斜め切ばり等に対応した土留め工の弾塑性解析プログラム

土留め工の性能設計計算(弾塑性解析II+) Ver.2

初版リリース:2013.03.29/最新Ver.リリース:2014.01.23

¥212,000

プログラム概要

土留め工の設計・3DCAD」における解析法II(「Engineer's Studio®」の計算部を用いた弾塑性解析)を拡張させた弾塑性解析専用のプログラム。
Engineer's Studio®」の計算部を用いて壁体変位や断面力、支保工反力を計算します。また、「土留め工の設計・3DCAD」では検討することができない「斜め切ばり」「切ばり+アンカー併用工での両壁一体解析(アンカー段数が左右で異なる場合にも対応)」「支保工撤去順序の自由化」「両壁一体解析で左右の掘削深さが異なる場合の検討」「各検討ケースにおける任意荷重の設定」などに対応しています。なお、各検討ケースの側圧については、「土留め工の設計・3DCAD」よりエクスポートされたデータを読み込むことができます。

▲メイン画面

▲掘削時ケース

▲解析結果図

プログラムの機能と特長

解析方法

各施工段階の構造解析には「Engineer's Studio®」の解析部を使用し、壁体変位や断面力、支保工反力を計算します。
Engineer's Studio®」の解析部を利用することにより、以下のような解析が行えます。


  1. 「非対称バイリニアばね」を適用することにより、変位の方向に応じて主働バネと受働バネに対応することが可能となる。
  2. 「荷重分割載荷」と「非対称バイリニアばね」によって弾性範囲を超えたときのバネ反力を上限値に抑えることが可能となる。
  3. 当該施工段階における荷重のみを載荷することにより、当該施工段階における変位の方向を評価することができる。

解析法 I、II とは

解析法 I

仮設指針P.97 に示されている「背面側から有効主働側圧が作用し、掘削面側の塑性領域では有効受働側圧が、弾性領域では土留め壁に変位に比例した弾性反力が働く」という考え方です。プレロード導入時には、通常の弾塑性法とは別に、背面地盤の弾性バネを考慮したモデルにプレロード荷重を作用させ重ね合わせる方法となり、市販のソフトでも広く採用されている方法と考えられます。


解析法 II

仮設指針P.104,5行目にある土木研究所の方法、具体的な参考資料としては、仮設指針P.356 に示される「偏土圧が作用する土留めの設計」で行っている解析方法の事です。この解析法を採用することによって、解析法 I の問題点である、プレロード荷重に対して、掘削時の構造系とプレロードに対する構造系が異なる解析結果を重ね合わせるといった理論的矛盾を解消し、同時に、偏土圧が作用する土留めの設計に際しては、「両壁土留めの一体解析」を実現しました。

機能一覧

計算方法 弾塑性解析(解析法 II ) ※計算には当社「Engineer's Studio®」のソルバーを使用
解析種別 単壁解析、両壁一体解析
支保工 切ばり、アンカー、切ばり+アンカー併用工
(単壁解析、または両壁一体解析ともに併用工が可能です。また、支保工の入力方法として「鋼材指定」「バネ値または剛性を直接入力」のいずれかで行うことができます)
計算結果 支保工反力、壁体変位、壁体断面力(曲げモーメント、せん断力)
制限事項 支保工段数:最大20段
検討ケース数:最大41ケース(掘削時:21、撤去時20)
盛替え支保工段数:最大20段
壁体断面変化数:最大10断面
形状バネの区間数:最大20区間
側圧の入力層数:最大20層
主な計算機能 斜め切ばりに対応
切ばり+アンカー併用工(両壁一体解析)の計算に対応
支保工撤去順序の自由な設定に対応
両壁一体解析の場合、左右の掘削深さが異なる場合の検討
各検討ケースにおける任意荷重の設定
併用工での両壁一体解析において、左右のアンカー本数が異なる場合の検討
側圧データのインポート機能(「土留め工の設計・3DCAD」よりエクスポートされたデータ)
各検討ケースのESデータ(*.es)エクスポート機能

本製品では各検討ケースの側圧などを直接入力する必要がありますが、『土留め工の設計・3DCAD』から「側圧・地盤バネデータ」や計算条件が等価となる「土留め工の性能設計計算データ(*.f5L)」をエクスポートできます。また、『土留め工の設計・3DCAD』(Ver.10.2.0以降)から、元の『土留め工の設計・3DCAD』データと等価な条件となる本プログラムのデータ(*.F5L)をエクスポートすることができます。


