宅地擁壁の改良地盤検討例

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1 擁壁 00(303).jtd 宅造擁壁 ( 改良地盤基礎 ) 目次 () 基本方針. 本設計の説明. 設計方針 参考文献 3. 設計の目的 4. 資料 図面 5. 現場の状況 3 () 概要. 設計フロー 6. 使用プログラム 6 3. 設計条件 6 4. 使用材料 7 5. 土質定数 7 6. 設計外力 7 7. 根入れ深さ 8 8. 擁壁の水抜き穴 9 9. 伸縮目地 9 0. 鉄筋コンクリートの耐久性 9. 使用するコンクリートについて 0. 基礎地盤 ( 改良地盤 ) について 0 (3) 擁壁の安定検討. 鉄筋コンクリートの安定検討. 鉄筋コンクリートの計算書 3. 底版の厚さ 4. 鉄筋コンクリートの底面作用力 (4)RC 断面計算. 擁壁のRC 断面計算 48. かかと版付け根の断面力 48 3.L 型擁壁底版の縦断方向 49 (5) 深層混合処理の検討. 概要説明 95. 設計強度 配合設計 設計フロー 安定計算結果 97 (6) 添付資料 省略 作成 :( 株 ) ブルドジオテクノ

2 擁壁 00(303).jtd () 基本方針. 本設計の説明 設置場所福岡県福岡市西区地内 構造概要 擁壁構造 L 型 ( 鉄筋コンクリート構造 ) H=.90m 基礎構造地盤改良 : 深層混合処理工法 壁形式 ラップ配置 (L 型 ). 設計方針 参考文献建築基準法 同施行令 ( 以下 : 法 令 ) 福岡市確認申請の手引き ( 福岡市住宅都市局建築指導部 ) 平成 4 年 ( 以下 : 福岡市規準 ) 宅地防災マニュアル Ⅰ( 平成 9 年 ) ( 以下 : 宅防マニュアル ) 建築物の構造関係技術規準解説書 (007 年国土交通省 )( 以下 : 技術解説書 ) 建築基礎構造設計指針 同解説 -00( 日本建築学会 )( 以下 : 建築基礎指針 ) 鉄筋コンクリート構造計算基準 同解説 -00( 日本建築学会 )( 以下 :RC 基準 ) 改訂版建築物のための改良地盤の設計及び品質管理指針 ( 日本建築センター ) 改良地盤の設計及び品質管理における実務上のポイント ( 日本建築センター ) セメント固化材による地盤改良マニュアル ( セメント協会 ) 3. 設計の目的設定した外力による影響を推定し安全性の検討を行う 荷重状態想定する荷重設計荷重への対応 使用限界状態常時作用する荷重常時 豪雨時 損傷限界状態 回 ~ 数回遭遇する荷重中地震時 暴風時 積雪時 終局限界状態最大級の荷重大地震 * 建築基礎構造設計指針 P7 P46 参照 4. 資料 図面 図面種類 PAGE= 構造図 5

3 擁壁 00(303).jtd 5. 現場の状況 凍害への耐久性について 福岡市は凍害危険区域には当てはまらない このため 凍害への耐久性の検討は省略する 出典 : コンクリート診断技術 08 ( 日本コンクリート工学協会 P5) 塩害への対応について 現場は海岸より約.5km 離れており 塩害危険性は少ないと考えられる.(km 以内が塩害区域 ) 塩害に対する検討及び対策は行わない (RC 示方書 P4) 海岸よりの距離は.75km( 図 ).7 5k m 3

4 擁壁 00(303).jtd 地震時の液状化について 福岡県 WEB より 液状化マップ 上記図により位置を推測すると かなり低い 箇所となっている また 現場の土質は粘性土 ( ボーリング図参照 ) である 従って液状化の検討は行わない 4

5 設計条件 項目単位常時中地震時大地震時 適用基準宅地防災マニュアル ( 平成 9 年 ) 擁壁高 m.900 擁壁設置種別盛土 盛土高 盛土こう配 積載荷重 設計震度 裏込め土の種類 単位体積重量 土圧算定 土砂 鉄筋コンクリート算定式 前面土砂 土圧算定算定式 地盤種別 m 地域区分 ;(C=0.80) 3 3 水平 試行くさび法 ( 主働土圧 ) 0.0 砂質土 (φ=30 c=0kn/m) 8.0 砂質土 (φ=30 c=0kn/m) クーロン法 ( 受働土圧考慮の場合 ) 第 種地盤

6 擁壁 00(303).jtd () 概要, 設計フロー 設計条件の設定 : 材料 土質定数の決定 設計外力の算定 擁壁の安定検討 擁壁の設計 RC 断面の算定 限界状態設計法 基礎地盤 ( 改良地盤 ) の検討 改良地盤の設計計算 結果の整理 -END, 使用プログラム 擁壁の設計 フォーラムエイト 改良地盤の設計計算 フォーラムエイト 3, 設計条件 ( 要求性能 ) 法第 0 条 令第 8 条 令第 8 条令第 83 条. 各指針により算出される荷重 外力に対して 同書により規定されている安全性能を満足すること ( 安全な構造であること ). 応力の計算 3. 検討すべき各応力の組み合わせ 4. 許容応力度 ( 構造耐力 ) 以下であること 5. 次の荷重 外力を採用する 固定荷重 積載荷重 積雪荷重 風圧力 地震力 他実状に応じて外力を採用 検討内容. 部材の安全 部材応力が許容応力度以下 ( 許容応力度法により計算 ) 各限界状態に至らない ( 限界状態法により計算 ) 耐久性 使用性 安全性 耐震性. 基礎の安全 ( 宅防マニュアル ⅠP3) 常時の安全率 転倒 Fs.5 滑動 Fs.5 支持力 Fs 3.0( 地盤支持力算定の場合 ) 中地震時の安全率 転倒 Fs. 滑動 Fs. 支持力 Fs.0( 地盤支持力算定の場合 ) 大地震時の安全率 転倒 Fs.0 滑動 Fs.0 支持力 Fs.0( 地盤支持力算定の場合 ) 3. 荷重の組合せ 常時 中地震時 大地震時 その他 * * 積雪時 風荷重時 施工時など必要と思われるもの 6

7 擁壁 00(303).jtd 4, 使用材料 擁壁 ( 無筋コンクリート ) 使用コンクリート Fc8 擁壁 ( 鉄筋コンクリート ) 使用コンクリート Fc4 ( 標準級 :JASS5) 鉄筋 SD345 ヤング係数比 n(fc4) n=5 (RC 基準 P4) 材料強度 許容応力度 PAGE=-7~8 3 地盤改良 ( 深層混合工法 ) 使用固結材 配合 セメント ( 環境対策型 ) 六価クロム対応 試験施工にて配合を決めること 5, 土質定数 裏込め土 ( 現場土質 ) の土質定数 裏込め土は 現場発生土になることから 砂質土 とし別紙により推定した (PAGE= 省略 ) 基礎地盤の土質定数 粘性土 とし別紙により推定した (P= 省略 ) 地盤種別第 種 (PAGE= 省略 ) 6, 設計外力 積載荷重敷地側 5.0(kN/m) 将来の植栽などを考慮 建物重量 上部構造荷重 7.0(kN/m) 小規模建築物基礎設計指針 P54 積載荷重.3(kN/m) 施行令 85 条 床荷重 0.4(kN/m) 建築物荷重指針 P53 基礎荷重 4.80(kN/m) t00x4(kn/m3)=4.8kn/m 計 3.34=4.0(kN/m) 設計用風圧荷重 ( 宅防マニュアル P3 フェンス荷重 ) ( 手摺りに作用 h=.m) Pf(kN/m).0 3 設計用地震荷重 ( 建築基礎構造設計指針 P40) 地震規模 kh Δ Δ Δ3 kho 中地震 大地震 kh: 設計水平震度 kh=δ Δ Δ3 k o Δ: 地域別補正係数 ( 令地震係数 Z: 福岡県 =0.8) Δ: 地盤別補正係数 (Ⅱ 種地盤 =.0) Δ3: 用途別補正係数 ( 通常 =.0) kho: 標準震度 7

