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Q&A RC下部工の設計・3D配筋 ラーメン橋脚の設計・3D配筋
RC下部工の設計計算 ラーメン橋脚の設計計算

 Q&A ('17.09.15)


NEW! 更新内容

Q6−4.「ラーメン橋脚の設計計算」で作成した「震度算出(支承設計)」モデルを「Engineer's Studio」、「UC-win/FRAME(3D)」にエクスポートすると、ラーメン橋脚が降伏剛性の骨組モデルになり、断面形状などの情報がエクスポートされない('17.09.15)

目  次
 1.適用範囲および制限事項

Q1−1.「国総研資料 第700号」に対応しているか?

Q1−2.既設・補強計算時に「国総研資料 第700号」に準じた方法で計算を行いたい。

Q1−3.連続基礎ではなく、独立基礎のラーメン橋脚の計算ができるか?


 2.入力

Q2−1.はり、柱だけを照査したい。

Q2−2.補強鋼材軸方向有効範囲とは?

Q2−3.斜引張鉄筋/横拘束筋は何に使用するのか?

Q2−4.「橋脚鉄筋」−「斜引張鉄筋/横拘束筋」で入力する『帯鉄筋』と『スターラップ』の違いは?

Q2−5.はりのハンチ筋のかぶりはどのように入力したらよいか?

Q2−6.はり側面のns(塑性ヒンジ長を算出するための圧縮側軸方向鉄筋の本数)を入力するようになっているがどの計算で使用するのか?

Q2−7.上部工の位置を基準とした支承位置を入力するが、上部工位置は計算に影響するか?

Q2−8.梁片持ち部を鋼板補強するにはどうすればよいか?

Q2−9.杭基礎モデルで、増し杭の検討を行わないフーチングのみの補強検討は可能か

Q2−10.入力画面「許容応力度法|計算条件」のタブ「骨組解析条件」で指定する「フーチングの断面2次モーメント」は何を選択すればよいか?

Q2−11.フーチング補強モデルで、補強のコンクリート材質を変更したい

Q2−12.入力画面「橋脚鉄筋」のタブ「鉄筋配置|主鉄筋配置」の「主鉄筋配置参照断面」で、参照したい断面が表示されない

Q2−13.柱上端の定着・非定着鉄筋を指定したい

Q2−14.せん断耐力算出、せん断照査時の断面の有効高dの値が正しく算出されていない

Q2−15.基礎製品(「基礎の設計」)と連動することは可能か

Q2−16.荷重ケースを指定した任意荷重や、水平方向に作用する任意荷重を定義したい

Q2−17.梁柱モデルで柱基部にバネ支点を定義するが、実際のモデルは柱ごとに独立フーチングが存在する。
フーチング下端にばね支点を移動することは可能か。


Q2−18.丸鋼の鉄筋断面積を変更したい

Q2−19.弊社製品「震度算出(支承設計)」と連動する時の基礎バネ値を直接指定したい
 3.計算(橋脚 常時、レベル1地震時)

Q3−1.許容応力度法照査で、作成した荷重ケースが照査されていない。

Q3−2.活荷重を含むケースをはり、柱で照査するには?

Q3−3.許容応力度法の結果確認画面で、「部材長が0.10m以下の剛部材が存在します」というメッセージが表示される。

Q3−4.許容応力度法で使用した躯体の骨組モデルを、画面上で確認できるか?

Q3−5.側面鉄筋と判断されるのはどのような場合か?

Q3−6.補強モデルの許容応力度法照査で梁全鉄筋(主鉄筋・側面鉄筋含む)を考慮しているか?

Q3−7.柱の補強工法(RC巻立て工法、鋼板巻立て工法)の違いで、はりの許容応力度法の結果が大きく違なる結果になる。柱基部が変化するのは分かるがどうして梁の照査結果に違いが生じるのか?

Q3−8.震度連携:L1橋軸直角方向の断面2次モーメントを算出する際に使用した5000(kN)はどこからきた値か?

Q3−9.曲げ照査の応力度が非常に大きな値になる

Q3−10.フーチングの剛体照査が行われない

Q3−11.梁に大きな引張軸力が発生する原因は?

Q3−12.入力画面「許容応力度法|基本荷重ケース」で、無効(グレー表示)の荷重ケースがあるのはなぜか

Q3−13.許容応力度法で行われる隅角部の照査は、何を行っているのか

Q3−14.群杭の照査に対応しているか

Q3−15.乾燥収縮は、計算上どのように考慮されているか?

Q3−16.乾燥収縮、温度荷重を柱・はり部材のみに載荷しているが、フーチング部材に載荷しないのはなぜか

Q3−17.「基礎反力の取扱い」を「鉛直反力Vのみ考慮する」とした場合は、フーチング部材または杭頭には鉛直反力のみ載荷し、水平、回転成分は隅角部の格点に集中荷重として載荷するのはなぜか

Q3−18.入力画面「許容応力度法|計算条件」のタブ「断面照査条件」で「はりの断面照査|橋軸方向照査に上下主鉄筋を考慮する」にチェックを入れたが、計算結果を確認すると考慮されていない

Q3−19.常時・レベル1地震動照査時の骨組解析モデルの支点位置がフーチング端部になっているのはなぜか

Q3−20.入力画面「許容応力度法|基本荷重ケース」で定義する「温度変化の影響(T)」の荷重ケースと、入力画面「許容応力度法|計算条件」のタブ「荷重条件」で設定する「温度荷重」の関係は?
 4.計算(橋脚 レベル2)

Q4−1.段落し照査を行なうのは、橋軸方向のみか?

Q4−2.橋軸方向の柱の照査で、各柱の軸方向分担重量はどのように算出されているか?

Q4−3.橋軸直角方向の段落し照査を行わないのはなぜか?

Q4−4.終局ステップはどのように算出したのか?

Q4−5.保耐法面内照査の破壊形態が「せん断破壊」となったときのPaの算出方法は?

Q4−6.保耐法面内照査に乾燥収縮を考慮するにはどうすればよいか?

Q4−7.保耐法面内照査のハンチ端照査が既設時にNGとなったため、梁を鉄筋コンクリート増厚補強したがそれでもNGになる。 ハンチ端照査をOKとする方法は?

Q4−8.レベル2直角方向の計算において、「柱の変形が慣性力方向と一致しないため、慣性力作用位置の水平変位算出方法を変更しました」とはどういうことか?

Q4−9.結果確認画面の解析状態に「構造が不安定となる直前の第Xステップを終局ステップとしました。」と表示される。この結果を採用してもよいか?

Q4−10.結果確認画面の解析状態に「エラー:ステップ解析異常終了、支承の鉛直荷重算出に失敗しました」と表示される。

Q4−11.ラーメン橋脚の橋軸直角方向照査で「終局変位δuを算出できません」のエラーメッセージが表示される場合の対応方法は?

Q4−12.レベル2直角方向の計算において、「Mu(またはMls)算出で軸力が範囲外となりました」とは?

Q4−13.RC巻立て補強モデルの橋軸直角方向L2照査において、柱上端でMy0≦Muの関係が成立せず計算ができない。対処方法は?

Q4−14.結果確認画面の解析状態に「エラー:限界状態変位δlsを算出できません。」と表示される。

Q4−15.結果確認画面の解析状態に「エラー:死荷重時の(M,N)と(N-Mls)チェックエラー、死荷重の結果がMN曲線外に存在します。」と表示される。 回避方法は?

Q4−16.結果確認画面の解析状態に「エラー:降伏剛性算出エラー、断面にMc

Q4−17.橋軸直角方向L2照査の「線形部材端照査」は、何の照査か?

Q4−18.結果確認画面の解析状態に「エラー:死荷重時のS≦Psチェックエラー。死荷重時のせん断力がPsを超えました」と表示される。

Q4−19.本製品を使って、水門の保有水平耐力照査は可能か

Q4−20.終局変位算出でエラーとなっているが、照査結果はエラーなしで表示されている。この照査結果に問題はないか。

Q4−21.柱の連続繊維巻立て補強でM−φ関係が算出できずエラーが発生する

Q4−22.柱の鉄筋コンクリート巻立て補強時に、入力画面「橋脚形状」のタブ「柱補強」で入力する「補強鋼材軸方向有効下端」はどのような数値を入力すればよいか?

Q4−23.UC-win/FRAME(3D)でエクスポートしたモデルでプッシュオーバー解析を行ったが、P−δ曲線が一致しない。原因は?

