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タイ材二段の場合に上段タイ材反力がゼロになる場合があるが正しいのか。

↓

「鋼矢板二重式仮締切設計マニュアル(平成13年5月)財団法人国土技術研究センター」(以下、「設計マニュアル」)P.193の計算例においても上段反力がゼロになっています。よって、上段反力がゼロになることは十分にあり得ると考えられます。以下に、そのメカニズムを説明いたします。
 二重締切工の設計では、図1(c)に示すように、タイ材をバネ支点とした弾塑性法により矢板モーメント、タイ材反力を算出します。



▲図1 矢板の曲げモーメント算定モデル


 この解析モデルは、タイ材バネ、並びに、地盤バネを支点とする梁モデルす。さらに、このモデルを、(1)地盤バネを矢板先端に1つの支点バネとして代表させる。(2)有効受働側圧を無視する。という簡略化を行なうと、図2(b)のような2径間張出し梁モデルに近似できます。



▲図2 矢板の曲げモーメント算定モデルの簡略モデル化


 具体的な数値については省略させて頂きますが、図3に示すように、下段タイ材から矢板先端区間の側圧が小さい場合と大きい場合について比較してみます。図中の赤線は、矢板の変形図です。小さい場合は図3(a)のように、上段タイ材、並びに、下段タイ材の反力が下から上のプラスの向きに発生します。一方、大きい場合は図3(b)のように、上段タイ材は上から下のマイナスの反力、下段は下から上のプラスの反力になっています。これは、上段タイ材は圧縮の状態(堤体側に変位)になることを意味します。通常、タイ材が圧縮バネとして機能するとは考えづらいので、支点として機能しないので、支点が無いものとして図3(c)のような解析モデルになり、支点反力はゼロと見なします。



▲図3 矢板の変位図とタイ材反力図

 以上のような理由で、側圧の状態や二段タイ材の設置位置によっては、上段タイ材反力がゼロになる場合があります。この場合、構造力学的には上段タイ材は無用となりますが、タイ材位置をずらすなどの検討が必要と考えられます。




  
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