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Q&A耐震性貯水槽の計算 Q&A ('17.10.27)

NEW! 更新内容

Q1−19.浮力に対する検討において、内水重量を考慮に含めないのはなぜか?('17.10.27)

目  次
 1.適用範囲

Q1−1.「耐震性貯水槽の計算」が参考としている基準類および適用範囲を教えてほしい。Q1−2.FRAME解析結果のデータをFRAME製品で利用することは出来ないのか?

Q1−3.躯体の半分が地上に露出しているようなタイプの計算も可能でしょうか

Q1−4.浮力の検討を行うことは可能か?

Q1−5. 土かぶりなしの状態で計算可能ですか

Q1−6.部材端結合=タイプAで、短辺/長辺>0.4 または 鉛直/長辺>0.4 の場合に、端部側版の四辺固定支持スラブ以外の検討を行うことは可能か?

Q1−7.ハンチを設けることは可能か?

Q1−8.配筋の各部位のかぶりは入力が1つしかないが、2段配筋することは可能か

Q1−9.丸鋼(SR235)に対応しているか

Q1−10.円形の貯水槽に対応していますか

Q1−11.安定計算に対応しているか

Q1−12.SD345とSD295の鉄筋材質が混在するケースの計算は可能か

Q1−13.土中で上部がオープン(頂版なし)の構造の検討は可能か?

Q1−14.貯水槽内が水だけではなく泥がある場合、水と泥の単位重量を個別に指定できますか

Q1−15.開口部がある形状に対応しているか?

Q1−16.断面力計算のFRAMEモデルにおいて、ハンチがある場合でもハンチを無視してモデル化していますが、何か考慮するスイッチがありますか

Q1−17.曲げ応力度の計算で、曲げモーメントが正の値なのに鉄筋の応力度σsが負の値となっているのはなぜか

Q1−18.ボックスラーメンのFRAME計算において、剛域を考慮することは可能か

Q1−19.浮力に対する検討において、内水重量を考慮に含めないのはなぜか?
 2.荷重

Q2−1.頂版位置での抵抗土圧強度P'pd1の算出において、計算書の出力式および計算値が「耐震性貯水槽の設計手引き及び管理マニュアル(財)日本消防設備安全センター、耐震性貯水槽等に関する技術検討委員会」の計算例P.99と合わない

Q2−2.満水時・空の状態で荷重ケースを解析できるか?

Q2−3.「荷重」画面→「地震時」の『その他の補正係数(初期値1.20)』とは何か?

Q2−4.慣性力の向きは?

Q2−5.設計水平震度Khおよび設計鉛直震度Kvはどのような扱いとなっているか

Q2−6.ボックスラーメンの計算において、荷重を直角二方向に配分することは可能か?

Q2−7.設計震度の「地域区分」「地盤種別」「基準震度」それぞれの分類の基準と補正係数の設定値を教えてください

Q2−8.自動車荷重を考慮することは可能か?

Q2−9.常時の静止土圧を変更することは可能ですか

Q2−10.内水圧ありの場合に底版反力算出において内水の重量を含めていないが理由は?

Q2−11.「考え方」画面→「浮力の検討」→「地下水位を地盤面とする」とは?
 3.配筋

Q3−1.配筋の入力において、外側、内側に各々2種類ずつ鉄筋径とピッチが入力できるが、これは何を意味するのか

Q3−2.「配筋」画面の「平面」の配筋入力は短スパン側壁と長スパン側壁の配筋条件を入力するのでしょうか?

Q3−3.「配筋」→「平面」画面で入力する鉄筋はどの向きのものか?
 4.断面照査

Q4−1.応力度照査においてハンチの影響を考慮することは可能か?

Q4−2.曲げに対する断面算定は単鉄筋、複鉄筋それぞれで検討可能か?

Q4−3.主鉄筋の段落とし計算は可能ですか



 1.適用範囲

Q1−1.

「耐震性貯水槽の計算」が参考としている基準類および適用範囲を教えてほしい。
A1−1. 『耐震性貯水槽の設計手引き及び管理マニュアル』
 (財団法人 日本消防設備安全センター、耐震性貯水槽等に関する技術検討委員会)
を参考に
・現場打ち鉄筋コンクリート製水槽(角型一層式、自由水面式)
に対応しています。
 

Q1−2.

FRAME解析結果のデータをFRAME製品で利用することは出来ないのか?
A1−2. 可能です。計算実行後、「ファイル」−「名前を付けて保存」を行うことで、データファイルを保存したフォルダに拡張子が”$O1”というFRAMEデータファイルが作成されます。
保存したFRAMEデータは、Engineer's Studio,Engineer's Studio面内,FRAME(面内),FRAMEマネージャ,FRAME(2D)で読み込み可能です。FRAME(3D)はサポートしておりません。
 

Q1−3.