Q4−24.入力画面「レベル2地震動|共通条件」の「死荷重時の荷重ケース」で橋軸方向と橋軸直角方向のケースが選択可能になっているが、どちらを選べばよいか

Q4−25.レベル2地震動橋軸方向の照査で初降伏変位δy0の算出エラーにより照査結果がエラーになるが原因がわからない

Q4−26.橋脚躯体のレベル2地震動照査において、横拘束筋を考慮するべきかをどのように判断するか

Q4−27.ラーメン橋脚橋軸直角方向のレベル2地震動照査における骨組モデルの初期剛性は固定値か
 5.計算(基礎)

Q5−1.水平変位を緩和する杭基礎の設計で〔杭基礎設計便覧(H19.1モデル)〕と[杭基礎設計便覧(平成19年)]はどのように使い分けたらよいか?

Q5−2.水平変位を緩和する杭基礎の設計において概略結果を出力するにはどうすればよいか?

Q5−3.柱補強(RC巻立て)厚を考慮したフーチング照査を行う方法は?

Q5−4.「レベル2地震動」−「共通条件」で「死荷重時の荷重ケース」で水位ありのケースを設定しても基礎の計算に反映されない(浮力ありとなしで結果が同じとなる)。

Q5−5.直接基礎のレベル2地震動照査(柱間照査)において、柱基部断面力を算出している水平震度はどのように算出されているか?

Q5−6.杭基礎のレベル2地震動照査のフーチング照査(曲げ照査)で張り出し部に配置された杭位置の断面照査を省く方法は?

Q5−7.レベル2地震時照査(杭基礎)を作用力直接指定で計算するにはどうすればよいか?

Q5−8.杭基礎のレベル2地震時照査の計算について増し杭工法時の既設のみが負担する既設死荷重を低水位、高水位で分けていない理由は?

Q5−9.レベル2地震時照査(杭基礎)を作用力直接指定で慣性力の方向を指定する方法は?

Q5−10.杭基礎の入力画面「レベル2地震動|基礎条件」のタブ「条件@」で「作用力直接指定による杭基礎L2照査」を「照査する」とした場合、躯体の形状等の入力は必要か
 6.ファイル

Q6−1.鉄筋情報や断面情報を含めた「UC-win/FRAME(3D)」との連動に対応しているか?

Q6−2.RhSplash.dll、RCSplash.dllからウィルスが検知された。

Q6−3.UC-win/FRAME(3D)エクスポート時にメッセージ「UC-win/FRAME(3D)エクスポートは、支承位置(橋軸方向位置≠0)を含むケースには対応していません。」が表示され保存することができない

Q6−4.「ラーメン橋脚の設計計算」で作成した「震度算出(支承設計)」モデルを「Engineer's Studio」、「UC-win/FRAME(3D)」にエクスポートすると、ラーメン橋脚が降伏剛性の骨組モデルになり、断面形状などの情報がエクスポートされない


Q&A履歴







 1.適用範囲および制限事項

Q1−1.

「国総研資料 第700号」に対応しているか?
A1−1. Ver.10.3.0より対応しています。
具体的な設定方法や考え方等につきましては、製品ヘルプの「計算理論及び照査の方法|H14道示に準拠した水平耐力-水平変位,許容塑性率の算定」をご覧ください。
 

Q1−2.

「既設・補強計算時に「国総研資料 第700号」に準じた方法で計算を行いたい。
A1−2. 本資料に準じた計算を行う場合の具体的な設定方法、考え方等につきましては、H14道示に準拠した水平耐力-水平変位,許容塑性率の算定をご覧ください。
また、本資料の計算方法は、Ver.10.3.0より対応しておりますが、Ver.10.4.0より一部の仕様を変更しています。
■Ver.10.3.0 ・タイプUの許容塑性率を直接適用し、P-δ関係はタイプTとして算定。
・破壊形態が異なる場合の扱いはスイッチで選択。
・FRAME3Dエクスポート時は適用しない。
■Ver.10.4.0 ・コンクリートの応力度−ひずみ曲線,安全係数αにタイプUの定義を適用(P-δ関係はタイプUと同じ)。
・破壊形態が異なる場合のスイッチは削除(自動判定)。
・FRAME3Dエクスポート時のM-φ特性やM-θ特性,安全係数等はタイプUの値より生成。
※仕様変更の経緯につきましては、上記ヘルプの「A地震動タイプUの許容塑性率を地震動タイプTにも適用する」の項目をご覧ください。
 

Q1−3.

連続基礎ではなく、独立基礎のラーメン橋脚の計算ができるか?
A1−3. ラーメン橋脚の独立フーチングには対応しておりませんが、「入力−基本条件」で基礎形式を「なし(梁柱モデル)」とすることで柱、梁の照査を行うことができます。
梁、柱モデルでは、柱基部に支点ばねを設定することが可能です。
フーチングおよび基礎については、本プログラムで計算することができません。


 2.入力

Q2−1.

はり、柱だけを照査したい。
A2−1. Ver.9より、はり、柱のみのモデルに対応しました。
柱基部を、バネ支点とすることが可能です。 基礎に関する入力が不要となりますので、少ない入力で計算を行うことが可能です。
また、柱ごとに柱基部のバネ支点の設定が可能となりますので、独立フーチングモデルの柱、はりなど、部分的な照査を行うことができます。
 

Q2−2.

補強鋼材軸方向有効範囲とは?
A2−2. 補強鋼材軸方向有効範囲は、レベル2照査時の断面のM-φ関係を算出する際の補強鋼材の有効範囲を指定します。
RC補強の場合は以下のように取り扱われます。
・「補強鋼材軸方向有効下端」より下側
  補強鉄筋のうち、定着鉄筋のみを考慮します。非定着鉄筋を考慮しません。
・「補強鋼材軸方向有効下端」〜「補強鋼材軸方向有効範囲長」
  全ての補強鉄筋を考慮します。
・「補強鋼材軸方向有効範囲長」より上側
  補強鉄筋を考慮しません。
 

Q2−3.

斜引張鉄筋/横拘束筋は何に使用するのか?
A2−3. 斜引張鉄筋/横拘束筋データは、Aw、Ah算出に使用します。
許容応力度法照査では、
 Awをせん断照査に使用します。
レベル2地震動照査では、
 Awをせん断耐力の算出に使用します。
 AhをM−φ関係の算出に使用します。
 

Q2−4.

「橋脚鉄筋」−「斜引張鉄筋/横拘束筋」で入力する『帯鉄筋』と『スターラップ』の違いは?
A2−4. 帯鉄筋→張出し部、中央部にされる鉄筋で、中央部の許容応力度照査(せん断)、保耐法照査(せん断耐力)に影響します。
中間帯鉄筋→中央部のみ配置される鉄筋で、中央部の許容応力度照査(せん断)、保耐法照査(せん断耐力)に影響します。
スターラップ→張出し部の帯鉄筋位置に配置される鉄筋で、張り出し部の許容応力度照査(せん断)に影響します。
 

Q2−5.

はりのハンチ筋のかぶりはどのように入力したらよいか?
A2−5. ハンチ筋のかぶりはハンチの勾配を無視した値を入力してください。
計算時には勾配分を考慮して配置されます。
 

Q2−6.

はり側面のns(塑性ヒンジ長を算出するための圧縮側軸方向鉄筋の本数)を入力するようになっているがどの計算で使用するのか?
A2−6. Ver.10以降(平成24年道示対応版)の入力画面「橋脚鉄筋」の「はり支間」断面の「斜引張鉄筋/横拘束筋」タブでは、はり側面のnsも入力します。
この値はUC-win/FRAME(3D)エクスポート(メニュー「ファイル|UC-win/FRAME(3D)データのエクスポート」)実行時のみ使用し、これ以外の計算では使用しません。
UC-win/FRAME(3D)のエクスポートモデルの、梁の面外方向のM-φ関係を定義するために使用します。
 

Q2−7.

上部工の位置を基準とした支承位置を入力するが、上部工位置は計算に影響するか?
A2−7. 橋軸直角方向の橋脚躯体のレベル2地震動照査で使用する上部工慣性力に影響します。
上部工慣性力は、「道路橋の耐震設計に関する資料 平成9年3月」P3-21の図-3.3.3に示されるように、
各支承位置に、水平荷重と、偶力となる鉛直荷重として載荷します。
鉛直荷重は、上部工重心位置と支承位置の距離から算出しますので、入力画面「上部工/支承」で指定する上部工位置は、水平方向の上部工重心位置を指定してください。
 

Q2−8.