8 擁壁 00(303).jtd 4 設計用積雪荷重 SW(kN/mへ換算 ) P Zs SW=P Zs SW: 雪荷重 (kn/m) P: 雪の単位体積重量 (0N/m/cm) 令 86 条 Zs: 設計積雪深さ 地域定数 Zs 福岡市の垂直積雪量 ;0(cm) 福岡市建築基準法施行細則第 9 条の 5 土圧 6 水圧 主働土圧 試行くさび法 宅防マニュアルP334 受働土圧 クーロン法 宅防マニュアルP340 豪雨時地下水位水抜穴以下の部分を考慮 7 固定荷重 名称 ( 固定荷重 ) 鉄筋コンクリート * *RC 規準 P8(Fc=4) 単位体積重量 4.0(kN/m3) 8 荷重の組み合わせ ( 建築基礎構造設計指針 P46) 設計条件 荷重条件 考慮する荷重 水位考慮 使用限界 ( 長期 ) 常時 固定荷重 + 常時土圧 + 積載荷重 なし 豪雨時 固定荷重 + 常時土圧 + 積載荷重 + 水圧 あり 損傷限界 ( 短期 ) 積雪時 固定荷重 + 常時土圧 + 積載荷重 + 積雪荷重 なし 風荷重時 固定荷重 + 常時土圧 + 積載荷重 + 風荷重 なし 中地震時 * 固定荷重 + 地震土圧 + 積載荷重 なし 終局限界 ( 終局 ) 大地震時 * 固定荷重 + 地震時土圧 + 積載荷重 なし * 中地震及び大地震の荷重は () と () の大きい方を採用する ( 宅防マニュアルP334) () 擁壁の自重による慣性力 + 常時土圧 () 地震土圧による荷重 7, 根入れ深さ宅防マニュアル P36,364 土質 根入れ深さ 第一種岩 岩屑 砂利又は砂 砂利混じり砂 35cm 以上かつ擁壁高さの 5/00 以上 第二種 真砂土 関東ローム 硬質粘土その他これらに類するもの 第三種その他の土質 45cm 以上かつ擁壁高さの 0/00 以上 根入れ深さ計算書 ( 宅地防災マニュアル ) PAGE= 省略 8

9 擁壁 00(303).jtd 8, 擁壁の壁面水抜き穴 宅地防災マニュアル ( 宅地防災研究会 ) 平成 9 年 Ⅰ-P348 面積 3.0m に 箇所 φ75mm 以上 道路土工擁壁工指針 ( 日本道路協会 ) 平成 4 年 P09 面積 ~3m に 箇所 φ50~00mm 程度 以上より本擁壁の水抜き設置は 3m に 箇所 φ75mm 9, 伸縮目地伸縮目地は 0m 以内ごとに設ける ( 宅防マニュアル P344) 目地部は 充てん材としてシーリング材を施工 ( 耐久性を考慮 ) ( コンクリート標準示方書 0 年版 P375~376) 0, 鉄筋コンクリートの耐久性 耐久性の検討については 以下の項目について照査し 環境の影響を受ける竪壁の表面側について耐久性の必要性能を満足することとした ( コンクリート標準示方書 0 年制定 P44) ひび割れ幅の検討 ( 構造計算の中で 限界状態法で検討 ) ( 中性化深さ ) 省略 ( 塩化物イオン濃度 ) 省略 構造物の耐用年数 (JASS5) 鉄筋コンクリート擁壁 65 年 ( 標準級 ) 水セメント比 (W/C) 構造物 : 橋脚 W/C:55%( 最大値 ) コンクリート標準示方書 0 年制定 P63 表 3..より 鉄筋コンクリート 九州地区における土木コンクリート構造物設計 施工指針国 W/C:55% 以下土交通省平成 0 年 P4-,4-3( 鉄筋コンクリート ) * 上記の W/C であれば 中性化に対する耐久性は確保される (P4-) 3 鉄筋コンクリートのかぶり 設置場所について : 道路橋示方書 Ⅳ 下部構造 P80 図 6.. によると 福岡は地域区分 C に該当し 海岸線よりの距離 00m までは塩害の影響を受けるとされている 当該擁壁は海岸より約.3km ほど離れている このため 塩害に対する耐久性を考慮する地域に該当しない 宅防マニュアル P33 基礎 ( 場所打ち ) 6cm RC 基準 P350 基礎 ( 設計かぶり ) 7cm 道路土工擁壁工指針 P54 一般の場合 土中 水中の場合 40mm 以上 70mm 以上 9

10 擁壁 00(303).jtd 以上より本擁壁の土に接する面は 70mm 以外の面は 40mm とする, 使用するコンクリートについて コンクリートの材料及び配合 本構造物の要求性能標準供用級 P7 強度 4(N/mm) * 建築工事標準仕様書 ( 鉄筋コンクリート )JASS5 P0 コンクリートの品質 ( 九州地区における土木コンクリート構造物設計 施工指針 ) 練混ぜ時にコンクリート中に含まれる塩化物イオンの総量 水セメント比 原則 0.30(kg/m3) 以下 P4-55% 以下 P4- P4-3, 基礎地盤 ( 改良地盤 ) について 工法 : 深層混合処理工法 ( 壁形式 : ラップ配置 ) 改良地盤の改良形式 ( 参考説明図 ) 0

11 擁壁 00(303).jtd (3) 擁壁の安定検討. 鉄筋コンクリート造擁壁の安定検討 設計規準 : 宅地防災マニュアルにより擁壁の安定検討を行う 転倒に対する安全性を照査する 滑動及び支持力については 改良地盤の検討時にて照査する L 型擁壁 安定計算結果 ( 概要 ) 転倒 ( 偏心量の照査結果 ) :PAGE=3 転倒 ( 転倒安全率照査結果 ):PAGE=4 滑動 ( 安全率照査結果 ) :PAGE=4. 鉄筋コンクリート造擁壁の計算書 擁壁の安定性検討 ( プログラム 擁壁の設計 結果 ) 擁壁形式ファイル名詳細結果 PAGE L 型 00 目次 :5 計算結果 :6~47

12 擁壁 00(303).jtd 3. 底版の厚さ 底版は 基礎の安定計算の前提として剛体と仮定仮定して算定する 従って剛体と見なせる厚さを確保しなければならない ( 道路橋示方書 Ⅳ 下部構造編 P38) 道路橋示方書 Ⅳ 下部構造編 P38 の方法で 底版の剛体判定を行う ( 底版があるか大きい形状の L 型擁壁 逆 T 型擁壁等のみ実施 ) βλ.0 β= 4 3k Eh 3 λ: 底版の換算突出長 FH < FH FH: 底版の厚さ FH: 剛体と判定する厚さ * 底版は剛体と見なせるか判定 =またはを満足すること ( 擁壁安定計算書.7. 参照 ) 4. 鉄筋コンクリート造擁壁の基礎底面作用力データ 改良地盤の計算に必要な基礎底面作用力を計算書より抽出する 基礎底面作用力 : 擁壁記号 PAGE=4~4 荷重条件 鉛直力 V(kN/m) 水平力 H(kN/m) モーメントM(kN m/m) 常時 : 使用限界 ( 長期 ) 中地震時 : 損傷限界 ( 短期 ) 大地震時 : 終局限界 ( 終局 ) 常時 中地震時 大地震時 平常時と豪雨時の M 大きい方を使用している 積雪時 暴風時 中地震時 ()() の M 大きい方を使用している 大地震時 ()() の M 大きい方を使用している