土留め工の設計・3DCAD」から「土留め工の性能設計計算」データ(*.F5L)のエクスポート

斜め切ばり

両壁一体解析の場合、切ばり支保工は剛性部材としてモデル化されますが、左右の設置位置が異なる場合に対応しています。


▲斜め切ばり

切ばり+アンカー併用工(両壁一体解析)

「切ばり+アンカー併用工」の場合でも両壁一体解析を行うことができます。この時、切ばりは剛性部材として、アンカーは支保工バネとしてモデル化されます。

なお、左右でアンカーの設置数が異なる場合には、あるアンカーを仮想バネとして設定することができますので、不要なアンカーを仮想バネとすれば、左右で支保工数が異なる場合の計算にも対応が可能です。


▲切ばり+アンカー併用工(両壁一体解析)

両壁一体解析において左右のアンカー段数が異なるケースに対応

切ばり+アンカー併用工での両壁一体解析の場合、段ごとに片側の壁のアンカーの設置状態を「設置しない」設定が可能です。
併用工での両壁一体解析において、左右のアンカー段数が異なるケースに対応することができます。


▲左右のアンカー段数が異なるケース

左右の掘削深さが異なるケースに対応

両壁一体解析の場合、左右の掘削深さが異なるケースの計算も可能です。


▲左右の掘削深さが異なるケース

支保工撤去順序の多様化

撤去順序自由

基本的にどのような順序でも撤去できるので「上から順番に撤去」や「中央→下→上」のような順序でも撤去できます。また、複数の支保工を同時に撤去することもできます。


▲支保工の撤去


特定の支保工を撤去しない

最下段、中央や上段を撤去しない設定が可能です。


盛替え支保工の撤去

例えば、図下は三段設置されている支保工を最下段から順番に撤去し、合わせて下から盛替え支保工を設置するケースですが、三次撤去時で最下段の盛替え支保工を撤去した(無効とした)例です。


▲盛替え支保工の設置と撤去

適用基準及び参考文献

  1. 道路土工 仮設構造物工指針 平成11年3月 社団法人日本道路協会
  2. トンネル標準示方書開削工法編・同解説 2006(平成18)年版 土木学会
  3. 建設省土木研究所:大規模土留め壁の設計に関する研究、土研資料第2553号、1988.3
  4. よくわかる仮説構造物の設計、山海堂

プログラム概要

様々な断面形状を持つ鉄筋コンクリート断面の応力度計算、必要鉄筋量、最小鉄筋量、抵抗モーメント、終局モーメント、初降伏モーメントの計算と、限界状態設計法による断面照査を行うプログラムです。
適用断面は、定形パターンとして9種類、任意形パターンとしてブロック(一軸曲げ)、任意二軸、小判二軸、矩形二軸の4種類に対応しています。最小鉄筋量は定形パターンおよびブロック(一軸曲げ)の断面に限り、「建設省標準設計」または「道路橋示方書」に基づき計算します。

関連情報

◆新製品情報
RC断面計算 Ver.7(平成24年道示対応版)(Up&Comming’15 盛夏号掲載)

プログラムの機能と特長

特長

断面形
パターン
応力度 必要鉄筋量 抵抗
モーメント
同N-M図 終局
モーメント
同N-M図 最小鉄筋量 降伏
モーメント
矩形*
円形*
小判横*
小判縦*
I 桁
T 桁
ダブルT
箱桁*
円孔ホロー*
ブロック*
任意二軸*
小判二軸*
矩形二軸

*:中空断面可  ◎:計算可  -:計算不可


限界状態設計法の照査は、矩形(ハンチなし・中空部なし)、円形・円環、I形、T形、箱形(1室、ハンチなし)に限定されます。また、鉄筋以外の材料及び、ねじりに対する疲労限界状態の照査は行なっていません。


  1. 全パターンで、断面諸量として、断面積、断面二次モーメント、図心位置、ねじり定数(任意形断面、ブロックを除く)、型枠面積(断面周長m2/m)(ブロックを除く)を計算します。
  2. 異なる断面パターンを取り混ぜて最大100ケースまで同時に処理できます。
  3. 断面力ケース毎に応力度の種類を指定した照査が可能です。
  4. サークルハンチを持つ断面形をサポートしています。
    箱桁、円孔ホロー桁では下床版の両端、張出床版の付け根にサークル状のハンチを設置できます。