梁片持ち部を鋼板補強するにはどうすればよいか?
A2−8. 鋼板補強は、梁片持ち部に指定できない仕様となっています。
本プログラムの補強モデルのレベル2地震動の計算は、「既設道路橋の耐震補強に関する参考資料 平成9年8月」を参考としていますが、この計算条件に従って片持ち部に鋼板補強を考慮する場合は、入力画面「橋脚鉄筋」の「はり張出し」断面の「斜引張鉄筋/横拘束筋」において、「斜引張鉄筋量Aw」を「直接指定」とし、鋼板を考慮したAwの値を直接指定してください。
この変更は、「許容応力度法照査」の「せん断照査」、および「レベル2地震動照査」の「はり部材(橋軸)」に影響します。
この計算条件に関する詳細を下記に示します。
「既設道路橋の耐震補強に関する参考資料 平成9年8月」のP4-4では、梁の鋼板補強について、
 @せん断耐力の向上としてはたらきます。
 A拘束効果を期待しません。
 B軸方向鉄筋として期待しません。
と記述されています。また、C既設時の橋脚躯体重量Wpの値(P4-7)と、鋼板補強後のWpの値(P4-37)が同じ値になっています。
これにより、本プログラムの梁の鋼板補強では、
 上記@より、せん断耐力Ssに鋼板を考慮します。
 上記A、Bより、M-φ関係に鋼板を考慮しません。
 上記Cより、補強鋼板の重量を考慮しません。
詳細は、ヘルプ「結果理論及び照査の方法|ラーメン橋脚の保有水平耐力法照査(面内方向)|補強の計算条件(はりの鋼板巻立て)」をご参照ください。
以上より、梁片持ち部に鋼板補強を考慮する場合は、Awの値を直接指定していただくことになります。
 

Q2−9.

杭基礎モデルで、増し杭の検討を行わないフーチングのみの補強検討は可能か
A2−9. 本製品のフーチング補強は、増し杭工法としての計算を行います。
このため、増し杭は必ず配置する必要があります。
申し訳ございませんが、フーチング補強に増し杭を配置しないケースには対応しておりません。
 

Q2−10.

入力画面「許容応力度法|計算条件」のタブ「骨組解析条件」で指定する「フーチングの断面2次モーメント」は何を選択すればよいか?
A2−10. 通常、「剛体とする」を選択してください。
「実剛度」、および「直接指定」は、本プログラムの前身である「UC-win/RC」の機能を継承したもので、剛体とした場合との結果比較検証用に設けているものです。
詳細は、ヘルプ「入力|許容応力度法‐計算条件」の【骨組解析条件−フーチングの断面2次モーメント】をご参考ください。
 

Q2−11.

フーチング補強モデルで、補強のコンクリート材質を変更したい
A2−11. 申し訳ございませんが、補強のコンクリート材質を指定することはできません。
補強鉄筋材質のみ、指定可能です。
 

Q2−12.

入力画面「橋脚鉄筋」のタブ「鉄筋配置|主鉄筋配置」の「主鉄筋配置参照断面」で、参照したい断面が表示されない
A2−12. 参照することが可能な断面は、以下の制限があります。
・はり、柱、フーチング直角方向、フーチング橋軸方向間をまたがる参照はできません。
・はり支間中央断面は、右側、左側の断面を参照できません。
・柱段落し後の断面は、基部側の断面を参照できません。
・フーチングの増幅部の断面は、増幅部以外の断面を参照できません。

また、自分自身を参照している断面は参照できません。
例えば、「柱2」が「柱1」を参照している場合、「柱1」は「柱2」を参照することができません。
また、「柱3」が「柱2」を参照し、「柱2」が「柱1」を参照している場合、「柱2」・「柱3」とも「柱1」を参照していますので、「柱1」は「柱2」も「柱3」も参照することができません。
 

Q2−13.

柱上端の定着・非定着鉄筋を指定したい
A2−13. Ver.12から、柱上端の補強鉄筋の定着/非定着を考慮する計算オプションを追加しました。
入力画面「レベル2地震動|橋脚条件」のタブ「補強オプション」で、
「鉄筋コンクリート巻立て、鉄筋コンクリート増厚|柱上端の補強鉄筋の取扱い」の「定着鉄筋のみ考慮する」を選択することで、
「補強鋼材軸方向有効範囲」より上側では定着鉄筋のみ考慮します。
※「補強鋼材軸方向有効範囲」は入力画面「橋脚形状」のタブ「柱補強」の「補強鋼材軸方向有効範囲」で指定します。この範囲が柱上端を含まないように設定してください。

柱基部と上端で定着鉄筋の扱いが異なる場合は入力画面「橋脚鉄筋」のタブ「オプション」で「段落し」を「あり」として、基部と上端の主鉄筋をそれぞれ設定する必要がございます。
 

Q2−14.

せん断耐力算出、せん断照査時の断面の有効高dの値が正しく算出されていない
A2−14. 入力画面「橋脚鉄筋」で定義する主鉄筋の「配置」の選択が適切であるかをご確認ください。
例えば、はり部材で上側引張り時の有効高を算出する場合は、「配置」が「上側」(または「上側両端」、「上側左端」、「上側右端」)で定義した鉄筋の重心位置までの距離としますので、断面下側に配置されている主鉄筋を「上側」鉄筋として定義すると有効高dを正しく算出することができません。
 

Q2−15.

基礎製品(「基礎の設計」)と連動することは可能か
A2−15. 申し訳ございませんが、基礎製品と直接連動することはできません。
本製品では、「基礎の設計」で杭基礎およびフーチングの計算を行うことを想定して、基礎連動用XMLファイルのエクスポート機能を用意しています。
エクスポートは、メニュー「ファイル|基礎連動用XMLファイルのエクスポート」で行います。
注意点、および操作手順などの詳細につきましては、ヘルプ「操作方法|基礎連動用XMLファイルのエクスポート」をご参照下さい。
なお、基礎製品からのインポート機能は用意しておりません。
※「RC下部工の設計計算」(ラーメン橋脚以外)では基礎連動用XMLファイルのエクスポートに対応しておりません。
 

Q2−16.

荷重ケースを指定した任意荷重や、水平方向に作用する任意荷重を定義したい
A2−16. 申し訳ございませんが、任意荷重は死荷重のみに制限されます。
荷重ケースの指定、および作用方向を指定することはできません。
ご了承ください。
 

Q2−17.

梁柱モデルで柱基部にバネ支点を定義するが、実際のモデルは柱ごとに独立フーチングが存在する。
フーチング下端にばね支点を移動することは可能か。
A2−17. バネの位置は柱下端に固定しておりこれを変更することはできませんが、基礎下端へのバネの移動を考慮した換算値を設定することで対応可能です。

バネの移動による換算方法を、ヘルプ「計算理論及び照査の方法|柱基部支点バネの移動による換算方法」でご案内していますのでご参考ください。
 

Q2−18.

丸鋼の鉄筋断面積を変更したい
A2−18. 申し訳ございませんが、鉄筋断面積を変更することはできません。
本製品の丸鋼断面積は、JIS G3191の値を内部で自動的に適用します。
 

Q2−19.

弊社製品「震度算出(支承設計)」と連動する時の基礎バネ値を直接指定したい
A2−19. 以下の手順で、基礎バネ値を直接指定することができます。

@入力画面「基本条件」で「基礎形式」を「直接基礎」に設定します。
A入力画面「直接基礎」の「基礎バネ(震度連動)」の「算定条件」を「直接指定」に設定します。
Bボタン「直接指定」で開く画面で、基礎バネ値を直接指定することができます。


 3.計算(橋脚 常時、レベル1地震時)

Q3−1.

許容応力度法照査で、作成した荷重ケースが照査されていない。
A3−1. 荷重ケースの取扱いは次のようになっています。
・活荷重衝撃有(L+I)のケースは、はり,柱の設計に用い、安定計算,フーチングの設計は行わない
・活荷重衝撃無(L)のケースは、安定計算,フーチングの設計に用い、はり,柱の設計は行わない
はり、柱の照査を行うためには、基本荷重ケース「活荷重」を、活荷重衝撃有の属性として再定義する必要があります。
修正方法は、「許容応力度法|基本荷重ケース」を表示して、
 @「追加」ボタンで、荷重属性を「活荷重+衝撃荷重(L+I)」とした活荷重ケースを追加します。
 A追加した荷重ケースの荷重値を、既存の「活荷重」と同じ値にします。
  シート上で範囲を選択し、「Ctrl+C」キーでコピー、「Ctrl+V」キーで貼付けが可能です。
 B既存の「活荷重」ケースを選択し、「削除」ボタンで削除します。
 

Q3−2.

活荷重を含むケースをはり、柱で照査するには?
A3−2. 現在定義されている基本荷重「活荷重」を、「活荷重+衝撃荷重(L+I)」の荷重属性を持つ荷重として再定義していただきますようお願いいたします。
現在の仕様は、以下のようになっています。
・活荷重衝撃有のケースは、はり,柱の設計に用い、安定計算,フーチングの設計は行わない
・活荷重衝撃無のケースは、安定計算,フーチングの設計に用い、はり,柱の設計は行わない
これは、「道示H24 I 共通編」の「2.2.3 衝撃」 「(4)...、ラーメン橋脚若しくはこれに類似の軽量の躯体には活荷重による衝撃を考慮する。」を考慮したものです。
 

Q3−3.