13 :3 章一般事項 データ名 :00(303).f8r 章躯体形状 [ 単位 :mm] 3000 奥行方向幅 ( ブロック長 ) B = 5000(mm) 3 章安定計算 () 偏心量に対する照査 荷重状態 ( 水位 ) フーチング中心の作用力 M (kn.m) N 計算値 偏心量 eb 許容値 判定 常時 豪雨時 ( 豪雨時 ) 積雪時 暴風時 中地震 () 中地震 () 大地震 () 大地震 ()

14 () 転倒安全率に対する照査 荷重状態 ( 水位 ) つま先での作用力 抵抗 M(kN.m) 転倒 M(kN.m) 計算値 転倒安全率 安全率 判定 常時 豪雨時 ( 豪雨時 ) 積雪時 暴風時 中地震 () 中地震 () 大地震 () 大地震 () (3) 滑動に対する照査 荷重状態 ( 水位 ) フーチング中心の作用力 N H 計算値 滑動安全率 安全率 判定 常時 豪雨時 ( 豪雨時 ) 積雪時 暴風時 中地震 () 中地震 () 大地震 () 大地震 () (4) フーチング厚さの照査 荷重状態 計算値 β λ 許容値 フーチング厚さ h 剛体とする厚さ ho 判定 常時 地震時

15 目次 章設計条件 6. 一般事項 6. 形式 6.3 形状寸法 6.3. 躯体形状寸法 6.3. 背面土砂形状寸法 6.4 地盤条件 7.5 使用材料 7.6 載荷荷重 7.7 風荷重 8.8 雪荷重 8.9 その他荷重 8.0 土砂 8. 水位 9. 浮力 9.3 土圧 0.4 水圧 0.5 基礎の条件 0.5. 許容せん断抵抗算出用データ 0.5. フーチング厚さ照査用データ.6 安定計算の許容値及び部材の許容応力度.6. 安定計算の許容値.6. 部材の許容応力度 章安定計算 3. 水位を考慮しないブロックデータ 3. 水位を考慮するブロックデータ 4.3 躯体自重, 土砂重量, その他荷重, 浮力 ( 揚圧力 ) による鉛直力 水平力 4.4 地表面の載荷荷重, 雪荷重 3.5 風荷重 3.6 土圧 水圧 3.7 作用力の集計 39.8 安定計算結果 転倒に対する安定 滑動に対する安定 フーチング厚さの照査 46 5

16 :3 章設計条件. 一般事項 データ名 :00(303).f8r. 形式 L 型 -B( 直接基礎 ).3 形状寸法.3. 躯体形状寸法 [ 単位 :mm] 3000 奥行方向幅 ( ブロック長 ) B = 0000(mm).3. 背面土砂形状寸法 6

17 .4 地盤条件 地震規模 : 中規模, 大規模地域区分 : C 地盤種別 : II 種.5 使用材料 コンクリート 竪壁 ( 鉄筋コンクリート ):σck = 4 (N/mm ) 底版 ( 鉄筋コンクリート ):σck = 4 (N/mm ) 鉄筋 種類 : SD345 内部摩擦角 背面土砂 : 3 ( 度 ) 単位体積重量 (kn/m 3 ) 躯体 水 鉄筋コンクリート 浮力算出用 土 砂 湿潤重量 飽和重量 背 面 前 面 設計水平震度 中地震時 Kh = 0.6, 大地震時 Kh = 載荷荷重 荷重状態 載荷位置 載荷幅 荷重強度 (kn/m ) 始端側 終端側 有効な検討 安定 竪壁 底版 常時 豪雨時 積雪時 暴風時 中地震 () 中地震 () 大地震 () 大地震 ()

18 荷重状態 載荷位置 載荷幅 荷重強度 (kn/m ) 始端側 終端側 有効な検討 安定 竪壁 底版 風荷重 荷重状態 作用位置 有効高さ 荷重強度 (kn/m ) 安定 検討 竪壁 暴風時 雪荷重 雪だけ考慮 荷重状態 作用位置 荷重強度 (kn/m ) 有効な検討 安定 竪壁 底版 積雪時 その他荷重 鉛直方向集中荷重 荷重状態 荷重名称 載荷位置 荷重強度 (kn/m) 安定 有効な検討 竪壁 前趾 後趾 常時 フェンス 豪雨時 フェンス 積雪時 フェンス 暴風時 フェンス 中地震 () フェンス 中地震 () フェンス 大地震 () フェンス 大地震 () フェンス 土砂 背面土砂形状 擁壁天端と地表面始点のレベル差 前面土砂高さ 荷重状態 高さ 豪雨時

19 前面土砂高さ 荷重状態 積雪時 暴風時 中地震 () 中地震 () 大地震 () 大地震 () 高さ 土砂の取扱い ( 前面土砂 ) 荷重状態 鉛直力 安定計算時 水平力 つま先版設計時 常時豪雨時積雪時暴風時中地震 () 中地震 () 大地震 () 大地震 () 無視無視無視無視無視無視無視無視 無視無視無視無視無視無視無視無視. 水位 躯体底面からの高さ 荷重状態 常時 豪雨時 積雪時 暴風時 中地震 () 中地震 () 大地震 () 大地震 () 水位 水位名称背面前面 豪雨時 0.40 水位 水位名称背面前面. 浮力 揚圧力として浮力相当分を考慮する 9

20 .3 土圧 土圧の作用面の壁面摩擦角 ( 度 ) 荷重状態 安定計算時 主働土圧断面計算時 切土 受働土圧 常時 地震時 土圧を考慮しない下面からの高さ 安定計算時の土圧の仮想背面は かかと端 ( かかとから鉛直に伸ばした線 ) 安定計算時の土圧作用面が鉛直面となす角度 ( 度 ) 竪壁設計時の土圧作用面が鉛直面となす角度.89 ( 度 ) 粘着力 (kn/m ) 荷重状態 常時 地震時 すべり面用 粘着高さ用 水位以下の土圧算出時の地震時慣性力は設計水平震度を適用.4 水圧 水圧の取扱い 荷重状態 常時 地震時 背面 考慮 考慮 前面 考慮 考慮.5 基礎の条件.5. 許容せん断抵抗算出用データ 照査に用いる底版幅 基礎底面と地盤との間の付着力 CB (kn/m ) 基礎底面と地盤との間の摩擦係数 μ 全幅 00 0