また、矩形ではハンチの設置の仕方により下図のような断面を取り扱えます。



  1. 鋼材種類として鉄筋、PC鋼材、鋼板を混在使用可能、外ケーブルにも対応しています。
  2. 斜引張鉄筋に対し、鉄筋規格を指定することが可能です。
  3. 鉄筋材質は2種類使用できます。
  4. 鉄筋の入力段数は、100段まで入力可能です。
  5. 斜引張応力度の算出位置を選択できます。
    1. τmax発生位置:最大せん断応力度τmaxが生じる位置
    2. σI最大位置:斜引張応力度σIが最大となる位置
    3. 図心及びウェブ幅:図心及びウェブ幅が最も薄くなる位置にて算出した中で最も厳しい値
  6. 無筋コンクリートの応力度計算をサポート。二軸系の断面タイプでも計算できるので、任意形状のフーチング基礎に2方向のモーメントと鉛直力が作用したときの地盤反力度の計算などにも利用できます。
  7. 主鉄筋データの入力は、以下の2つから選択可能。
    1. Type1:従来の入力方法
    2. Type2:今回追加した入力方法で横方向の配置情報を追加
      Type2を使用すると、断面のどの位置にも鉄筋、PC鋼材などを配置でき、断面図にはその配置状況がポチ筋で表示されます。
      設計図面どうりの配置が可能なので、面内方向と面外方向のM-φ曲線を同時に精度良く計算することができます。
  8. 面内マイナス、面外(90度回転)の計算(終局、初降伏、ひびわれ)をサポートしています。
  9. 材料データの常用値を内部セットしており、修正も可能です。
  10. 断面形の登録機能、再利用のためのコピー・編集機能をもっています。
  11. 付着応力度の計算に対応。箱、ホロー桁のハンチあり形状の面外方向計算対応。

鋼材有効応力度σpe PC鋼材と鉄筋が混在するPRC断面の照査に使用します。
有効高さd せん断計算用の有効高さ入力。(0.0の場合、内部計算)
τaの準拠基準 道示III、道示IV、土工指針から選択できます。
Asminの準拠基準 道示III、道示IV、建設省標準設計、bd(有効断面積)、Ac(コンクリート断面積)から選択します。
σc~εc曲線の種類 終局、降伏モーメント計算時のσc~εc曲線を道示III、道示V(タイプ1、2)、コンクリート充填橋脚、設計要領H9(タイプ1、2)、設計要領H18(タイプ1、2)、標準示方書(2007)の10種類の中から選択から選択できます。
εcu発生位置 終局モーメント計算時に、コンクリートの剥離を考慮します。
τmax算出方法 初等はり理論(全断面有効、引張無視)かτ=S/(bjd)かを選択できます。
円、小判のτm算出式 τm=S/Acかτm=S/bdかを選択できます。
せん断耐力の準拠基準 道示IV、道示V(タイプ1、タイプ2)から選択できます。

  1. 一覧表出力及び詳細な出力スタイルの設定が可能な高品位出力をサポートしています。

RC断面計算データ活用

登録断面、FRAMEデータの利用が可能。面倒な動的解析データ作成に役立ちます。


UC-1 for SaaS RC断面 WebサーバAP設計計算

SaaS(サース)とは、Software as a Serviceの略で、ソフトウェアをネットワーク(インターネット)経由のサービスとして提供する形態を示し、クラウドコンピューティングサービスの一形態とも言われています。
従来から主流となっているソフトウェア流通形態では、ユーザはソフトウェアベンダからアプリケーションソフトをパッケージ購入ないしダウンロードし、ユーザ側のコンピュータにインストールして利用するのに対し、SaaSではプログラムはソフトウェアベンダの管理するサーバ上に設置し、ユーザはWebブラウザなどを利用してネットワーク上からこのプログラムに入出力アクセスして利用する形態となります。


>> UC-1 for SaaS 製品価格

UC-1 for SaaS アプリケーション接続概念図

特長

UC-1 for SaaS RC断面計算は新たにWebサーバアプリケーション化を行った鉄筋コンクリート断面の応力度計算、断面照査システムで、許容応力度法による断面照査、限界状態設計法による断面照査等、ベース製品と同等の機能をサポートしています。


▲従来製品と同等の断面形状、照査結果出力をサポート


対応機能 UC-1
RC断面計算
UC-1 for SaaS
RC断面
旧データ形式(.rcd)読込
登録断面ファイル読込、編集
基準値データファイル保存
断面諸量計算
許容応力度法 曲げ応力度/せん断照査/終局モーメント/終局NM図/抵抗モーメント/抵抗NM図/最少鉄筋量/必要鉄筋量/初降伏モーメント/面内マイナス(終局・NM図・初降伏)/面外(終局・NM図・初降伏)
限界状態設計法 曲げ・軸方向耐力(終局)/せん断耐力(終局)/ねじり耐力(終局)/曲げひびわれ(終局)/せん断ひびわれ(使用)/ねじりひびわれ(使用)/曲げ疲労(疲労)/せん断疲労(疲労)
計算設定一覧・断面寸法一覧入力・断面力一覧入力
基準値入力
計算書ファイル出力(テキストファイル/PPFファイル/Wordファイル)
計算書印刷プレビュー機能
サンプルデータ
ヘルプの利用
Internet利用による問い合わせサポート