許容応力度法の結果確認画面で、「部材長が0.10m以下の剛部材が存在します」というメッセージが表示される。
A3−3. この警告は、骨組モデルを作成した結果、隅角部の剛部材の長さが0.10m以下となった場合に表示しています。
短い剛部材(0.10m以下の部材)が原因となり解析結果の異常が発生する場合があるため、参考として表示したものです。
断面力の結果に異常が認められた場合は、形状を変更するなどして0.10m以上の剛域長を確保してください。
 

Q3−4.

許容応力度法で使用した躯体の骨組モデルを、画面上で確認できるか?
A3−4. 可能です。
結果確認画面「許容応力度法照査|橋脚」のタブ「曲げ照査」または「せん断照査」の、画面上側にある「骨組結果」ボタンで骨組解析結果画面が開きます。
この画面のツールバーで「節点」、「部材」、「基本荷重」などの表示項目を選択して、左側のツリービューで荷重ケースなどを選択すると、その内容が図、リストとして表示されます。
また、この画面は許容応力度法の結果画面と同時に操作することが可能で、許容応力度法の結果リストで選択した断面力をハイライト表示することもできます。
 

Q3−5.

側面鉄筋と判断されるのはどのような場合か?
A3−5. 断面の上下に配置された鉄筋列よりも内側の鉄筋を側面鉄筋と判断しています。
 

Q3−6.

補強モデルの許容応力度法照査で梁全鉄筋(主鉄筋・側面鉄筋含む)を考慮しているか?
A3−6. 補強モデルの許容応力度照査では全鉄筋を考慮しています。理由は以下の通りです。
道示W(H.8.12)P.202に、「曲げモーメントに対して橋脚を設計する場合,本来は全ての軸方向鉄筋を考慮して設計すべきであるが,許容応力度法においては,計算の簡便性を考慮し,水平荷重作用方向に直交する方向の鉄筋のみ計算上考慮し,他の鉄筋は無視してもよい」との記述があります。
「既設道路橋の耐震補強に関する資料」に補強時の許容応力度法照査に関する記述はなく、補強工法ごとに保耐法照査時の断面から有効な鋼材と無効な鋼材とを使い分けることが煩雑になること、また、例えばはり増厚工法のときでは補強部の鉄筋が反映されないことを考え、現行の仕様としております。
 

Q3−7.

柱の補強工法(RC巻立て工法、鋼板巻立て工法)の違いで、はりの許容応力度法の結果が大きく違なる結果になる。柱基部が変化するのは分かるがどうして梁の照査結果に違いが生じるのか?
A3−7. 単柱式橋脚であれば、柱の剛性が梁(張出部)に与える影響はありません。
ラーメン橋脚の場合、柱の剛性(RC巻立て「=補強後の剛性」、鋼板巻立て「=既設時の剛性(鋼板を考慮しない)」)が梁支間部の断面力に影響し、その結果、梁照査結果に違いがでます。なお、ラーメン橋脚の柱の剛性は単柱式と同様に梁張出部の断面力には影響しません。
 

Q3−8.

震度連携:L1橋軸直角方向の断面2次モーメントを算出する際に使用した5000(kN)はどこからきた値か?
A3−8. レベル1地震時は線形範囲内で考えますので、水平力Pと水平変位δの関係は正比例となります。
水平力Pの大きさは結果に影響しませんが、本プログラムでは、形状寸法に関係無く水平力P=5000(kN)を載荷して水平変位δを求めています。
 

Q3−9.

曲げ照査の応力度が非常に大きな値になる
A3−9. 単鉄筋で大きな引張力が作用する場合、力の釣り合いをとるために中立軸位置が想定外となり、応力度が非常に大きな値になる場合がございますのでこの点をご確認ください。
複鉄筋で照査した場合は、この現象は発生いたしません。
単鉄筋/複鉄筋の設定は、入力画面「許容応力度法|計算条件」のタブ「断面照査条件」で行います。
 

Q3−10.

フーチングの剛体照査が行われない
A3−10. 杭基礎設計便覧(平成19年1月)P282〜P283に「βλによる剛体判定は...柱が3本以上立っている連続フーチングには適用できない。」と記載されています。
このため、3柱式以上のラーメン橋脚の場合において、βλによるフーチングの剛体判定は行っておりません。
なお、2柱式ラーメン橋脚の場合であれば、フーチングの剛体判定を行っています。

上記のように、βλによるフーチングの剛体照査が計算可能か否かは、柱の本数に関係しています。
ご了承ください。
 

Q3−11.

梁に大きな引張軸力が発生する原因は?
A3−11. 主な原因として、下記が考えられます。
・梁の断面サイズが大きい場合、温度荷重・乾燥収縮により大きな軸力が発生します。
・さらに柱の剛度が大きい場合や柱高が低い場合は、柱が変形しにくくなるため梁に大きな軸力が発生しやすくなります。
・梁の張出部に大きな鉛直荷重が載荷された場合、柱が外側に変形することで梁に大きな軸力が発生する場合があります。
 

Q3−12.

入力画面「許容応力度法|基本荷重ケース」で、無効(グレー表示)の荷重ケースがあるのはなぜか
A3−12. 入力画面「基本条件」の「基礎形式」を「なし(梁柱モデル)」とした場合、活荷重衝撃無のケースは使用しないため無効となります。
活荷重衝撃無のケースは、安定計算、フーチングの設計に用い、梁柱の設計は行いません。
 

Q3−13.

許容応力度法で行われる隅角部の照査は、何を行っているのか
A3−13. H24道示Vコンクリート橋編(16.3節点部の設計)(P294〜)の解説に準じて、外側引張りの曲げモーメント(M<0.0)が作用した場合の補強鉄筋量(必要鉄筋量)を算出しています。
隅角部の補強鉄筋配置を行うときに、補助的にこの結果を参照していただく事を想定しています。
内側引張の照査は行なっておりません。
何卒、ご了承くださいますようお願い申し上げます。
 

Q3−14.

群杭の照査に対応しているか
A3−14. ・群杭としての負の周面摩擦力の下記の計算式に対応しています。
 H24道示W(解12.4.4)(P401)
 指定は、入力画面「杭形状」のタブ「新設・既設杭、または増し杭|負の周面摩擦力|群杭としての負の周面摩擦力」で指定します。

・群杭による水平方向地盤反力の低減を考慮することができます。
 レベル1:入力画面「杭形状」のタブ「杭条件A」の「水平地盤反力係数kHの低減係数」を直接指定してください。
 レベル2:入力画面「レベル2地震動|基礎条件」のタブ「条件A」で「杭間隔÷杭径」を指定することで、群杭効果を考慮した水平地盤反力度の上限値の補正係数が考慮されます。(H14道示P435)

これ以外の項目(「12.4.4 群杭の考慮」の押込み力に対する群杭の支持力計算など(P403〜))は、対応しておりません。
ご了承くださいますようお願い申し上げます。
 

Q3−15.

乾燥収縮は、計算上どのように考慮されているか?
A3−15. 本製品は骨組解析により断面力を算出しますが、このとき乾燥収縮による温度荷重をはり,柱に載荷しています。
この温度荷重は入力画面「許容応力度法|計算条件」のタブ「乾燥収縮」で指定します。
コンクリートの線膨張係数を1.0E-5としていますので、「-15.0(度)」と入力した場合、乾燥収縮度15.0E-5を考慮することになります。
 

Q3−16.

乾燥収縮、温度荷重を柱・はり部材のみに載荷しているが、フーチング部材に載荷しないのはなぜか
A3−16. フーチングは剛体であることを前提としているため、乾燥収縮、温度荷重の影響は考慮しておりません。
 

Q3−17.

「基礎反力の取扱い」を「鉛直反力Vのみ考慮する」とした場合は、フーチング部材または杭頭には鉛直反力のみ載荷し、水平、回転成分は隅角部の格点に集中荷重として載荷するのはなぜか
A3−17. 鉛直反力のみ考慮した場合、ラーメン橋脚全体の釣合いがとれなくなります。
反力の釣合いをとるため、水平成分、回転成分の集計値を柱の交点位置に載荷しています。
 

Q3−18.

入力画面「許容応力度法|計算条件」のタブ「断面照査条件」で「はりの断面照査|橋軸方向照査に上下主鉄筋を考慮する」にチェックを入れたが、計算結果を確認すると考慮されていない
A3−18. 「橋軸方向照査に上下主鉄筋を考慮する」スイッチは、「上側両端」,「下側両端」,「ハンチ両端」で配置された鉄筋のみ有効です。

入力画面「橋脚鉄筋」のタブ「鉄筋配置|主鉄筋配置」の主鉄筋入力シートの列「配置」で、橋軸方向で考慮する上下主鉄筋を「上側両端」,「下側両端」または「ハンチ両端」として定義してください。
 

Q3−19.