21 .5. フーチング厚さ照査用データ () 地盤データ 基礎底面の変形係数 αeo (kn/m ) 常時 960 地震時 390 () 底版データ フーチングのヤング係数 0 4 (N/mm ) フーチング厚さ上限値 ( 土圧幅 - 竪壁厚 )/n 安定計算の許容値及び部材の許容応力度.6. 安定計算の許容値 荷重状態 許容偏心量 eb / B 転倒安全率滑動安全率 常時 / 豪雨時 / 積雪時 / 暴風時 / 中地震 () / 中地震 () / 大地震 () / 大地震 () / 部材の許容応力度 () 鉄筋コンクリート部材 ) 竪壁 ( 一般部材 ) (N/mm ) 荷重状態 コンクリートの圧縮応力度 σca 鉄筋の引張応力度 σsa τa せん断応力度 τa 常時 豪雨時 積雪時 暴風時 中地震 () 中地震 () 大地震 () 大地震 ()

22 ) 底版 ( 一般部材 ) (N/mm ) 荷重状態 コンクリートの圧縮応力度 σca 鉄筋の引張応力度 σsa τa せん断応力度 τa 常時 豪雨時 積雪時 暴風時 中地震 () 中地震 () 大地震 () 大地震 () ここに τ a : コンクリ - トのみでせん断力を負担する場合のせん断応力度 τ a : 斜引張鉄筋と協同して負担する場合のせん断応力度

23 章安定計算. 水位を考慮しないブロックデータ () 躯体自重 ) ブロック割り 3 ) 自重 重心 区分 計算式幅 高さ 奥行 体積 Vi(m 3 ) Xi 重心位置 Yi Vi Xi Vi Yi 備考 / Σ 重心位置 XG = Σ(Vi Xi)/ΣVi =.78/.995 = 0.86 YG = Σ(Vi Yi)/ΣVi =.90/.995 = () 背面土砂 ) ブロック割り ) 体積 重心 区分 計算式幅 高さ 奥行 体積 Vi(m 3 ) Xi 重心位置 Yi Vi Xi Vi Yi 備考 /

24 区分 計算式幅 高さ 奥行 体積 Vi(m 3 ) Xi 重心位置 Yi Vi Xi Vi Yi 備考 Σ 重心位置 XG = Σ(Vi Xi)/ΣVi = 4.03/ = YG = Σ(Vi Yi)/ΣVi = 6.455/ = 水位を考慮するブロックデータ () 背面土砂 [] 豪雨時 ( 豪雨時 ) ) ブロック割り ) 体積 重心 区分 計算式幅 高さ 奥行 体積 Vi(m 3 ) Xi 重心位置 Yi Vi Xi Vi Yi 備考 / Σ 重心位置 XG = Σ(Vi Xi)/ΣVi = 0.66/ 0.59 =.674 YG = Σ(Vi Yi)/ΣVi = 60/ 0.59 = 躯体自重, 土砂重量, その他荷重, 浮力 ( 揚圧力 ) による鉛直力 水平力 () 躯体自重による作用力 [] 常時 豪雨時 積雪時 暴風時 位置 鉛直力 W = γ V 作用位置 X 躯 体 = [] 中地震 () 位置 鉛直力 W = γ V 作用位置 X 躯 体 =

25 位置 水平力 H = W kh 作用位置 Y 躯 体 = [3] 中地震 () 位置 鉛直力 W = γ V 作用位置 X 躯 体 = [4] 大地震 () 位置 鉛直力 W = γ V 作用位置 X 躯 体 = 位置 水平力 H = W kh 作用位置 Y 躯 体 = [5] 大地震 () 位置 鉛直力 W = γ V 作用位置 X 躯 体 = () その他荷重による作用力 [] 常時 豪雨時 積雪時 暴風時 中地震 () 中地震 () 大地震 () 大地震 () 鉛直力 番号荷重名称 鉛直荷重 Vi 作用位置 Xi Vi Xi Σ フェンス XG = Σ(Vi Xi)/ΣVi = 0/.000 = 0 (3) 土砂重量, 浮力 [] 常時 積雪時 暴風時 ) 土砂重量による作用力水位位置による分割 全体積 重心位置 水位より下の体積 重心位置 位置 体積 V(m 3 ) X 重心位置 Y 体積 Vl(m 3 ) Xl 重心位置 Yl 土砂 ( 背面 )

26 水位より上の体積 重心位置 位置 体積 Vu(m 3 ) Xu 重心位置 Yu 土砂 ( 背面 ) 水位より上の体積 Vu = V-Vl 水位より上の重心位置 Xu = (V X-Vl Xl)/Vu Yu = (V Y-Vl Yl)/Vu 土砂による作用力 位置 土砂 ( 背面 ) 水位より上の重量 Wu = Vu ( 土の湿潤重量 ) = 水位より下の重量 Wl = Vl ( 土の飽和重量 ) = 位置 土砂 ( 背面 ) 重量 W Wu + Wl 作用位置 X (Wu Xu+Wl Xl)/W.650 [] 豪雨時 ( 豪雨時 ) ) 土砂重量による作用力 水位位置による分割 全体積 重心位置 水位より下の体積 重心位置 位置 体積 V(m 3 ) X 重心位置 Y 体積 Vl(m 3 ) Xl 重心位置 Yl 土砂 ( 背面 ) 水位より上の体積 重心位置 位置 体積 Vu(m 3 ) Xu 重心位置 Yu 土砂 ( 背面 ) 水位より上の体積 Vu = V-Vl 水位より上の重心位置 Xu = (V X-Vl Xl)/Vu Yu = (V Y-Vl Yl)/Vu 土砂による作用力 位置 土砂 ( 背面 ) 水位より上の重量 Wu = Vu ( 土の湿潤重量 ) = 50.6 水位より下の重量 Wl = Vl ( 土の飽和重量 ) =

27 位置 土砂 ( 背面 ) 重量 W Wu + Wl 作用位置 X (Wu Xu+Wl Xl)/W.649 ) 浮力の算出 前面水位 Hf = 背面水位 Hr = 0.40 フーチング前面での水圧強度 Pf = (kn/m ) フーチング背面での水圧強度 Pr = 4.08 (kn/m ) 浮力 U = Pf+Pr Bj Bc λ = 6.07 作用位置 ( フーチング前面から ) Pf+ Pr X = Bj = 3 (Pf+Pr).000 ここに Bj : 土圧方向フーチング幅 Bj = Bc : 直角方向フーチング幅 Bc =.000 λ : 浮力の低減係数 λ =.000 [3] 中地震 () ) 土砂重量による作用力 水位位置による分割 全体積 重心位置 水位より下の体積 重心位置 位置 体積 V(m 3 ) X 重心位置 Y 体積 Vl(m 3 ) Xl 重心位置 Yl 土砂 ( 背面 ) 水位より上の体積 重心位置 位置 体積 Vu(m 3 ) Xu 重心位置 Yu 土砂 ( 背面 ) 水位より上の体積 Vu = V-Vl 水位より上の重心位置 Xu = (V X-Vl Xl)/Vu Yu = (V Y-Vl Yl)/Vu 7

28 土砂による作用力 位置 土砂 ( 背面 ) 水位より上の重量 Wu = Vu ( 土の湿潤重量 ) = 水位より下の重量 Wl = Vl ( 土の飽和重量 ) = 位置 重量 W Wu + Wl 作用位置 X (Wu Xu+Wl Xl)/W 水平力 H W kh 作用位置 Y (Wu Yu+Wl Yl)/W 土砂 ( 背面 ) = [4] 中地震 () ) 土砂重量による作用力 水位位置による分割 全体積 重心位置 水位より下の体積 重心位置 位置 体積 V(m 3 ) X 重心位置 Y 体積 Vl(m 3 ) Xl 重心位置 Yl 土砂 ( 背面 ) 水位より上の体積 重心位置 位置 体積 Vu(m 3 ) Xu 重心位置 Yu 土砂 ( 背面 ) 水位より上の体積 Vu = V-Vl 水位より上の重心位置 Xu = (V X-Vl Xl)/Vu Yu = (V Y-Vl Yl)/Vu 土砂による作用力 位置 土砂 ( 背面 ) 水位より上の重量 Wu = Vu ( 土の湿潤重量 ) = 水位より下の重量 Wl = Vl ( 土の飽和重量 ) = 位置 土砂 ( 背面 ) 重量 W Wu + Wl 作用位置 X (Wu Xu+Wl Xl)/W.650 [5] 大地震 () ) 土砂重量による作用力 水位位置による分割 全体積 重心位置 水位より下の体積 重心位置 位置 体積 V(m 3 ) X 重心位置 Y 体積 Vl(m 3 ) Xl 重心位置 Yl 土砂 ( 背面 )

