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BOXカルバートの設計 Ver.13
BOXカルバート1〜3連の断面計算、縦方向ウイングの設計・図面作成プログラム

最新版製品価格
●リリース 2014年3月13日
道路土工
 はじめに
「BOXカルバートの設計Ver.12」までは、「BOXカルバートの設計」と「レベル2地震時照査オプション」の構成でしたが、Ver.13から「Lite」、「Standard」、「Advanced」の3製品構成となります。各製品での機能は以下のとおりです。

Lite 通常設計(1〜3連ボックスカルバートの常時計算)
斜角付きボックスカルバート
Standard Lite機能  門形カルバート
限界状態設計  1〜3連ボックスカルバートの地震時検討
Advanced Standard機能  現行のレベル2地震時照査オプション機能

また、「BOXカルバートの設計Ver.13」では、地震時検討の機能を拡張し、主に以下の対応を行いました。

  1. 「土地改良施設耐震設計の手引き」対応
  2. 動水圧対応
  3. 縦断方向の地震時検討(下水道基準)
  4. 曲率でのL2照査(地震時検討、Advanced版のみ対応)
以下に、これらの拡張機能の概要を紹介いたします。
 「土地改良施設耐震設計の手引き」対応
「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」を参照した応答変位法による地震時検討をサポートしておりましたが、新たに「土地改良施設耐震設計の手引き」を参考とした応答変位法による地震時検討方法を追加します。

応答変位法により地震荷重を算出し、レベル1地震時は許容応力度法、レベル2地震時は限界状態設計法による耐力照査により検討します。地震荷重としては、水平変位振幅荷重、躯体慣性力、周面せん断力を考慮します。また、地震時のバネ値については、内部計算した値を変更可能としており、別途算出した値を入力して計算することも可能です。設計応答速度や躯体慣性力の算出に用いる設計水平震度は、「土地改良施設 耐震設計の手引き」に記載の方法で自動セットします。自動セットした値の変更や別途算出した値を直接入力することもできます。

 動水圧対応
地震時の検討において、カルバート内に水位がある場合の動水圧には対応しておりませんでしたが、「水道施設耐震工法指針・解説 1997(社)日本水道協会」に記載されている地震時動水圧に対応します。なお、対象となるのは検討対象が「地震時検討」の場合となります。

(1) 自由水面なし(満水)の場合
  p =Kh・γw・B/2
p :1壁面単位面積当たりの動水圧 (kN/m2)
Kh :設計水平震度 (内水位高/2の位置の震度を用います)
γw :水の単位重量 (kN/m3)
B :内空幅 (m)

(2)自由水面ありの場合
 
p(z):深さz(m)における動水圧 (kN/m2)
z :水面からの深度 (m)
β :Bによる補正係数
B :内空幅 (m)
H :水深(内水位高) (m)
γw:水の単位重量 (kN/m3)
Kh:設計水平震度 (水面から深度z(m)位置の震度を用います)

設定されている内水位高により、(1)または(2)により地震時動水圧を算出します。

 縦断方向の地震時検討(下水道基準)
縦断方向の地震時検討は、「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」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。(水平面内:断面を左に90°回転したモデル)

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。
 曲率でのL2照査
検討対象が「地震時検討」時のレベル2地震時照査は、限界状態設計法により行っていましたが、部材の非線形性を考慮したレベル2地震時照査を行う場合には、「地震時検討(NEXCO)」と同じように曲率による照査を追加し、どちらで照査を行うか選択可能とします。なお、せん断照査については従来通り限界状態設計法で行います。
 おわりに
以上、拡張機能の概略を紹介させていただきました。今後も皆様からのご要望を取り入れて、改良・改善を加えていきますので、どうぞご期待ください。
(Up&Coming '14 春の号掲載)
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