常時・レベル1地震動照査時の骨組解析モデルの支点位置がフーチング端部になっているのはなぜか
A3−19. 作用力計算後、杭位置に基礎反力を載荷しますので荷重は釣合う状態になります。
これにより支点反力の面内成分は0.0kNになりますが、骨組構造が不安定となるエラーを回避するため底版端部に支点を設けています。
 

Q3−20.

入力画面「許容応力度法|基本荷重ケース」で定義する「温度変化の影響(T)」の荷重ケースと、入力画面「許容応力度法|計算条件」のタブ「荷重条件」で設定する「温度荷重」の関係は?
A3−20. 基本荷重ケースの温度荷重は、上部工の温度荷重です。
設計条件の温度荷重は躯体の温度荷重です。

上部工の温度荷重は支承位置の荷重として入力しますが、躯体の温度荷重は躯体部材に温度荷重を与えます。


 4.計算(橋脚 レベル2)

Q4−1.

段落し照査を行なうのは、橋軸方向のみか?
A4−1. 段落しの照査は保耐法面外照査(橋軸方向)のみとなっています。
 

Q4−2.

橋軸方向の柱の照査で、各柱の軸方向分担重量はどのように算出されているか?
A4−2. 「平成24年道示X10.6解説(P194)、または平成14年道示X10.8解説(P.181)」の記述に従って、各柱部材の降伏剛性の比(柱高を考慮した値)によって分担率を算出しています。
具体的には、分担率は、各柱の「死荷重時の軸力で求めた降伏剛性EIyの上下端の平均値 ÷ 柱高h」の比率としています。
この計算の内容は、以下の画面で確認することができます。
「結果確認|レベル2地震動照査|橋脚」フォームのタブ「橋軸方向|詳細」画面の上側にあるメニュー「表示項目」で「分担重量」を選択してください。
 

Q4−3.

橋軸直角方向の段落し照査を行わないのはなぜか?
A4−3. 保耐法面内(橋軸直角方向)照査は、「既設道路橋の耐震補強に関する 参考資料(H.9.8) 社団法人日本道路協会」P4-13の記述「柱の上端部と下端部では軸力および配筋が異なるので、降伏時の曲げ剛性はわずかに異なる。したがって柱の線形部材の曲げ剛性EIとしては上端部と下端部を平均化した値を用いた」を参照し、平均化した降伏時の曲げ剛性を柱に用いる事により、その影響を考慮しています。また「既設道路橋の耐震補強に関する参考資料」に記述されている設計計算例を参照して、面外方向(橋軸方向)のみ損傷位置の照査を行っております。
 

Q4−4.

終局ステップはどのように算出したのか?
A4−4. 「構造力学公式集 土木学会|3.骨組構造解析|3.1.3 安定・不安定と静定・不静定」に記載されている判別式の公式(P74の3.3式) により求めています。
この式で不安定と判断される状態に達した状態を終局ステップとし、2柱ラーメン橋脚では4ステップ、3柱ラーメン橋脚では7ステップ、4柱ラーメン橋脚では10ステップを終局ステップとしています。

:全節点数12
:全部材数11
:反力の総数
Σ(si-1):各節点に剛結された部材数の合計 10

n = r+m+煤isi−1)−2p = 6+11+10−2×12=3

塑性ヒンジが1つ発生するごとに、塑性ヒンジ点のsiが2から1へ変化するため、nが1ずつ減少します。
2柱式モデルの場合は4つ目の塑性ヒンジで(n=-1)<0となり、不安定となります。
このことから2柱式モデルの終局ステップは、4つ目の塑性ヒンジが発生した状態としています。
同様の考え方で、3柱、4柱式モデルは下記のようになります。

【3柱式モデル】
:全節点数18
:全部材数17
:反力の総数
Σ(si-1):各節点に剛結された部材数の合計 16

n = r+m+煤isi−1)−2p = 9+17+16−2×18=6

3柱式モデルの場合は7つ目の塑性ヒンジで(n=-1)<0となるため、終局ステップは7つ目の塑性ヒンジが発生した状態としています。

【4柱式モデル】
:全節点数24
:全部材数23
:反力の総数12
Σ(si-1):各節点に剛結された部材数の合計 22

n = r+m+煤isi−1)−2p = 12+23+22−2×24=9

4柱式モデルの場合は10番目の塑性ヒンジで(n=-1)<0となるため、終局ステップは10番目の塑性ヒンジが発生した状態としています。
 

Q4−5.

保耐法面内照査の破壊形態が「せん断破壊」となったときのPaの算出方法は?
A4−5. せん断破壊型となる場合のPaは、次のように算出しています。
・1つ目の塑性ヒンジが発生するときの水平力:P1=3574(kN)
・死荷重時(P=0.0時)の柱基部のせん断力:So=987(kN)
・柱基部のせん断耐力:Pso=1103(kN)
・S1=1829(kN)
以上により
 Pa=P1×(Pso−So)/(S1−So)
  =3574×(1103−987)/(1829−987)=492(kN)
また、別の塑性ヒンジ箇所でもSi>Psoの関係になる場合には上記のように算出して、最小値を採用するため、Pa=492(kN)となります。
上記の結果は、下の画面でご確認できます。
 

Q4−6.

保耐法面内照査に乾燥収縮を考慮するにはどうすればよいか?
A4−6. 乾燥収縮による影響は、「許容応力度法|計算条件|荷重条件」画面の『乾燥収縮』で設定してください。
死荷重時の断面力算出の際にその影響を考慮します。
 

Q4−7.

保耐法面内照査のハンチ端照査が既設時にNGとなったため、梁を鉄筋コンクリート増厚補強したがそれでもNGになる。 ハンチ端照査をOKとする方法は?
A4−7. 保耐法面内照査のハンチ端照査は、線形部材と仮定した部材が塑性域に入っていないことを確認するために、ハンチ端断面において、終局水平耐力が作用したときに生じる曲げモーメントが終局モーメントを下回っていること(M≦Mls)を照査しています。
 M:終局水平耐力が作用したときにハンチ端に生じる曲げモーメント
 Mls:ハンチ端断面の限界状態曲げモーメントで、終局水平耐力が作用したときにハンチ端に生じる軸力を用います。
鉄筋量を増やすことにより、Mlsが大きくなりますが、同時に塑性ヒンジ点のMls,慣性力作用位置の水平力が多く載荷されることになるため終局水平耐力も大きくなり、その結果Mも大きくなります。したがって、ハンチ端照査においては、鉄筋量を大きくすることが常に有利に働くとは限らず、確実にOK(M≦Mls)とする方法をご提示することができません。
・補強設計であれば、はり,柱の補強工法
・新設設計であれば、はり,柱の形状や鉄筋量(配置)
を変更しながら色々と試行するのも一つの手段だと考えます。
 

Q4−8.

レベル2直角方向の計算において、「柱の変形が慣性力方向と一致しないため、慣性力作用位置の水平変位算出方法を変更しました」とはどういうことか?
A4−8. 上部工慣性力作用位置の水平変位は、通常、柱とはりの結合部の格点の水平変位と回転角の平均値から算出しますが、この算出方法で回転角のステップ増分が負となる場合は算出方法を変更します。
算出方法を変更したとき、このメッセージが表示されます。
 

Q4−9.

結果確認画面の解析状態に「構造が不安定となる直前の第Xステップを終局ステップとしました。」と表示される。この結果を採用してもよいか?

A4−9. 2柱ラーメン橋脚では4ステップ、3柱ラーメン橋脚では7ステップ、4柱ラーメン橋脚では10ステップを終局ステップとしています。
正常終了(エラーなし)した場合でも構造系が不安定となるステップを上記のように設定して終局としています。
特に3柱、4柱ラーメン橋脚モデルは、この最終ステップに達する前に構造系が不安定となる場合があります。
そのとき、その不安定となる直前を終局ステップとして終了するようにしています。
構造系が不安定となる直前の結果を採用していることには相違ありませんので、この結果を採用しても問題ないと思います。
なお、この結果の最終的な適用につきましては設計者のご判断により決定していただきますようよろしくお願いいたします。
 

Q4−10.

結果確認画面の解析状態に「エラー:ステップ解析異常終了、支承の鉛直荷重算出に失敗しました」と表示される。
A4−10. 支承数が1個のため発生するエラーです。支承は、上部工位置の左右に1つ以上ある必要があります。
入力「上部工/支承」画面で、「支承数」を2個以上として、それぞれの支承の「直角方向位置」を設定してください。
上部工荷重は「道路橋の耐震設計に関する資料 平成9年3月」P3-21の図-3.3.3に従って各支承位置の集中荷重に換算されます。
支承数が1個のとき、偶力となる鉛直荷重(Ri)を換算できないため計算エラーとして処理しています。
 

Q4−11.