29 水位より上の体積 重心位置 位置 体積 Vu(m 3 ) Xu 重心位置 Yu 土砂 ( 背面 ) 水位より上の体積 Vu = V-Vl 水位より上の重心位置 Xu = (V X-Vl Xl)/Vu Yu = (V Y-Vl Yl)/Vu 土砂による作用力 位置 土砂 ( 背面 ) 水位より上の重量 Wu = Vu ( 土の湿潤重量 ) = 水位より下の重量 Wl = Vl ( 土の飽和重量 ) = 位置 重量 W Wu + Wl 作用位置 X (Wu Xu+Wl Xl)/W 水平力 H W kh 作用位置 Y (Wu Yu+Wl Yl)/W 土砂 ( 背面 ) = [6] 大地震 () ) 土砂重量による作用力 水位位置による分割 全体積 重心位置 水位より下の体積 重心位置 位置 体積 V(m 3 ) X 重心位置 Y 体積 Vl(m 3 ) Xl 重心位置 Yl 土砂 ( 背面 ) 水位より上の体積 重心位置 位置 体積 Vu(m 3 ) Xu 重心位置 Yu 土砂 ( 背面 ) 水位より上の体積 Vu = V-Vl 水位より上の重心位置 Xu = (V X-Vl Xl)/Vu Yu = (V Y-Vl Yl)/Vu 土砂による作用力 位置 土砂 ( 背面 ) 水位より上の重量 Wu = Vu ( 土の湿潤重量 ) = 水位より下の重量 Wl = Vl ( 土の飽和重量 ) = 9

30 位置 土砂 ( 背面 ) 重量 W Wu + Wl 作用位置 X (Wu Xu+Wl Xl)/W.650 (4) 自重集計 [] 常時 重量 Ni 水平力 Hi Xi 作用位置 Yi モーメント (kn.m) Ni Xi Hi Yi 躯 体 背面土砂 合 計 [] 豪雨時 ( 豪雨時 ) 重量 Ni 水平力 Hi Xi 作用位置 Yi モーメント (kn.m) Ni Xi Hi Yi 躯 体 背面土砂 合 計 [3] 積雪時 重量 Ni 水平力 Hi Xi 作用位置 Yi モーメント (kn.m) Ni Xi Hi Yi 躯 体 背面土砂 合 計 [4] 暴風時 重量 Ni 水平力 Hi Xi 作用位置 Yi モーメント (kn.m) Ni Xi Hi Yi 躯 体 背面土砂 合 計 [5] 中地震 () 重量 Ni 水平力 Hi Xi 作用位置 Yi モーメント (kn.m) Ni Xi Hi Yi 躯 体 背面土砂 合 計

31 [6] 中地震 () 重量 Ni 水平力 Hi Xi 作用位置 Yi モーメント (kn.m) Ni Xi Hi Yi 躯 体 背面土砂 合 計 [7] 大地震 () 重量 Ni 水平力 Hi Xi 作用位置 Yi モーメント (kn.m) Ni Xi Hi Yi 躯 体 背面土砂 合 計 [8] 大地震 () 重量 Ni 水平力 Hi Xi 作用位置 Yi モーメント (kn.m) Ni Xi Hi Yi 躯 体 背面土砂 合 計 地表面の載荷荷重, 雪荷重 鉛直力 N = (q+q) L ここに q : 載荷荷重強度 L : 載荷荷重長さ X : つま先位置から合力作用点までの距離 荷重状態 q (kn/m ) q (kn/m ) L 鉛直力 N 作用位置 X 常時 豪雨時 積雪時 暴風時

32 荷重状態 q (kn/m ) q (kn/m ) L 鉛直力 N 作用位置 X 中地震 () 中地震 () 大地震 () 大地震 () 風荷重 水平力 P = p d ここに P : 風荷重 p : 単位面積当たりの風荷重 (kn/m ) d : 有効高さ 荷重状態 p (kn/m ) d P 作用位置 Y 暴風時 土圧 水圧 [] 常時 暴風時 中地震 () 大地震() 土圧は試行くさび法により求める 仮想背面の位置 ( つま先からの距離 ) xp = m yp = m 仮想背面の高さ H = m 仮想背面が鉛直面となす角度 α = 背面土砂の単位体積重量 γs = kn/m 3 背面土砂の内部摩擦角 φ = 3 壁面摩擦角 δ = β = すべり角の変化範囲 ωi = ~ すべり角 (ω) に対する土砂重量 (W), 土圧力 (P) 水位 hw = m すべり角 ω( ) 土砂重量 W 水位以上水位以下上載荷重合計 土圧力 P

33 土圧力が最大となるのは ω = 6 のとき P = kn である 土圧力 W sin(ω-φ) P = cos(ω-φ-α-δ) sin(6-3 ) = cos( ) = kn このときの土圧力の水平成分 鉛直成分 作用位置は次のようになる 水平成分 鉛直成分 作用位置 Ph = P cos(α+δ) = cos( + ) = kn Pv = P sin(α+δ) = sin( + ) = kn Ho = H 3 = =.67 m x = xp-ho tanα = tan = m y = yp+ho = +.67 =.67 m 土圧図 [] 豪雨時 ( 豪雨時 ) 土圧は試行くさび法により求める 仮想背面の位置 ( つま先からの距離 ) xp = m yp = m 仮想背面の高さ H = m 仮想背面が鉛直面となす角度 α = 背面土砂の単位体積重量 γs = kn/m 3 背面土砂の内部摩擦角 φ = 3 壁面摩擦角 δ = β = すべり角の変化範囲 ωi = ~

34 すべり角 (ω) に対する土砂重量 (W), 土圧力 (P) 水位 hw = 0.40 m すべり角 ω( ) 土砂重量 W 水位以上水位以下上載荷重合計 土圧力 P 土圧力が最大となるのは ω = 6 のとき P = kn である 土圧力 W sin(ω-φ) P = cos(ω-φ-α-δ) 9.55 sin(6-3 ) = cos( ) = kn このときの土圧力の水平成分 鉛直成分 作用位置は次のようになる 水平成分 鉛直成分 作用位置 Ph = P cos(α+δ) = cos( + ) = kn Pv = P sin(α+δ) = sin( + ) = kn Ho = H 3 = =.67 m x = xp-ho tanα = tan = m y = yp+ho = +.67 =.67 m 土圧図 [3] 積雪時 土圧は試行くさび法により求める 34