▲従来製品との機能比較表

適用基準及び参考文献

  1. コンクリート標準示方書 設計編 [平成8年] [2007年] [2012年]、構造性能照査編 [2002年] 土木学会
  2. 道路橋示方書・同解説 I 共通編、III コンクリート橋編、IV下部構造編、V耐震設計編 日本道路協会
  3. 建設省 標準設計
  4. 鉄道構造物等設計標準・同解説(平成16年) 鉄道総合技術研究所
  5. 鉄道構造物等設計標準・同解説-コンクリート構造物 SI単位版 鉄道総合技術研究所
  6. 連続繊維シートを用いたコンクリート構造物の補修補強指針 コンクリートライブラリー 土木学会
  7. コンクリート部材の補修・補強に関する共同研究報告書(Ⅲ) -炭素繊維シート接着工法による道路橋コンクリート部材の補修・補強に関する設計・施工指針(案)- 平成11年12月 建設省土木研究所
  8. 日本道路公団 設計要領第二集 5章耐震補強(平成9年11月)
  9. 設計要領第二集 橋梁保全編 6章耐震設計(平成18年4月) 東・中・西日本高速道路株式会社

製品価格

本体価格

価格は税別表示です

■本体価格

製品名 価格
土留め工の性能設計計算(弾塑性解析II+) Ver.2 ¥212,000

■フローティングライセンス価格

本体価格の40%を追加いただくことで、誰でも、どこでも、どのPCでも製品の利用が可能となります。

製品名 価格
土留め工の性能設計計算(弾塑性解析II+) Ver.2 ¥84,800

>>ライセンス形態についての詳細はこちら

サブスクリプションサービス 契約価格


サブスクリプションサービス 契約価格

■サポート内容
・バージョンアップ無償提供  ・電話問合せテクニカルサポート
・問合せサポート(電子メール、FAX)  ・ダウンロードサービス  ・保守情報配信サービス  

※ライセンス管理コスト削減、製品ご利用形態ニーズ多様化への対応を充実させることを目的として、従来の保守・サポート形態からより便利な、「サブスクリプションサービス」へ順次移行いたします(2016年4月1日~)。

価格は税別表示です

対象製品 初年度 1年
サブスクリプション(土留め工の性能設計計算(弾塑性解析II+) Ver.2) 無償 ¥53,000
サブスクリプション(土留め工の性能設計計算(弾塑性解析II+) Ver.2 フローティング) ¥74,200

レンタルライセンス/レンタルフローティングライセンス価格


■レンタルライセンス:短期間での利用により、低廉な価格でのライセンス利用が可能

■レンタルフローティングライセンス:ライセンスの認証をWeb経由で受ければ、誰でも、どこでも、どのPCでも製品の利用が可能

■レンタルアクセス:既に購入済みの製品の利用ライセンス数を増やす事が可能です。事前契約により、レンタルライセンス期間(1ヵ月~3ヵ月)の単位で自動的にライセンスが付与されます。利用実績に応じて後日請求いたします。事前申込価格として、レンタルライセンス価格の15%引きとなります。ユーザ情報ページにてお申込みいただけます。

※サービス強化、利便性向上を図る目的で「レンタルライセンス/レンタルフローティングライセンス」を2007年9月3日より提供を開始しました。

※レンタルライセンス/レンタルフローティングライセンス開始後の期間変更は出来ません。期間延長の場合は再申込となります。

レンタルライセンス/レンタルフローティングライセンス

価格は税別表示です

■レンタルライセンス

対象製品 1ヶ月 2ヶ月 3ヶ月 6ヶ月
土留め工の性能設計計算 (弾塑性解析II+) Ver.2 ¥74,200 ¥95,400 ¥112,360 ¥137,800

■レンタルフローティングライセンス

対象製品 1ヶ月 2ヶ月 3ヶ月 6ヶ月
土留め工の性能設計計算 (弾塑性解析II+) Ver.2 ¥122,960 ¥159,000 ¥188,680 ¥233,200