ラーメン橋脚の橋軸直角方向照査で「終局変位δuを算出できません」のエラーメッセージが表示される場合の対応方法は?
A4−11. Ver.9の場合: Ver.9より、入力画面「レベル2地震動|橋脚条件」に「最終Stepのtanθ=0によるδu算出エラー」の対処方法として「θpu到達時δuを無限大として計算続行」の選択を追加しました。
終局変位δuは、平成14年道示V 10.8 P187 viii)より、「全ての塑性ヒンジ点が全てθpuに達したとき,もしくは4つの塑性ヒンジのいずれかの断面に生じる曲率がそれぞれの断面の終局変位の2倍に達したときのいずれか早い方」とされています。
しかし、最終ステップ以降の塑性回転角の増分が0度となった場合、「全ての塑性ヒンジ点が全てθpuに達したとき」を求めることができずに「終局変位δuを算出できません」のエラーメッセージが表示されます。
新しく追加したオプション「θpu到達時δuを無限大として計算続行」は、「全ての塑性ヒンジ点が全てθpuに達したとき」の終局変位を無限大と判断して、終局変位は「塑性ヒンジのいずれかの断面に生じる曲率がそれぞれの断面の終局曲率の2倍に達したとき」の値を採用します。
※平成24年道示では「塑性ヒンジのいずれかの断面に生じる曲率がそれぞれの断面の終局曲率の2倍に達したとき」に相当する規定が削除されました。 このため、平成24年道示準拠時は「θpu到達時δuを無限大として計算続行」の選択肢は使用できません。
 

Q4−12.

レベル2直角方向の計算において、「Mu(またはMls)算出で軸力が範囲外となりました」とは?
A4−12. レベル2直角方向照査では、各塑性ヒンジ候補点について、死荷重時、または終局時の軸力における終局曲げモーメントMu(または限界状態曲げモーメントMls)を算出します。

H24道示に準拠する場合(Mls算出の場合)、入力画面「レベル2地震動|橋脚条件」のタブ「計算条件」の「橋軸方向、直角方向共通項目|Mls算出時,圧縮限界地が算出できない場合に引張限界だけを求める」にチェックを入れることで、このエラーを回避できる可能性があります。
チェックを入れた場合、引張軸力または小さい圧縮軸力と釣合う「コンクリートの圧縮ひずみが限界圧縮ひずみに達するとき」の状態を求められない場合に、「軸方向鉄筋の引張ひずみが許容引張ひずみに達するとき」を限界状態としてMlsを算出します。
(この計算オプションに関する詳細は製品ヘルプ「入力|レベル2地震動−橋脚条件」の【Mls算出時、圧縮限界値が算出できない場合に引張限界だけを求める】をご参照ください。)

H14道示に準拠する場合、軸力とMuの関係は、H14道示X 図-解10.8.4の「軸力−終局曲げモーメントの相関関係図」(P185)のようなタマネギ形になりますので、軸力(縦軸)がこの形の範囲外になる場合はMuを算出することができず、このエラーが発生します。
このエラーは、ほとんどの場合、引張軸力(軸力が負)の条件で発生します。
対策の1案として、鉄筋配置を変更して、発生軸力においてもMuを算出できるように「軸力−終局曲げモーメントの相関関係」を変更することが考えられます。
具体的には、最圧縮縁以外の鉄筋量を大きくすることで、Muを算出できる最小軸力を小さくすることができます。

【Muが求まる最小軸力の算出方法】
断面のMuが求まる最小軸力Nminは、最圧縮側鉄筋は鉄筋の圧縮降伏ひずみに達し、これ以外の鉄筋が全て引張降伏ひずみに達したときの軸力です。
算出式は下記のようになります。
Nmin=−(全鉄筋量−2×最圧縮側鉄筋量)×σy
σy:鉄筋の降伏点
両方向の慣性力に対応する(正負両方の曲げモーメントに対応する)ためには、最外縁鉄筋にならない鉄筋量(側面鉄筋など)を増やすことが有効です。
 

Q4−13.

RC巻立て補強モデルの橋軸直角方向L2照査において、柱上端でMy0≦Muの関係が成立せず計算ができない。対処方法は?
A4−13. 下記3つの方法が考えられます。 (必ずしも解決できるとは限りません。ご了承下さい。)

方法1.柱上端で終局ひずみ発生位置を「補強軸方向鉄筋位置」とする方法
 補強主鉄筋が無効であっても、横拘束効果が見込める場合は、
 入力画面「レベル2地震動|橋脚条件」のタブ「補強オプション」画面で、
 「柱補強軸方向鉄筋を無効とする区間の取扱い」の、
 「終局ひずみ発生位置」を「補強軸方向鉄筋位置」とすることで、My0≦Muとなる可能性があります。

方法2.柱上端で、補強コンクリートを考慮しない方法
 入力画面「レベル2地震動|橋脚条件」のタブ「補強オプション」画面で、
 「柱補強軸方向鉄筋を無効とする区間の取扱い」の、
 「補強コンクリートを無効とする」にチェックを入れると、
 柱上端では、補強コンクリートを考慮せず既設断面のM-φ関係で計算します。
 補強コンクリートが考慮されないと、鉄筋のかぶりが小さくなり、My0≦Muの関係になりやすくなります。

方法3.柱上端でも補強主鉄筋を考慮する方法
 補強主鉄筋がはりに定着しており、柱上端でも軸方向主鉄筋として考慮できる場合は、
 入力画面「橋脚形状」のタブ「柱補強」の「補強鋼材軸方向有効範囲長」が、柱上端を含むように設定してください。
 これにより、柱上端のM-φ関係に補強主鉄筋を考慮するようになるため、My0≦Muとなる可能性があります。
 

Q4−14.

結果確認画面の解析状態に「エラー:限界状態変位δlsを算出できません。」と表示される。
A4−14. 計算オプション画面「レベル2地震動|橋脚条件」のタブ「計算条件」の「最終Stepのtanθ=0によるδls算出エラー」をご検討下さい。
このエラーでは、図 4−14−1 のように、「詳細」タブの「照査結果」項目の「限界状態変位δls」に表示される表の一部が”エラー”となります。
これは、終局ステップ後の強制変位解析において、塑性ヒンジ点の折れ角に変化量が発生しないことが原因しています。(図4−14−2)
これにより、終局塑性回転角θpuのときの上部工変位δlsが求められず(図4−14−3)、エラーを表示しています。

図4−14−1


図4−14−2


図4−14−3

 

Q4−15.

結果確認画面の解析状態に「エラー:死荷重時の(M,N)と(N-Mls)チェックエラー、死荷重の結果がMN曲線外に存在します。」と表示される。 回避方法は?


A4−15. 死荷重時の軸力が、断面の限界状態曲げモーメントMlsを算出できる軸力の最小値を下回っているためにこのエラーが表示されます。
直角方向−詳細で確認すると、次のようになっています。



【原因】
・はりの側面鉄筋が定義されていない場合や側面鉄筋量が少ない(最小軸力の値に大きく影響します)
・はりに引張軸力が発生している
【Mlsが求まる最小軸力の算出方法】
断面のMlsが求まる最小軸力の算出方法は以下のように求められます。
最圧縮側鉄筋は鉄筋の圧縮降伏ひずみに達し、これ以外の鉄筋が全て引張降伏ひずみに達したとき軸力が最も小さくなるため、次式のようになります。
Nmin=−(全鉄筋量−2×最圧縮側鉄筋量)×σy
σy:鉄筋の降伏点
【対策】
一概に全てのケースに言える事ではありませんが、はり断面の側面鉄筋量を増やす事が有効だと思われます。
また、新設設計や補強設計であれば、はり,柱の断面や鉄筋を見直す事も検討してください。
 

Q4−16.

結果確認画面の解析状態に「エラー:降伏剛性算出エラー、断面にMc<Myo<Mlsの関係が成立しないため計算を中断しました」と表示される。回避方法は?


A4−16. 結果画面の直角方向−詳細で確認すると、下図のようになっています。



【原因】
ハンチ筋が未定義(入力されていない)など、かぶりが大きいとMyo>Mlsになりやすくなります。
【対策】
エラーとなっている箇所の鉄筋(もしくは断面)を見直す必要があります。 このようなケースでは、入力「橋脚鉄筋−鉄筋配置」画面のはり支間(左端部、右端部)を再度ご確認ください。
 

Q4−17.