35 仮想背面の位置 ( つま先からの距離 ) xp = m yp = m 仮想背面の高さ H = m 仮想背面が鉛直面となす角度 α = 背面土砂の単位体積重量 γs = kn/m 3 背面土砂の内部摩擦角 φ = 3 壁面摩擦角 δ = β = すべり角の変化範囲 ωi = ~ すべり角 (ω) に対する土砂重量 (W), 土圧力 (P) 水位 hw = m すべり角 ω( ) 土砂重量 W 水位以上水位以下上載荷重合計 土圧力 P 土圧力が最大となるのは ω = 6 のとき P = kn である 土圧力 W sin(ω-φ) P = cos(ω-φ-α-δ) 9.75 sin(6-3 ) = cos( ) = kn このときの土圧力の水平成分 鉛直成分 作用位置は次のようになる 水平成分 鉛直成分 作用位置 Ph = P cos(α+δ) = cos( + ) = kn Pv = P sin(α+δ) = sin( + ) = kn Ho = H 3 = =.67 m x = xp-ho tanα = tan = m y = yp+ho = +.67 =.67 m 35

36 土圧図 [4] 中地震 () 土圧は地震時慣性力を考慮した試行くさび法により求める 仮想背面の位置 ( つま先からの距離 ) 仮想背面の高さ xp = m yp = m H = m 仮想背面が鉛直面となす角度 α = 背面土砂の単位体積重量 γs = kn/m 3 背面土砂の内部摩擦角 φ = 3 地表面が水平面となす角度 β = 地震時合成角 θ = tan - kh = tan = 壁面摩擦角 sinφ sin(θ+δ-β) δ = tan - -sinφ cos(θ+δ-β) sin3 sin( ) = tan - -sin3 cos( ) =.538 sin(β+θ) - Δ = sin sinφ sin( ) - = sin sin3 = 8.40 すべり角の変化範囲 ωi = ~ すべり角 (ω) に対する土砂重量 (W), 土圧力 (P) 水位 hw = m すべり角 ω( ) 土砂重量 W 水位以上水位以下上載荷重合計 土圧力 P

37 土圧力が最大となるのは である 土圧力 ω = のとき P = kn P = W/cosθ sin(ω-φ+θ) cos(ω-φ-α-δ) = /cos9.090 sin( ) cos( ) = kn このときの土圧力の水平成分 鉛直成分 作用位置は次のようになる 水平成分 鉛直成分 作用位置 Ph = P cos(α+δ) = cos( ) = kn Pv = P sin(α+δ) = sin( ) = kn Ho = H 3 = =.67 m x = xp-ho tanα = tan = m y = yp+ho = +.67 =.67 m 土圧図 [5] 大地震 () 土圧は地震時慣性力を考慮した試行くさび法により求める 仮想背面の位置 ( つま先からの距離 ) xp = m yp = m 仮想背面の高さ H = m 仮想背面が鉛直面となす角度 α = 背面土砂の単位体積重量 γs = kn/m 3 背面土砂の内部摩擦角 φ = 3 地表面が水平面となす角度 β = 地震時合成角 θ = tan - kh = tan =.30 37

38 壁面摩擦角 sinφ sin(θ+δ-β) δ = tan - -sinφ cos(θ+δ-β) sin3 sin( ) = tan - -sin3 cos( ) = sin(β+θ) - Δ = sin sinφ sin( +.30 ) - = sin sin3 = すべり角の変化範囲 ωi = ~ すべり角 (ω) に対する土砂重量 (W), 土圧力 (P) 水位 hw = m すべり角 ω( ) 土砂重量 W 水位以上水位以下上載荷重合計 土圧力 P 土圧力が最大となるのは である 土圧力 ω = のとき P = kn P = W/cosθ sin(ω-φ+θ) cos(ω-φ-α-δ) = /cos.30 sin( ) cos( ) = kn このときの土圧力の水平成分 鉛直成分 作用位置は次のようになる 水平成分 鉛直成分 作用位置 Ph = P cos(α+δ) = cos( ) = 66.9 kn Pv = P sin(α+δ) = sin( ) = kn Ho = H 3 = =.67 m x = xp-ho tanα = tan = m y = yp+ho = +.67 =.67 m 38

39 土圧図 水圧力 [] 豪雨時 ( 豪雨時 ) 背面水圧 水圧を算出する高さ hr 0.40 水圧力 水圧の作用位置 pr = (/) γw hr Yr = hr/ 作用力の集計 () フーチング前面での作用力の集計 [] 常時 項目 鉛直力 Ni 水平力 Hi Xi アーム長 Yi 回転モーメント (kn.m) Mxi= Ni Xi Myi= Hi Yi 自 重 載荷 雪 土 圧 その他荷重 合 計 [] 豪雨時 ( 豪雨時 ) 項目 鉛直力 Ni 水平力 Hi Xi アーム長 Yi 回転モーメント (kn.m) Mxi= Ni Xi Myi= Hi Yi 自 重 浮 力 載荷 雪 背面水圧 土 圧 その他荷重 合 計

40 [3] 積雪時 項目 鉛直力 Ni 水平力 Hi Xi アーム長 Yi 回転モーメント (kn.m) Mxi= Ni Xi Myi= Hi Yi 自 重 載荷 雪 土 圧 その他荷重 合 計 [4] 暴風時 項目 鉛直力 Ni 水平力 Hi Xi アーム長 Yi 回転モーメント (kn.m) Mxi= Ni Xi Myi= Hi Yi 自 重 載荷 雪 土 圧 風荷重 その他荷重 合 計 [5] 中地震 () 項目 鉛直力 Ni 水平力 Hi Xi アーム長 Yi 回転モーメント (kn.m) Mxi= Ni Xi Myi= Hi Yi 自 重 載荷 雪 土 圧 その他荷重 合 計 [6] 中地震 () 項目 鉛直力 Ni 水平力 Hi Xi アーム長 Yi 回転モーメント (kn.m) Mxi= Ni Xi Myi= Hi Yi 自 重 載荷 雪 土 圧 その他荷重 合 計

41 [7] 大地震 () 項目 鉛直力 Ni 水平力 Hi Xi アーム長 Yi 回転モーメント (kn.m) Mxi= Ni Xi Myi= Hi Yi 自 重 載荷 雪 土 圧 その他荷重 合 計 [8] 大地震 () 項目 鉛直力 Ni 水平力 Hi Xi アーム長 Yi 回転モーメント (kn.m) Mxi= Ni Xi Myi= Hi Yi 自 重 載荷 雪 土 圧 その他荷重 合 計 荷重状態 ( 水位 ) No Ho Mo (kn.m) 常時 豪雨時 ( 豪雨時 ) 積雪時 暴風時 中地震 () 中地震 () 大地震 () 大地震 () () フーチング中心での作用力の集計 鉛直力 :N c = N o 水平力 :H c = H o 回転モーメント :M c = N o B j/.0-m o (kn.m) ここに フーチング土圧方向幅 :B j = 単位幅当り 荷重状態 ( 水位 ) Nc Hc Mc (kn.m) 常時 豪雨時 ( 豪雨時 )

42 単位幅当り 荷重状態 ( 水位 ) Nc Hc Mc (kn.m) 積雪時 暴風時 中地震 () 中地震 () 大地震 () 大地震 () 全幅 (m) 当り 荷重状態 ( 水位 ) Nc Hc Mc (kn.m) 常時 豪雨時 ( 豪雨時 ) 積雪時 暴風時 中地震 () 中地震 () 大地震 () 大地震 ()

