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配水池の耐震設計計算Ver.3
 配水池・排水機場の設計セミナー
●日 時 : 2011年10月7日(金)9:30〜16:30
●参加費 : 1名様 \15,000(税込\15,750)
●本会場 : FORUM8東京本社GTタワーセミナールーム
※TV会議システムにて、5会場同時開催
水道施設耐震工法指針に準拠した
配水池の耐震設計計算を行うプログラム

最新版製品価格 ●リリース 2011年9月
水工

 はじめに
「配水池の耐震設計計算」は社団法人日本水道協会「水道施設耐震工法指針・解説1997年版」に準拠した配水池の耐震計算を行うプログラムとして、2006年8月にリリースされました。

2007年12月にはVer.2として、杭基礎反力の算出、任意荷重の入力、荷重ケースの任意組合せおよび、配筋データの区間入力に対応しました。

今回「水道施設耐震工法指針・解説 2009年版」に対応したVer.3をリリース致します。


■図1 配水池の耐震設計計算

 2009年版における配水池の設計フローおよびサポート範囲
「水道施設耐震工法指針・解説 2009年版」にしたがって図2のフローにより照査を行います。
本製品では、以下の内容についてサポートすることとなります。
  1. 耐震性能区分への対応
  2. プッシュオーバー解析への対応
  3. 2009年版記載の応答変位法への対応


■図2 2009年版における配水池の設計フロー

 耐震性能区分
水道施設の耐震性能区分は以下となります。

  1. 耐震性能1 :
      地震によって健全な機能を損なわない性能

  2. 耐震性能2 :
      地震によって生じる損傷が軽微であって、地震後に必要とする修復が軽微なものにとどまり、機能に重大な影響を及ぼさない性能

  3. 耐震性能3 :
      地震によって生じる損傷が軽微であって、地震後に修復を必要とするが、機能に重大な影響を及ぼさない性能

 耐震設計判定
耐震設計判定は、水道施設の重要度とランクが設計地震動レベルに応じて、以下のように耐震設計を行う必要があります。

  1. ランクA1の水道施設は、レベル1地震動に対しては耐震性能1を、また、レベル2地震動に対しては、耐震性能2を確保するように設計
  2. ランクA2の水道施設は、レベル1地震動に対しては耐震性能1を、また、レベル2地震動に対しては耐震性能3を確保するように設計
  3. ランクBの水道施設は、レベル1地震動に対して原則として耐震性能2を確保するように設計

 プッシュオーバー解析
震度法を適用した非線形解析としては、プッシュオーバー解析があります。これには、材料の非線形性を考慮し、地震による水平荷重を斬増載荷する荷重増分法と水平方向の変位を斬増する変位増分法がありますが、地上構造物で非線形解析を行う場合は、荷重増分法によりプッシュオーバー解析を用います(図3)。


■図3 プッシュオーバー解析

 部材の非線形性の評価
部材の非線形性は軸方向力変動の影響を考慮できるファイバーモデルを採用することで評価します。
したがって構造物特性係数を考慮する必要はありません。

 応答変位法
応答変位法は、地盤ばねで指示した骨組構造としてモデル化し、地震の影響を静的な荷重として考慮した計算手法です。

応答変位法において作用させる荷重は、周面力・地盤と構造物の相対変位に起因する荷重・躯体慣性力等があります。

周面せん断力および地盤と構造物の相対変位に起因する荷重は、地盤の応答変位振幅から算定します。また、躯体慣性力は、地盤応答加速度から算定します。

算定した荷重条件をもとに、静的骨組解析を行い、応力度照査を行います。
本製品では、2009年版に対応した応答変位法にて計算が可能です。

■図4 コンクリートヒステリシス
(Engineer's Studio®より)
  ■図5 コンクリートヒステリシス
-柱-横拘束効果あり
(Engineer's Studio®より)
  ■図6 鉄筋のヒステリシス
(Engineer's Studio®より) 

今後もみなさまからのご要望を取り入れて、改良・改善を加えていきたいと考えております。
(Up&Coming '11 秋の号掲載)
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