橋軸直角方向L2照査の「線形部材端照査」は、何の照査か?
A4−17. 線形部材端照査は、L2直角方向照査時の骨組モデルで仮定した塑性ヒンジ点の位置が妥当であるかを照査しています。
NGの場合は、仮定した塑性ヒンジ以外の箇所でM>Mls(またはMu)になっている状態なので、塑性ヒンジ候補点の位置が妥当ではありません。
 

Q4−18.

結果確認画面の解析状態に「エラー:死荷重時のS≦Psチェックエラー。死荷重時のせん断力がPsを超えました」と表示される。
A4−18. 塑性ヒンジ候補点において、死荷重時のせん断力がせん断耐力を超えている場合にこのエラーが表示されます。
橋軸直角方向のL2照査では、終局水平耐力に相当する慣性力を作用させた時のせん断力とせん断耐力の関係から破壊形態を判定しますが、
死荷重時の状態でせん断力がこれを超えている場合は計算を中断しています。
この現象を回避する例として、帯鉄筋量Awを大きくして梁のせん断耐力大きくすることが考えられます。
 

Q4−19.

本製品を使って、水門の保有水平耐力照査は可能か
A4−19. 水門の保有水平耐力照査については、土木研究所より「地震時保有水平耐力法に基づく水門・堰の耐震性能照査に関する計算例 平成20年3月」が示されています。
この照査方法は、道路橋示方書で示されているラーメン橋脚の設計計算とは慣性力の載荷方法などに違いがあるため対応できません。
この計算例に沿った照査は、「水門の設計計算」、または「柔構造樋門の設計」の門柱L2照査で対応しています。
 

Q4−20.

終局変位算出でエラーとなっているが、照査結果はエラーなしで表示されている。この照査結果に問題はないか。
A4−20. 破壊形態が曲げ破壊型以外であれば、照査結果に問題はございません。
破壊形態が曲げ破壊型以外の場合は許容塑性率μaは固定値1.0となりますので、終局変位δuを使用しません。
この場合、終局変位算出が算出できない状態でも照査を行うことが可能です。
 

Q4−21.

柱の連続繊維巻立て補強でM−φ関係が算出できずエラーが発生する
A4−21. 原因の可能性の1つとして、連続繊維巻立て補強を考慮したコンクリート−応力度ひずみ曲線を算出する際の下降勾配Edes算出(Edes=(σcc−0.8・σcc’)/(εcu−εcc))において、σcc−0.8・σcc’<0となりEdesが負になっていることが考えられます。
計算書の「柱の保有耐力法照査(面外方向)」または「ラーメン橋脚の保有耐力法照査(面内方向)」内の「コンクリート応力度−ひずみ曲線」で、補強した各断面のσcc、σcc'をご確認くださいますようお願いいたします。
 

Q4−22.

柱の鉄筋コンクリート巻立て補強時に、入力画面「橋脚形状」のタブ「柱補強」で入力する「補強鋼材軸方向有効下端」はどのような数値を入力すればよいか?
A4−22. 補強鉄筋を軸方向鉄筋として考慮する範囲および考え方につきましては、特に基準書類に明記されておりません。

考え方の1つとしてH24道示IV P189「鉄筋の定着」が参考になるかと存じますが、最終的には設計者のご判断となりますことをご了承いただきますようお願い申し上げます。
 

Q4−23.

UC-win/FRAME(3D)でエクスポートしたモデルでプッシュオーバー解析を行ったが、P−δ曲線が一致しない。原因は?
A4−23. 本製品でエクスポートしたUC-win/FRAME(3D)モデルは動的解析用のもので、保有水平耐力法の結果を再現させることは目的としていないことをご了承ください。

【橋軸直角方向について】
P−δ曲線が一致しない主な原因として、下記@〜Bが考えられます。

@非線形特性の違い
保有水平耐力法のモデルははりと柱の両端のみ、塑性ヒンジ候補点を設けます。

塑性ヒンジ候補点ごとにH14道示Xの図−解10.8.4(P185)のような軸力−曲げモーメントの相関関係を作成して塑性化を判断しますので、軸力変動を考慮した完全弾塑性バイリニアモデルとして解析しています。

一方、UC-win/FRAME(3D)のM−Φモデルは、死荷重時の軸力から断面から算出しており軸力変動を考慮しておりません。

A荷重条件の違い
保有水平耐力法では、「道路橋の耐震設計に関する資料 平成9年3月」の図−3.3.3(P3-21)のように上部工荷重のみ慣性力として考慮します。

これに対してエクスポートモデルは、ラーメン橋脚の自重も慣性力として有効となっています。
このため、変形形状が異なることが考えられます。

B上部工作用位置の水平変位δ
保有水平耐力法で使用する橋軸直角方向の水平変位は、「ラーメン橋脚の設計」のヘルプ「結果確認|レベル2地震動照査−橋脚」の「(2)直角方向−2)詳細−・照査結果−慣性力位置変位」で示した方法で算出しています。



【橋軸方向について】
ラーメン橋脚の橋軸方向の保耐照査は、柱ごとに単柱式橋脚と同じ方法で照査します。

このときのP−δ曲線は、H24道示Xの式(10.3.1〜7)(P167〜9)のように柱基部のM-Φ関係から作成し、慣性力はh(上部工慣性力作用位置)に載荷した条件で求めます。

一方、エクスポートモデルの橋軸方向柱基部のM−Φ関係は、式(解7.3.1)(P122)を降伏点とするバイリニアモデルとしています。

結果が異なる主な原因として、下記が考えられます。

@慣性力の載荷条件が異なります。

Aラーメン橋脚の橋軸方向保有水平耐力照査は柱ごとに照査しますので、P−δ曲線は他の柱の影響を受けません。

しかしエクスポートモデルのプッシュオーバー解析ではラーメン橋脚を一体として照査しますので、他の柱(または梁)が降伏した時、残りの柱に断面力が集中する現象が発生して結果に相違が生じることが考えられます。
 

Q4−24.

入力画面「レベル2地震動|共通条件」の「死荷重時の荷重ケース」で橋軸方向と橋軸直角方向のケースが選択可能になっているが、どちらを選べばよいか
A4−24. 橋軸方向の偏心を考慮する場合は入力画面「レベル2地震動|共通条件」の「死荷重時の荷重ケース」で橋軸方向ケースを選択してくださいますようお願い申し上げます。
橋軸方向ケースを選択した場合は、橋軸方向、直角方向とも偏心を考慮することができます。
直角方向ケースを選択した場合は、橋軸方向の偏心を考慮することができません。

「死荷重時の荷重ケース」についての詳細は、入力画面「レベル2地震動|共通条件」の「ヘルプ」ボタンで表示されるページの「【橋軸ケース及び直角ケースが表示される理由】」をご覧ください。
 

Q4−25.

レベル2地震動橋軸方向の照査で初降伏変位δy0の算出エラーにより照査結果がエラーになるが原因がわからない
A4−25. 1つの可能性として、柱基部以外の断面で初降伏水平耐力到達時のM>限界状態曲げモーメントMls(または終局曲げモーメントMu)になっている可能性があります。

橋軸方向計算は単柱式橋脚と同様にH24道示Xの式(解10.3.6)(P174)を使って、柱の各高さ位置のφiにより初降伏変位δy0を計算します。

この曲げモーメントMがMls(またはMu)を超えた場合、φiを求めることができないためエラーになります。

このエラーを回避できる可能性のある計算条件として下記が挙げられます。
@入力画面「橋脚形状」のタブ「柱補強」でエラーが発生する柱の「補強鋼材軸方向有効範囲長」を長くする。

柱のRC補強モデルの場合は、
A入力画面「レベル2地震動|橋脚条件」のタブ「補強オプション」で、「柱補強軸方向鉄筋を無効とする区間の取扱い|補強コンクリートを無効とする」のチェックを外す。

B入力画面「レベル2地震動|橋脚条件」のタブ「補強オプション」で、「柱補強軸方向鉄筋を無効とする区間の取扱い|柱上端の補強鉄筋の取扱い」を「定着鉄筋のみ考慮する」に変更する。

C入力画面「レベル2地震動|橋脚条件」のタブ「補強オプション」で、「柱補強軸方向鉄筋を無効とする区間の取扱い|柱既設軸方向鉄筋の取扱い」の「段落しが行われていないものとみなす」にチェックを入れる。
 

Q4−26.

橋脚躯体のレベル2地震動照査において、横拘束筋を考慮するべきかをどのように判断するか
A4−26. 既設橋脚の場合、H14道示X 10.6の条件を満たしていれば、横拘束効果を考慮します。
満たしていなければ、考慮しません。
この計算条件は、入力画面「レベル2地震動照査|橋脚条件」のタブ「計算条件」の「帯鉄筋とフックの定着状態」で指定します。
横拘束効果を考慮しない場合は、「定着されていない」を選択してください。
 

Q4−27.

