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●はじめに
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「基礎の設計計算 Ver.9，杭基礎の設計 Ver.9」では、
- 杭頭に段差があるケースの安定計算
- 杭体の断面変化数の拡張（最大5断面）
- 直接基礎のフーチング補強設計対応
- 打込み杭の杭先端の極限支持力度qdの推定
- Ｈ形鋼杭の軸方向バネ定数および許容支持力，引抜き力の算定機能追加
などの対応を行います。以下にその概要をご紹介いたします。 |
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●杭頭に段差があるケースの安定計算
- 従来の杭基礎の設計では、フーチング底面が水平（杭頭の高さが一定）である必要がありました。
支持地盤の傾斜が急で斜面上の深礎杭としての設計が可能であれば、別途「深礎フレーム」プログラムを用いた設計にて対処可能ですが、傾斜が緩やかで深礎杭としての設計が必要でないケースには対応することができませんでした。
今回の改訂では、杭１本ごとに杭頭の段差を定義できるようになります。これにより、フーチング底面に段差を有す様々なケースに対処することが可能となります。
| 構造形式 |
橋脚、逆T字式橋台、重力式橋台、水門 |
| 調査対象 |
常時、暴風時及びレベル1地震時の安定照査
レベル2地震時の安定照査
杭本体の許容応力度法照査、せん断耐力照査 |
| 斜面の影響 |
地層傾斜、斜面傾斜による水平地盤バネの低減（橋台） |
| その他 |
杭体の任意水平荷重、突出部への荷重載荷が可能
フーチングの設計には未対応 |
▲表１ 設計対象
なお、杭頭位置は、図１の画面で設定したフーチングの底面形状から自動的に設定する、あるいは図２の画面にて直接設定することができます。
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| ▲図１ フーチングの段差形状 |
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▲図２ 杭頭位置（段差量）の指定 |
●杭体の断面変化数の拡張
- 長尺鋼管杭等においては、断面数を4程度とし、それぞれの板厚を変化させることが多くありますが、従来のプログラムでは、上杭・中杭・下杭の3断面までとしており、これ以上の断面変化を行うことができませんでした。
このため、杭の計算に影響の出にくい杭先端付近の断面を1断面として設定していただくなどによりご対処いただいていましたが、今回の改訂により、最大5断面まで設定できるよう拡張しました。これにより、実務上ほとんどのケースに対応できるものと考えられます。
●直接基礎のフーチング補強設計
- 今後、施工年次の古い橋梁に対して、補修による橋梁の長寿命化と合わせ、大規模地震を想定した現行の基準に見合うだけの耐震性能の向上が重要になるものと考えられます。
本プログラムでは、従来から杭基礎の補強設計（増し杭工法）に対応していましたが、直接基礎の補強設計には対応していませんでした。
今回の改訂では、地盤反力等に対する安定性の向上や基礎の耐力の向上を目的としたフーチング拡幅および上方増厚による補強設計に対応します。
具体的には、補強後フーチングによる安定計算（転倒，滑動，地盤反力度及び支持力照査）や既設鉄筋，補強鉄筋が混在する断面におけるフーチングの断面照査を行います。
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| ▲図３ 補強時の配筋確認 |
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▲図４ フーチングの照査結果 |
●打込み杭の杭先端の極限支持力度qdの推定算
- 打込み杭の杭先端の極限支持力度は、支持層への換算根入れ深さや設計用Ｎ値を用いて算出しますが、これらは測定点ごとのＮ値分布を用いて煩雑な計算により求める必要があるため、特に支持層が明確とみなせない場合においては非常に面倒な作業です。
今回の改訂では、これらを自動算定する機能を設けました。これにより、設計の省力化に役立つと考えられます。
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| ▲図５ 換算根入れ比の確認画面 |
●Ｈ形鋼杭の算定機能の追加
- 道路橋示方書や杭基礎設計便覧には、Ｈ形鋼杭の設計方法が規定されておらず、その設計方法が明確ではありません。
よって、従来、Ｈ形鋼杭の設計を行う場合、杭軸方向バネ定数や許容支持力・引抜き力は別途求めていただいた値を直接入力していただくようにしていましたが、今回の改訂において、一部設計者の方のご判断としていただく箇所はあるものの、鋼管杭の設計方法を準用した算出に対応しました。
| 施工工法 |
打ち込み工法（打撃、バイブロハンマ）、プレボーリング工法 |
| 追加計算対象 |
杭軸方向バネ定数Kv、許容支持力、許容引抜き力 |
| 適用基準 |
道路橋示方書（Kv算出時の断面積の取扱いは選択） |
●今後の予定
- 今後、本プログラムでは、盛りこぼし橋台の設計の土研式への対応や、常時，レベル1地震時の基礎バネ（静的バネ）の算出等への対応を行う予定です。リリースまでしばらくお時間をいただくことになりますが、どうぞご期待ください。
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■基礎の設計計算 Ver.9、杭基礎の設計 Ver.9 リリース予定日：2010年 6月末 |