躯体の半分が地上に露出しているようなタイプの計算も可能でしょうか
A1−3. おそれながら現プログラムでは地下式のみ対応しており、お問い合せのような躯体の半分が地上に露出しているようなタイプ(半地中構造物)には対応しておりません。
どうぞご了承ください。
 

Q1−4.

浮力の検討を行うことは可能か?
A1−4. 可能です。
「考え方」画面→「浮力の検討」スイッチで「検討する」を選択してください。
 

Q1−5.

土かぶりなしの状態で計算可能ですか
A1−5. 土かぶりなし(土かぶり厚=0m)でも計算は可能です。
 

Q1−6.

部材端結合=タイプAで、短辺/長辺>0.4 または 鉛直/長辺>0.4 の場合に、端部側版の四辺固定支持スラブ以外の検討を行うことは可能か?
A1−6. 可能です。
「考え方」画面に『部材端結合タイプAの計算方法』の選択を設けており、部材端結合=タイプAで、短辺/長辺>0.4 または 鉛直/長辺>0.4 の場合、
 ・鉛直断面(短辺方向)ボックスラーメン
とともに、以下の4択のうちから1つを選択して検討可能です。
 ・鉛直断面(長辺方向)ボックスラーメン
 ・水平断面ボックスラーメン
 ・端部側版の四辺固定支持スラブ
 ・鉛直断面(長辺方向)+水平断面ボックスラーメン
 

Q1−7.

ハンチを設けることは可能か?
A1−7. 可能です。
長スパンの上側および下側、短スパンの上側および下側、平面のハンチ部についてそれぞれ寸法入力を設けています。
なお、ハンチの幅および高さは共通となります。
 

Q1−8.

配筋の各部位のかぶりは入力が1つしかないが、2段配筋することは可能か
A1−8. 2段配筋の入力には対応しておりません。
本プログラムで計算する場合は、1段目と2段目の鉄筋の重心位置を算出し、1段として近似していただく方法しかございません。
鉄筋の重心位置
 重心位置=(As1×d1+As2×d2)/(As1+As2)
  As1:1段目の鉄筋量(cm2)
  d1 :1段目のかぶり(cm)
  As2:2段目の鉄筋量(cm2)
  d2 :2段目のかぶり(cm)
この場合、鉄筋の応力度は、入力されたかぶり位置(2段配筋の重心位置)での値になり、最遠鉄筋位置での値ではありませんのでご注意ください。
 

Q1−9.

丸鋼(SR235)に対応しているか
A1−9. 丸鋼(SR235)には対応しておりません。
現プログラムで丸鋼での計算を行いたい場合は、
・「許容値」で、鉄筋の許容応力度を変更
・「配筋」で、ピッチまたは本数を調整して鉄筋量を近似
の入力でご対応くださいますようお願いいたします。
 

Q1−10.

円形の貯水槽に対応していますか
A1−10. 現在は矩形のみに対応しており、円形の貯水槽には対応しておりません。
 

Q1−11.

安定計算に対応しているか
A1−11. 浮力の検討には対応していますが、地耐力等の安定計算には対応していません。
 

Q1−12.

SD345とSD295の鉄筋材質が混在するケースの計算は可能か
A1−12. 鉄筋材質の設定はSD345またはSD295のどちらか一方のみとしており、鉄筋材質が混在するケースには対応しておりません。
 

Q1−13.

土中で上部がオープン(頂版なし)の構造の検討は可能か?
A1−13. 上部がオープン(頂版なし)の構造には対応しておりません。
 

Q1−14.

貯水槽内が水だけではなく泥がある場合、水と泥の単位重量を個別に指定できますか
A1−14. 貯水槽内には水だけを想定しており、水と泥の単位重量を別々に指定することはできません。
 

Q1−15.

開口部がある形状に対応しているか?
A1−15. 本製品は開口部の設置には対応しておりません。
 

Q1−16.

断面力計算のFRAMEモデルにおいて、ハンチがある場合でもハンチを無視してモデル化していますが、何か考慮するスイッチがありますか
A1−16. 本プログラムでのFRAME解析時の本体骨組みモデルにつきましては、
「道路橋示方書・同解説 W下部構造編(H24.3)日本道路協会」P.211の
 3)断面力を算出する場合の軸線は、ハンチを無視した部材断面の図心軸線に一致させる。
の内容を採用しており、ハンチの影響を考慮した骨組みモデル化は行っておりません。
 

Q1−17.