ラーメン橋脚橋軸直角方向のレベル2地震動照査における骨組モデルの初期剛性は固定値か
A4−27. 固定値です。
「道路橋示方書・同解説 X耐震設計編に関する参考資料 平成27年3月」P219 2)の解説では、降伏限界の曲げ剛性EIyについて「曲げ剛性を算出する際の軸力としては,死荷重作用時に各部材に生じる軸力とする。」と記述されています。

これに従って、死荷重時の軸力における降伏剛性を固定値として与えています。


 5.計算(基礎)

Q5−1.

水平変位を緩和する杭基礎の設計で〔杭基礎設計便覧(H19.1モデル)〕と[杭基礎設計便覧(平成19年)]はどのように使い分けたらよいか?
A5−1. Ver.9の場合:
Ver.9で「杭基礎設計便覧(平成19年)」に準拠した杭基礎の設計を行う場合は、このチェックを付けていただくようにしています。
また、このチェックを付けない場合は道示Wに準拠した設計になります。
この設定と『水平変位を緩和する杭基礎の設計[ 杭基礎設計便覧(H19.1)モデル ]』の設定は直接関係していません。
本プログラムでは、水平変位を緩和する杭基礎の設計を区別するため、下記のような表記にしています。
・水平変位を緩和する杭基礎の設計[ 道示W(H14.3)モデル ] ⇒道示W12.8(5),12.1の解説(1)-2)に記述されている理論により計算を行います。
・水平変位を緩和する杭基礎の設計[ 杭基礎設計便覧(H19.1)モデル ] ⇒杭基礎設計便覧(平成19年1月)P263に記述されている理論により計算を行います。
例えば、
「杭基礎設計便覧(平成19年)」=チェックをOff状態水平変位を緩和する杭基礎の設計[ 杭基礎設計便覧(H19.1)モデル ]を選択した場合だと、道示Wに準拠した設計を行いますが、水平変位を緩和する杭基礎の設計の計算理論のみを杭基礎設計便覧(P263)に記述された方法を適用し計算する事になります。
Ver.10以降の場合:
Ver.10から「杭基礎設計便覧(平成19年)」の選択(チェックボックス)を削除しました。Ver.10以降は平成24年道示Wに準拠した設計を行います。
また、水平変位を緩和する杭基礎の設計は、道示W(H14.3)モデルの選択肢を削除しました。
 

Q5−2.

水平変位を緩和する杭基礎の設計において概略結果を出力するにはどうすればよいか?
A5−2. 計算書「杭基礎の設計−安定・断面計算結果一覧表」を出力してください。
 

Q5−3.

柱補強(RC巻立て)厚を考慮したフーチング照査を行う方法は?
A5−3. 入力画面「許容応力度法|計算条件」のタブ「断面照査条件」の
「フーチングの断面照査|フーチング照査位置と補強時の有効幅」内のチェックボックス
 「直角方向照査時の柱前面位置|柱補強幅を考慮する」、
 「橋軸方向照査時の柱前面位置|柱補強幅を考慮する」
にチェックを入れて計算してください。
 

Q5−4.

「レベル2地震動」−「共通条件」で「死荷重時の荷重ケース」で水位ありのケースを設定しても基礎の計算に反映されない(浮力ありとなしで結果が同じとなる)。
A5−4. 杭基礎のレベル2地震時照査では「レベル2地震動|共通条件|死荷重時の荷重ケース」で設定する水位を用いていますが、上載荷重Qを算出するときは以下の設定から算出しています。
・地層データ「入力|地層」
・地表面からフーチング底面までの距離 (D1)「入力|杭配置|基礎天端」
・水の単位重量 (γw)「入力|基本条件」
・地表面から水面までの距離 (H1)「入力|地層|液状化」 浮力無視/考慮時の計算を行うときは、以下の2箇所をご確認下さい。
・「レベル2地震動|共通条件|死荷重時の荷重ケース」で設定する水位
・「入力|地層|液状化」で設定する地表面から水面までの距離 (H1)
 

Q5−5.

直接基礎のレベル2地震動照査(柱間照査)において、柱基部断面力を算出している水平震度はどのように算出されているか?
A5−5. 柱基部断面力を算出している水平震度は、以下の式から算出しています。
水平震度=khcf(=CD・Cz・khco)×補正係数
補正係数=(V・eN-Md)/(ML-Md)
ここに、
 V : 死荷重時鉛直力
 eN : 地盤反力度の合力の作用位置
 Md : 偏心モーメント
 

Q5−6.

杭基礎のレベル2地震動照査のフーチング照査(曲げ照査)で張り出し部に配置された杭位置の断面照査を省く方法は?
A5−6. レベル2地震動−基礎条件−フーチングで杭中心位置の曲げ照査を「照査しない」としてください。
 

Q5−7.

レベル2地震時照査(杭基礎)を作用力直接指定で計算するにはどうすればよいか?
A5−7. レベル2地震動−基礎条件−条件@画面で「作用力直接指定による杭基礎L2照査=照査する」に変更し、作用力直接指定時の画面で必要な入力を行ってください。
この照査は、初期作用力載荷〜全作用力載荷までを荷重増分法により計算し、全作用力載荷時に基礎が降伏に達しないことを照査しますが、応答塑性率照査までは計算を行いません。
 

Q5−8.

杭基礎のレベル2地震時照査の計算について増し杭工法時の既設のみが負担する既設死荷重を低水位、高水位で分けていない理由は?
A5−8. 増し杭工法時の設計方法は、「既設道路橋基礎の補強に関する参考資料(平成12年2 月)社団法人日本道路協会」の記述を参照していますが、
ここでは、補強前の死荷重に対しては既に既設杭が負担し、その反力が残留していると考え、補強後の荷重増分や地震力に対しては既設杭と増し杭とで分担すると考えています。
既設杭の残留反力は、補強後の水位変動により変わるものではないと考え、1ケース(組み合わせ荷重ケース画面−増し杭工法時の既設のみが負担する既設死荷重)を指定していただくようにしています。
 

Q5−9.

レベル2地震時照査(杭基礎)を作用力直接指定で慣性力の方向を指定する方法は?
A5−9. 慣性力の方向は、入力した作用力(柱基部断面力)のHpの符号で判断しています。
※khgは正の値を指定してください。
 

Q5−10.

杭基礎の入力画面「レベル2地震動|基礎条件」のタブ「条件@」で「作用力直接指定による杭基礎L2照査」を「照査する」とした場合、躯体の形状等の入力は必要か
A5−10. 必要です。
初期作用力計算時に躯体形状や死荷重時の支承反力による偏心モーメント、水平力を参照します。
ただし、鉛直作用力Vi、Vaのみ柱基部のVpから算出した値を使用します。
(鉛直作用力は、初期作用力、全作用力とも同じ値です。)


 6.ファイル

Q6−1.

鉄筋情報や断面情報を含めた「UC-win/FRAME(3D)」との連動に対応しているか?
A6−1. Ver.8から「UC-win/FRAME(3D)」へのエクスポート機能に対応しました。
メニュー「ファイル|UC-win/FRAME(3D)データのエクスポート」によりUC-win/FRAME(3D)ファイルへエクスポートすることが可能です。
 

Q6−2.

RhSplash.dll、RCSplash.dllからウィルスが検知された。
A6−2. 一部のウィルスチェックソフトで、RhSplash.dll、RCSplash.dllからウィルスが検知されたと報告されるケースが発生しました。
本件につきましては、開発元に確認をお願いして、2012年10月9日に誤検知に対する修正を行っていただいております。
 

Q6−3.

UC-win/FRAME(3D)エクスポート時にメッセージ「UC-win/FRAME(3D)エクスポートは、支承位置(橋軸方向位置≠0)を含むケースには対応していません。」が表示され保存することができない
A6−3. 「UC-win/FRAME(3D)データのエクスポート」画面で「支承とWu及びRd」を「設定する」としている場合にこのメッセージが表示されます。
このメッセージを回避するためには、入力画面「上部工/支承」で支承の「橋軸方向位置」を全て「0.000」(m)にする必要があります。
ご了承ください。
 

Q6−4.

「ラーメン橋脚の設計計算」で作成した「震度算出(支承設計)」モデルを「Engineer's Studio」、「UC-win/FRAME(3D)」にエクスポートすると、ラーメン橋脚が降伏剛性の骨組モデルになり、断面形状などの情報がエクスポートされない
A6−4. 「ラーメン橋脚の設計計算」のメニュー「オプション|動作環境の設定」の「非線形動的解析用データを付加する」にチェックを入れた後、「震度算出(支承設計)」ファイルへ保存してください。

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