭基礎では杭体照査、負の周面摩擦力（ネガティブフリクション）に対する検討が可能です。許容支持力計算（直接基礎、杭基礎）が可能です。
  4. 荷重
    • 外水位と内水位を最大5ケースまで考慮することができます。
    • 活荷重はＴ荷重（単軸、2軸）およびTT-430荷重の自動載荷の他、荷重強度、作用位置、設置幅、分布角度を任意に設定できる任意活荷重を用意しています。
      また、本線BOX用に内空活荷重、内壁への衝突荷重も考慮できます。
    • 任意死荷重により、内空荷重などを自由に設定できます。
    • 断面力の計算は、微小変形理論に基づく変位法を用いて計算をします。
      計算を行うためのデータは全てプログラム内部で自動的に生成されます。その内部生成されたデータは、変更画面で修正することもできます。
  5. ウイングの計算は各基準で定められた照査の他に主鉄筋の定着位置の算出可能。ウイング天端に勾配がある形状および独立形状の計算に対応。両口同時の計算も可能。（斜角検討時を除く。）
  6. 計算結果は、計算確認モードで一覧表および図を用いてわかりやすく表示しています。計算書作成モードでは、図表混じりで詳細に高品質出力をプリンタおよび画面上（プレビュー）に出力します。
  7. 計算結果をまとめた設計調書出力機能を有しています。設計調書、比較表（3ケース）の作成、出力が可能。（「斜角付きBOXの設計」、「門形カルバートの設計」においては設計調書の作成は出来ません。）

■図面作成

  • 1連、2連、3連BOXカルバート本体、左右口ウイング、門形カルバート、踏掛版、踏掛版受台、段落ち防止用枕の配筋図および構造一般図の作成が可能。
  • 付属物：開口部、水路、すべり止め、杭、止水壁の作図が可能。
  • 入力された形状情報、基準値などを元に自動での材料計算が可能。
  • 国土交通省「CAD製図基準（案）」、道路公団「CADによる図面作成要領（案）」に対応。
  • 土木学会「土木製図基準 平成15年小改訂版」に対応した加工図の作図


■3D配筋シミュレーション機能
3D配筋自動生成、表示機能に対応しています。

関連ページ ： BOXカルバートの設計 Ver.9　3D配筋シミュレーション対応　（Up&Coming '10　盛夏の号掲載）

1．拡大表示
（側壁内部：組立筋が垂直鉄筋の外側に配筋された
水平鉄筋を巻いている状態）
2．全体表示（本体と翼壁本体）

3．躯体の透過表示
4．開口箱抜き部の表示

5．2連BOX・継ぎ手交互配置の表示
6．組立筋の表示

7．色設定画面
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　　適用基準及び参考文献
適用基準
土工指針 (社)日本道路協会、道路土工　カルバート工指針（平成21年度版）　平成22年3月
(社)日本道路協会、道路土工　カルバート工指針　平成11年3月
国土交通省
（標準設計）		 (社)全日本建設技術協会、土木構造物設計ガイドライン　平成11年11月
(社)全日本建設技術協会、土木構造物標準設計第1巻（暗きょ類）平成12年9月
NEXCO
（設計要領）		 NEXCO、設計要領第二集　カルバート編　平成28年8月
日本道路公団、ボックスカルバート標準設計図集　平成11年5月
土地改良 農林水産省構造改善局、土地改良事業標準設計図面集「ボックスカルバート工」利用の手引き　平成11年3月
農業農村工学会、土地改良事業計画設計基準・設計 「水路工」の基準及び運用の解説、技術書　平成26年2月

参考文献
  • 道路橋示方書・同解説：　ＳI単位系移行に関する参考資料　平成10年7月
  • コンクリート標準示方書　設計編　土木学会　2007年制定
  • エクセルボックスカルバートの設計例　山海堂
  • 共同溝設計指針 昭和61年3月 (社)日本道路協会
  • 駐車場設計・施工指針 同解説 平成4年11月 (社)日本道路協会
  • 下水道施設の耐震対策指針と解説−2014年版− (社)日本下水道協会
  • 下水道施設の耐震対策指針と解説−2006年版− (社)日本下水道協会
  • 下水道施設耐震計算例−管路施設編−前編 2015年版 (社)日本下水道協会
  • 下水道施設耐震計算例−管路施設編−後編 2001年版 (社)日本下水道協会
  • 土地改良施設 耐震設計の手引き H16.3 (社)農業土木学会発行
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