曲げ応力度の計算で、曲げモーメントが正の値なのに鉄筋の応力度σsが負の値となっているのはなぜか
A1−17. 本プログラムのボックスラーメンの曲げ応力度計算では、曲げモーメントと軸力が作用する鉄筋コンクリート長方形単鉄筋断面として計算しており、軸力が大きく曲げモーメントが小さいケースでは、全断面圧縮状態となる場合があります。
また、中立軸位置Xもご確認ください。
中立軸位置Xが部材高を超えている場合、全断面圧縮状態となっており、鉄筋に圧縮応力度が生じています。
鉄筋に圧縮応力度が生じている場合、鉄筋の応力度σsは負の値で出力しております。
 

Q1−18.

ボックスラーメンのFRAME計算において、剛域を考慮することは可能か
A1−18. 剛域を考慮した計算には対応しておりません。ご了承ください。
 

Q1−19.

浮力に対する検討において、内水重量を考慮に含めないのはなぜか?
A1−19. 「耐震性貯水槽の設計手引き及び管理マニュアル H17.6 (財)日本消防設備安全センター、耐震性貯水槽等に関する技術検討委員会」P.50に水槽空虚時において照査を行うよう記述されており、現プログラムでは内水重量を無視して検討します。
 2.荷重

Q2−1.

頂版位置での抵抗土圧強度P'pd1の算出において、計算書の出力式および計算値が「耐震性貯水槽の設計手引き及び管理マニュアル(財)日本消防設備安全センター、耐震性貯水槽等に関する技術検討委員会」の計算例P.99と合わない
A2−1. P'pd1の算出式は「耐震性貯水槽の設計手引き及び管理マニュアル」P.37にも記載されており、同書P.99と式中の符号が異なっておりますが、式の意味合いからP.37が正しいものと考え本プログラムではP.37の式にて算出および出力しています。
 

Q2−2.

満水時・空の状態で荷重ケースを解析できるか?
A2−2. 内水位について常時は満水時と空の状態の2通りを検討します。
地震時は満水時のみ検討します。
 

Q2−3.

「荷重」画面→「地震時」の『その他の補正係数(初期値1.20)』とは何か?
A2−3. 『耐震性貯水槽の設計手引き及び管理マニュアル』(財団法人 日本消防設備安全センター、耐震性貯水槽等に関する技術検討委員会)のP.25に設計水平震度Khの算出式について
 Kh=ν1・ν2・ν3・ko
と記述されており、この時のν3が同書P.27に「その他の補正係数」として記述されています。
ここでは「原則的に1.2とする。なお、構造物の構造様式、構造設計法、材料特性、施工方法などを詳細かつ総合的に検討して十分な信頼性が有る場合に限り1.0まで低減することができる」と記述されています。
上記内容より本プログラムは初期値を1.2としておりますが、入力を設けて変更も可能としています。
 

Q2−4.

慣性力の向きは?
A2−4. 「左→右」固定としています。「右→左」には対応していません。
 

Q2−5.

設計水平震度Khおよび設計鉛直震度Kvはどのような扱いとなっているか
A2−5. 「耐震性貯水槽の設計手引き及び管理マニュアル」P.24を参考に、
設計水平震度Kh = 0.288
設計鉛直震度Kv = ±0.144
を初期値としていますが、入力変更も可能としています。
また、別途設定された地域区分、地盤種別、基準震度から自動計算することも可能です。
 

Q2−6.

ボックスラーメンの計算において、荷重を直角二方向に配分することは可能か?
A2−6. 可能です。
「考え方」画面→「ボックスラーメンの荷重に荷重分配を考慮する」にチェックを付けることで、短スパンと長スパンの比が0.4を超える場合にボックスラーメンの計算において荷重配分を考慮して断面力を算出します。
 

Q2−7.

設計震度の「地域区分」「地盤種別」「基準震度」それぞれの分類の基準と補正係数の設定値を教えてください
A2−7. 設計震度については、「耐震性貯水槽の設計手引き及び管理マニュアル(H17.6) (財)日本消防
設備安全センター、耐震性貯水槽等に関する技術検討委員会」のP.24〜27に記載されています。
基準震度についてはP.25にko=0.2との記載があり、補正係数については以下のように記載されています。
■地域別補正係数ν1(マニュアルP.26〜27)
 地域区分A:ν1=1.0
     B:ν1=0.85
     C:ν1=0.7
 ※「道路橋示方書・同解説X耐震設計編」(平成8年12月)より