43 .8 安定計算結果.8. 転倒に対する安定 () 合力作用点及び偏心量の算出 ここに d = ΣMr-ΣMt ΣV d : 底版つま先から合力の作用点までの距離 ΣMr: 底版つま先回りの抵抗モーメント (kn.m) ΣMt: 底版つま先回りの転倒モーメント (kn.m) ΣV : 底版下面における全鉛直荷重 e = B -d ここに e : 合力の作用点の底版中央からの偏心距離 B : 底版幅, B = e a= B/n ここに e a: 許容偏心距離 n : 安全率 荷重状態 ( 水位 ) ΣMr (kn.m) ΣMt (kn.m) ΣV d e ea 常時 豪雨時 ( 豪雨時 ) 積雪時 暴風時 中地震 () 中地震 () 大地震 () 大地震 ()

44 () 安全率の算出 ここに F = Mr Mo = ΣV x0-σh y0 P AH y A-P AV x A Mr : 抵抗モーメント Mo : 転倒モーメント ΣV: 土圧の鉛直成分を除いた鉛直力の合計 x 0 : 土圧の鉛直成分を除いた鉛直力の合計の作用位置 ΣH: 土圧の水平成分を除いた水平力の合計 y 0 : 土圧の水平成分を除いた水平力の合計の作用位置 P AH : 土圧の水平成分 y A : 土圧の水平成分の作用位置 P AV : 土圧の鉛直成分 x A : 土圧の鉛直成分の作用位置 荷重状態 ( 水位 ) ΣV x0 (kn.m) ΣH y0 (kn.m) PAH ya (kn.m) PAV xa (kn.m) 常時 豪雨時 ( 豪雨時 ) 積雪時 暴風時 中地震 () 中地震 () 大地震 () 大地震 () 荷重状態 ( 水位 ) Mr (kn.m) Mo (kn.m) F = Mr/Mo 安全率 許容値 常時 豪雨時 ( 豪雨時 ) 積雪時 暴風時 中地震 () 中地震 () 大地震 () 大地震 ()

45 .8. 滑動に対する安定 F s= ここに RV μ+cb B R H R V: 底版下面における全鉛直荷重 R H: 底版下面における全水平荷重 μ: 底版と支持地盤の間の摩擦係数, μ=00 C B : 底版と支持地盤の間の付着力 (kn/m ), C B = B : 底版幅, B = 荷重状態 ( 水位 ) 鉛直荷重 RV 水平荷重 RH 安全率必要安全率 Fs Fsa 常時 豪雨時 ( 豪雨時 ) 積雪時 暴風時 中地震 () 中地震 () 大地震 () 大地震 ()

46 .8.3 フーチング厚さの照査 ()β λ による判定 β λ.0 ここに β = 4 3 k V E h 3 (m- ) k V : 鉛直方向地盤反力係数 (kn/m 3 ) kv = kvo ( 0.3) Bv -3/4 b b B k VO: 直径 30cm の剛体円板による平板載荷試験の値に相当する鉛直方 向地盤反力係数 (kn/m 3 ) k VO = 0.3 αeo Bv : 基礎に換算載荷幅 Bv = Av = L B = αeo : 設計の対象とする位置の変形係数 (kn/m ) Av : 鉛直方向の換算載荷幅 (m ) B : フ-チングの幅,B = 3.0 L : フ-チングの奥行き,L = E : フ-チングのヤング係数 (kn/m ),E = h : フ-チングの厚さ,h = 0.35 λ : フ-チングの換算突出長,λ =.500 λ = b(b は上図の長い方 ) ただし b B/ ならば b = B/ 荷重状態 変形係数 αeo(kn/m ) 鉛直方向地盤反力係数 kvo(kn/m ) kv (kn/m ) β (m - ) β λ 常時 地震時 () フーチング厚さの上限値 ( 土圧方向幅 - 竪壁の厚さ )/n による判定 FH < FH ここに FH : フ-チングの厚さ,FH = FH : 剛体であると判定する厚さ,FH =.650/5.000 = 30 46

47 (3) 照査結果 ()β λ による判定 () フーチング厚さの上限値による判定 総合判定 フーチングは剛体と見なせる フーチングは剛体と見なせない () または () を満足しているのでフーチングは剛体として設計してよい 47

48 擁壁 00(303).jtd (4)RC 断面計算. 擁壁の RC 断面計算 鉄筋コンクリート構造計算基準 同解説 ( 限界状態法 ) により RC 断面計算を行う 擁壁記号 RC 断面計算応力計算目次 PAGE=50 竪壁 底版 00 応力 :5~60 応力 :6~76 かかと版 ( つま先版 ) 付け ( 集計 P59~6)) ( 集計 P74~76) 根の断面力 ( 次項参照 ) 断面 :77~8 断面 :8~86 常時 平常時と豪雨時の大きい方を使用している 鉄筋コンクリート構造計算基準 同解説 -00 等により定数を算定する コンクリート 鉄筋 PAGE=87 PAGE=88. かかと版 ( つま先版 ) 付け根の断面力 作用する荷重は以下図の通り 道路土工擁壁工指針 (94) かかと版付け根の設計断面力 M3 が竪壁基部の断面力 M より大きい場合に かかと版付け根の断面力として M 及び M3 を使用する ( 道路土工擁壁工指針 P85 部材設計に用いるかかと版付け根の曲げモーメントには竪壁付け根の曲げモーメントを用いる )( 下図参照 ) 48

49 擁壁 00(303).jtd 3.L 型擁壁底版の縦断方向 * 基礎は深層改良地盤であるが 縦断工法には間隔があって支点で支える 従って底版は縦断方向には連続梁形状になるため 底版の縦断方向荷重に対する RC 断面計算を行う 荷重計算 RC 断面計算 PAGE= 鉛直土圧 =89 PAGE=90~94 49

50 目次 章竪壁の設計 5. 竪壁基部の設計 5.. 水位を考慮しないブロックデータ 5.. 躯体自重, その他荷重 5..3 風荷重 5..4 土圧 水圧 断面力の集計 59 章かかと版の設計 6. 照査位置 [] の設計 6.. 水位を考慮しないブロックデータ 6.. 水位を考慮するブロックデータ 6..3 躯体自重, 土砂重量, その他荷重, 浮力 ( 揚圧力 ) による鉛直力 地表面の載荷荷重, 雪荷重 土圧 地盤反力 7..7 断面力の集計 74 50

51 章竪壁の設計. 竪壁基部の設計.. 水位を考慮しないブロックデータ () ブロック割り () 体積 重心 区分 計算式幅 高さ 奥行 体積 Vi(m 3 ) 重心位置 Xi Yi Vi Xi Vi Yi 備考 / Σ 重心 XG = Σ(Vi Xi)/ΣVi = 0.43/ = 0.5 YG = Σ(Vi Yi)/ΣVi =.407/ = 躯体自重, その他荷重 () 躯体自重 [] 常時 豪雨時 積雪時 暴風時 位置 躯体 ( 鉄筋 ) W = γ V =.704 作用位置 X 0.5 [] 中地震 () 位置 躯体 ( 鉄筋 ) W = γ V =.704 作用位置 X 0.5 位置 躯体 ( 鉄筋 ) H = W kh = 作用位置 Y.487 5