アカデミー価格


教育関係者、研究者、学生などの教育目的のご利用に向けて、アカデミーライセンスを提供しています。

アカデミー価格

価格は税別表示です

製品名 アカデミー価格
土留め工の性能設計計算(弾塑性解析II+) Ver.2 ¥169,600

バージョンアップ開発履歴


バージョンアップ開発履歴

■バージョンアップ、リビジョンアップ(無償保守)の主な内容を一覧にしています。
旧版改訂、リバイバル版リリース時などの場合にご参考ください。

価格は税別表示です

 土留め工の性能設計計算(弾塑性解析II+) Ver.2
バージョン リリース日 主なバージョンアップ内容
2.0.0 14/01/23
  1. 両壁一体解析において、左右の掘削深さの検討に対応
  2. 各検討ケースにおいて任意荷重(分布荷重)に対応
  3. 両壁一体解析の左右のアンカー段数の設定に対応
  4. 各検討ケースごとの形状バネを変更に対応
  5. 撤去時の盛替え支保工を設置後の撤去に対応
  6. 側圧入力が壁体先端以深の場合の解析に対応

動作環境


動作環境

OS Windows 8 / 10
※32bit OSが対象です。64bit OS上では、OSが提供する32bitエミュレーション技術によって動作します。
CPU (必須)SSE2をサポートしたAthlon64以降、Pentium4以降
(推奨)インテル Core 2 Duo 2.0GHz相当のCPU以上
必要メモリ(OSも含む) 2GB以上を推奨 ※モデルの大きさ、解析ステップにより変わります。
必要ディスク容量 計算実行時には、ESデータを出力しますので、十分なハードディスクの空き容量が必要です。
出力されるデータ容量は解析モデルの大きさによって異なりますが、約500MB 程度のハードディスク空き容量があれば問題ないと思われます。
ディスプレイ(画面解像度) 1024×768以上推奨
入力データ拡張子 F5L
ファイル出力 F8出力編集ツール対応:TXT、HTM、PPF、DOC、DOCX、PDF、JTD、JTDC
他製品との連動 <保存> Engineer's Studio®(es)
<読込> 土留め工の設計・3DCAD

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画面サンプル

▲メイン画面

▲左右の掘削深さが異なるケース

▲初期入力

▲計算条件

▲撤去時ケース

▲掘削時ケース

▲[撤去条件の変更]画面

▲検討ケース一覧

▲解析結果図

▲重ね合わせ図

▲印刷プレビュー

 

1.適用範囲

製品の特長は?

土留め工の設計・3DCAD』における解析法II ES(『Engineers Studio®』の計算部を用いた弾塑性解析)をさらに拡張させた弾塑性解析専用のプログラムです。『土留め工の設計・3DCAD』では対応していない「斜め切ばり」や「切ばり+アンカー併用工での両壁一体解析」などの検討が可能です。


▲斜め切ばり(両壁一体解析)


主な機能は?

主な機能は以下の通りです。

  1. 斜め切ばりに対応
  2. 切ばり+アンカー併用工(両壁一体解析)の計算に対応
  3. 支保工撤去順序の自由な設定に対応
  4. 両壁一体解析の場合、左右の掘削深さが異なる場合の検討
  5. 各検討ケースにおける任意荷重の設定
  6. 併用工での両壁一体解析において、左右のアンカー本数が異なる場合の検討
  7. 側圧データのインポート機能(「土留め工の設計」よりエクスポートされたデータ)
  8. 各検討ケースのESデータ(*.es)エクスポート機能

解析法Ⅱとは?

解析法IIとは、次の方法を指します。

  1. 仮設指針P.104の上から5行目に記載されている土木研究所の方法
  2. 具体的な参考資料としては、仮設指針P.356に示される「偏土圧が作用する土留めの設計」で採用されている解析方法

これにより、解析法Iの問題点である、プレロード荷重に対して掘削時の構造系とプレロードに対する構造系が異なる解析結果を重ね合わせるといった理論的矛盾を解消し、同時に、偏土圧が作用する土留めの設計に際しては、「両壁土留めの一体解析」を実現しました。本製品ではこちらの解析法Ⅱを理論的背景としています。


適用基準は?

参考文献を含め、下記の通りです。


  1. 道路土工 仮設構造物工指針 平成11年3月 社団法人日本道路協会)
  2. トンネル標準示方書開削工法編・同解説 2006(平成18)年版 土木学会
  3. 建設省土木研究所:大規模土留め壁の設計に関する研究、土研資料第2553号、1988.3
  4. よくわかる仮設構造物の設計、山海堂

 >> サポートページ 土留め工の性能設計計算(弾塑性解析II) Q&A集

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