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新製品紹介

●土留め工の設計 韓国基準/中国基準対応版 慣用設計法及び弾塑性法による土留め工解析・
図面作成プログラム

「土留め工の設計Ver.3」の全ての機能(図面作成含む)を継承した韓国基準、中国基準対応版について紹介致します。

【韓国基準対応版】

 製品名は「TEMPO Retaining Wall」です。TEMPOは、仮設シリーズ(今後、「仮設構台」などを韓国基準に対応する予定)の総称であると同時に、テンポよく設計計算が出来るという意味で考案したネーミングです。韓国では、日本の「仮設構造物工指針」のような代表的な基準書が整理されていないため、製品を開発するのに、基準書に従って仕様を作成することができず、韓国で用いられている既存プログラムの出力を参考に、韓国販売代理店であるベイシスソフト社(Basis Soft, Inc)の協力により、韓国内では重要と思われる「構造物基礎設計基準(韓国地盤工学会)-建設交通部」の考え方に適用できる状態に仕上げました。ちなみに、韓国における土留め工の設計の考え方は、日本の考え方とよく似ており、慣用設計法、並びに、弾塑性法を用いて設計を行います。


●断面計算用土圧
 韓国基準と日本基準とで異なる点は、慣用設計法における断面計算用土圧の考え方です。図-2に示す側圧分布形状を想定し、Terzaghi-Peck、Tschebotarioff、NAVFACの方法毎に、土圧種類別係数(H1〜H3、Ka、aなど)を与えて断面計算用土圧を計算します。日本では建築学会昭和63年で紹介されている少し古い考え方を採用しています。本製品では、これらの考え方に加えて、Rankine土圧でも設計計算できるように配慮しています。また、土圧種類別係数はテーブルとして入力画面として用意しており、必要に応じて変更できるようにしています。

●今後の開発計画
 本製品を開発していた3月末に、ソウル市で開催された「2006年韓国地盤工学会定期総会」にて、日本版製品である「土留め工の設計Ver.3」を紹介したところ、何種類もの基準から、該当する基準を選択する、いわゆる、「基準選択型」であることが、韓国設計者の多くの方から共感を得ました。本韓国基準対応版は、基準を選択するという仕組みではなく、代表的な設計の考え方に対応した状態であることから、日本版製品と同様に、複数の適用基準に対応し、「基準選択型」に改訂する必要があると考えています。具体的な基準類として、「道路設計要領(韓国道路公社)」、「鉄道設計基準(大韓土木学会)-建設交通部」などが挙げられます。

▲図-1 「TEMPO Retaining Wall」メイン画面 ▲図-2 断面計算用土圧分布形状 ▲図-3 結果画面(断面計算用土圧分布)

■TEMPO Retaining Wall(土留め工の設計 韓国基準) リリース日:2006年6月30日



【中国基準対応版】

 本製品は「建筑基坑規程(JGJ 120-99)」という中国建設局の基準書を参考に開発した製品です。本基準によると、日本の慣用設計法レベルの「経典法」と、日本の弾塑性法レベルに近いと考えられる「弾性支点法」という考え方があるようです。本中国基準対応版は、「経典法」にのみ対応しています。


●壁の安全等級と重要係数、割増係数
 建筑基坑規程では、土留め工が及ぼす周辺環境への影響の度合いから、表-1にような重要係数、割増係数を定め、これを安全率に考慮します。周辺環境への影響が大なる構造を一級、殆ど影響しない構造を三級としています。

▼表-1 壁の安全等級と重要係数、割増係数表
安全等級 破壊結果 重要係数γo 割増係数ξ
一級 土留め工構造物の破壊、地盤が崩壊あるいは過度の変形に
おける周辺環境および地下構造物の施工に大きく影響する
1.10 1.50
二級 土留め工構造物の破壊、地盤が崩壊あるいは過度の変形に
おける周辺環境および地下構造物の施工に一般的な影響する
1.00 1.40
三級 土留め工構造物の破壊、地盤が崩壊あるいは過度の変形に
おける周辺環境および地下構造物の施工に影響しない
0.90 1.30


●経典法
 経典法は、施工ステップに応じて、設計の考え方、並びに、重要係数、割増係数の扱いが異なります。自立状態は「片持ち梁構造」で設計する点は、日本と同じ考え方ですが、2次掘削時以降の「単支点等値梁法」「多支点等値梁法」は日本ではあまり馴染みのない設計方法です。
 多支点等値梁法について、簡単に説明させて頂きますと次の通りです。
(1)図-4に示すように、主働、受働側圧強度が等しくなる位置をM=0点として、下式にて最下段支保工反力を求める(上段支保工反力は前ステップを継承)。
(2)図-5に示すように、M=0点より下方に支点を設けて、これを固定端とする片持ち梁を想定し、回転モーメント(反時計回り)と抵抗モーメント(時計回り)が等しくなる長さを最小必要根入れ長(Dmin)とする。これに割増係数を考慮した長さ(D)を最終的に必要な根入れ長とする。

▼表-2 施工ステップ別設計方法一覧
掘削状態 設計方法 安全率
自立状態(1次掘削時) 片持ち梁構造 重要係数(γo)考慮
2次掘削時 単支点等値梁法 重要係数(γo)考慮
3次掘削時以降 多支点等値梁法 割増し係数(ξ)考慮

▲図-4 多支点等値梁法(M=0点) ▲図-5 多支点等値梁法(必要根入れ長)



●今後の開発計画
 本製品に関しても、韓国基準と同様に、「基準選択型」にしてゆかなければならないと考えています。現時点では、具体的な基準書が挙がっていませんが、中国市場をよく調査し、設計内容も含めて、今後の対応を検討した
いと思います。

■土留め工の設計 中国基準 リリース予定日:2006年8月

(Up&Coming '06 盛夏の号掲載)
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