■地盤別補正係数ν2(マニュアルP.27)
 地盤種別により、以下のようになっています。
 1種:ν2=0.9
 2種:ν2=1.0
 3種:ν2=1.1
 4種:ν2=1.2

 地盤種別については、以下のように記載されております。
 ・1種
   (1) 第三紀以前の地盤(以下岩盤と称する)
   (2) 岩盤までの洪積層の厚さが10m未満
 ・2種
   (1) 岩盤までの洪積層の厚さが10m以上
   (2) 岩盤までの沖積層の厚さが10m未満
 ・3種
   沖積層の厚さが25m未満でかつ軟弱層の厚さが5m未満
 ・4種
   上記以外の地盤
 

Q2−8.

自動車荷重を考慮することは可能か?
A2−8. 可能です。「荷重」→「活荷重」画面→「呼称」にて呼称荷重=T-25またはT-20のいずれかを選択してください。
選択したT荷重の後輪のみを支間中央に載荷します。
なお、輪荷重強度や車両占有幅、衝撃係数、接地幅、荷重分布角は任意に設定可能です。
自動車荷重を考慮する場合、常時の検討において頂底版が不利となる場合を想定したCASE-1に輪荷重を載荷し、側壁が不利となる場合を想定したCASE-2では輪荷重を無視します。
 

Q2−9.

常時の静止土圧を変更することは可能ですか
A2−9. 可能です。「考え方」画面に静止土圧係数の入力を設けていますのでこちらでお考えの値を入力してください。
 

Q2−10.

内水圧ありの場合に底版反力算出において内水の重量を含めていないが理由は?
A2−10. 「耐震性貯水槽の設計手引き及び管理マニュアル」で内水の重量が含まれておらず、これと同様としています。
上記マニュアルでは含まない理由について特に記載されておりません。
また、上記マニュアルでは底版自重も無視されておりますが、これは「道路土工カルバート工指針 (H.22.3) (社)日本道路協会」P.110や「設計要領第二集カルバート編(H.18.4)NEXCO」P.7に示されておりますように底版自重を考慮してもこれによる底版反力と相殺されるため含めないという考え方によるものと考えます。
内水重量についても同様の考え方を適用しているのではないかと推測します。
 

Q2−11.

「考え方」画面→「浮力の検討」→「地下水位を地盤面とする」とは?
A2−11. 「地下水位を地盤面とする」にチェックが付いてる場合は、浮力に対する検討において「荷重」画面→「死荷重」→「外水位 WH(m)」による地下水位の設定に関わらず、地下水位が地盤面(地表面)にあることを前提として検討します。
 3.配筋

Q3−1.

配筋の入力において、外側、内側に各々2種類ずつ鉄筋径とピッチが入力できるが、これは何を意味するのか
A3−1. 段に異なる鉄筋径を交互に配筋する場合に用いる入力です。同一鉄筋径を使う場合は1種類だけ入力してください。
 

Q3−2.

「配筋」画面の「平面」の配筋入力は短スパン側壁と長スパン側壁の配筋条件を入力するのでしょうか?
A3−2. ご質問のとおりです。
「配筋」→「平面」画面の画面左に入力ガイド図を表示しており、短スパン方向、長スパン方向の入力にともないガイド図を変更しておりますが、いずれも上から見た平面図となっております。
ガイド図の内容を元に該当する鉄筋の情報をご入力ください。
 

Q3−3.

「配筋」→「平面」画面で入力する鉄筋はどの向きのものか?
A3−3. 「配筋」→「平面」画面のガイド図は、貯水槽を水平に切って上から見たものとなります。
「耐震性貯水槽の設計手引き及び管理マニュアル(H17.6) (財)日本消防設備安全センター、耐震性貯水槽等に関する技術検討委員会」P.177の図面にある「3-3」平面図の鉄筋をご入力いただくものとお考えください。
 4.断面照査

Q4−1.

応力度照査においてハンチの影響を考慮することは可能か?
A4−1. 可能です。
「考え方」画面に曲げ応力度照査、せん断応力度照査それぞれ用の「ハンチの1:3より緩やかな部分を有効とする」スイッチを設けています。
こちらがチェックされている場合に、ハンチの影響を考慮した応力度照査を行います。
 

Q4−2.

曲げに対する断面算定は単鉄筋、複鉄筋それぞれで検討可能か?
A4−2. 現プログラムでは単鉄筋のみ対応しています。
 

Q4−3.

主鉄筋の段落とし計算は可能ですか
A4−3. 申し訳ございませんが、主鉄筋の段落とし計算には対応しておりません。ご了承ください。






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