52 [3] 中地震 () 位置 躯体 ( 鉄筋 ) W = γ V =.704 作用位置 X 0.5 [4] 大地震 () 位置 躯体 ( 鉄筋 ) W = γ V =.704 作用位置 X 0.5 位置 躯体 ( 鉄筋 ) H = W kh = 4.54 作用位置 Y.487 [5] 大地震 () 位置 躯体 ( 鉄筋 ) W = γ V =.704 作用位置 X 0.5 () その他荷重 [] 常時 豪雨時 積雪時 暴風時 中地震 () 中地震 () 大地震 () 大地震 () 鉛直力 番号荷重名称 鉛直荷重 Vi 作用位置 Xi Vi Xi フェンス Σ XG = Σ(Vi Xi)/ΣVi = / = XG は設計断面前面から作用点までの距離..3 風荷重 水平力 P = p d ここに P : 風荷重 p : 単位面積当たりの風荷重 (kn/m ) d : 有効高さ 荷重状態 p (kn/m ) d P 作用位置 Y 暴風時

53 ..4 土圧 水圧 [] 常時 暴風時 中地震 () 大地震() 土圧は試行くさび法により求める 仮想背面の位置 ( 断面中心からの距離 ) xp = 0.75 m yp = m 仮想背面の高さ H = 3.50 m 仮想背面が鉛直面となす角度 α =.89 背面土砂の単位体積重量 γs = kn/m 3 背面土砂の内部摩擦角 φ = 3 壁面摩擦角 δ = /3φ = すべり角の変化範囲 ωi = ~ すべり角 (ω) に対する土砂重量 (W), 土圧力 (P) 水位 hw = m すべり角 ω( ) 土砂重量 W 水位以上水位以下上載荷重合計 土圧力 P 土圧力が最大となるのは ω = のとき P = kn である 土圧力 W sin(ω-φ) P = cos(ω-φ-α-δ) sin( ) = cos( ) = kn このときの土圧力の水平成分 鉛直成分 作用位置は次のようになる 水平成分 鉛直成分 作用位置 Ph = P cos(α+δ) = cos(.89 + ) = kn Pv = P sin(α+δ) = sin(.89 + ) =.734 kn Ho = H 3 = =.050 m x = Ho tanα-xp =.050 tan = -0.4 m y = yp+ho = =.050 m 53

54 土圧図 [] 豪雨時 ( 豪雨時 ) 土圧は試行くさび法により求める 仮想背面の位置 ( 断面中心からの距離 ) xp = 0.75 m yp = m 仮想背面の高さ H = 3.50 m 仮想背面が鉛直面となす角度 α =.89 背面土砂の単位体積重量 γs = kn/m 3 背面土砂の内部摩擦角 φ = 3 壁面摩擦角 δ = /3φ = すべり角の変化範囲 ωi = ~ すべり角 (ω) に対する土砂重量 (W), 土圧力 (P) 水位 hw = 0.40 m すべり角 ω( ) 土砂重量 W 水位以上水位以下上載荷重合計 土圧力 P 土圧力が最大となるのは ω = のとき P = kn である 土圧力 W sin(ω-φ) P = cos(ω-φ-α-δ) sin( ) = cos( ) = kn このときの土圧力の水平成分 鉛直成分 作用位置は次のようになる 水平成分 Ph = P cos(α+δ) = cos(.89 + ) = 3.80 kn 54

55 鉛直成分 作用位置 Pv = P sin(α+δ) = sin(.89 + ) =.73 kn Ho = H 3 = =.050 m x = Ho tanα-xp =.050 tan = -0.4 m y = yp+ho = =.050 m 土圧図 [3] 積雪時 土圧は試行くさび法により求める 仮想背面の位置 ( 断面中心からの距離 ) xp = 0.75 m yp = m 仮想背面の高さ H = 3.50 m 仮想背面が鉛直面となす角度 α =.89 背面土砂の単位体積重量 γs = kn/m 3 背面土砂の内部摩擦角 φ = 3 壁面摩擦角 δ = /3φ = すべり角の変化範囲 ωi = ~ すべり角 (ω) に対する土砂重量 (W), 土圧力 (P) 水位 hw = m すべり角 ω( ) 土砂重量 W 水位以上水位以下上載荷重合計 土圧力 P 土圧力が最大となるのは である ω = のとき P = kn 55

56 土圧力 W sin(ω-φ) P = cos(ω-φ-α-δ) sin( ) = cos( ) = kn このときの土圧力の水平成分 鉛直成分 作用位置は次のようになる 水平成分 鉛直成分 作用位置 Ph = P cos(α+δ) = cos(.89 + ) = 3.64 kn Pv = P sin(α+δ) = sin(.89 + ) =.877 kn Ho = H 3 = =.050 m x = Ho tanα-xp =.050 tan = -0.4 m y = yp+ho = =.050 m 土圧図 [4] 中地震 () 土圧は地震時慣性力を考慮した試行くさび法により求める 仮想背面の位置 ( 断面中心からの距離 ) xp = 0.75 m yp = m 仮想背面の高さ H = 3.50 m 仮想背面が鉛直面となす角度 α =.89 背面土砂の単位体積重量 γs = kn/m 3 背面土砂の内部摩擦角 φ = 3 壁面摩擦角 δ = /φ = 地震時合成角 θ = tan - kh = tan = すべり角の変化範囲 ωi = ~

57 すべり角 (ω) に対する土砂重量 (W), 土圧力 (P) 水位 hw = m すべり角 ω( ) 土砂重量 W 水位以上水位以下上載荷重合計 土圧力 P 土圧力が最大となるのは である 土圧力 ω = のとき P = kn P = W/cosθ sin(ω-φ+θ) cos(ω-φ-α-δ) = 40/cos9.090 sin( ) cos( ) = kn このときの土圧力の水平成分 鉛直成分 作用位置は次のようになる 水平成分 鉛直成分 作用位置 Ph = P cos(α+δ) = cos( ) = kn Pv = P sin(α+δ) = sin( ) = 4.45 kn Ho = H 3 = =.050 m x = Ho tanα-xp =.050 tan = -0.4 m y = yp+ho = =.050 m 土圧図 [5] 大地震 () 土圧は地震時慣性力を考慮した試行くさび法により求める 57

58 仮想背面の位置 ( 断面中心からの距離 ) xp = 0.75 m yp = m 仮想背面の高さ H = 3.50 m 仮想背面が鉛直面となす角度 α =.89 背面土砂の単位体積重量 γs = kn/m 3 背面土砂の内部摩擦角 φ = 3 壁面摩擦角 δ = /φ = 地震時合成角 θ = tan - kh = tan =.30 すべり角の変化範囲 ωi = ~ すべり角 (ω) に対する土砂重量 (W), 土圧力 (P) 水位 hw = m すべり角 ω( ) 土砂重量 W 水位以上水位以下上載荷重合計 土圧力 P 土圧力が最大となるのは である 土圧力 ω = 4.00 のとき P = kn P = W/cosθ sin(ω-φ+θ) cos(ω-φ-α-δ) = 35.96/cos.30 sin( ) cos( ) = kn このときの土圧力の水平成分 鉛直成分 作用位置は次のようになる 水平成分 鉛直成分 作用位置 Ph = P cos(α+δ) = cos( ) = kn Pv = P sin(α+δ) = sin( ) = kn Ho = H 3 = =.050 m x = Ho tanα-xp =.050 tan = -0.4 m y = yp+ho = =.050 m 58

59 土圧図 水圧力 [] 豪雨時 ( 豪雨時 ) 水圧力 水圧の作用位置 背面水圧 pr = (/) γw hr Yr = hr/ 断面力の集計 ( 偏心モーメント及び軸力を無視するため鉛直力は集計されません ) [] 常時 項目 Ni Hi Xi Yi M =Mxi+Myi (kn.m) 自 重 土 圧 その他荷重.000 合 計 X i は設計断面中心からの距離 ( 前面側に向かって +) Y i は設計断面からの高さ [] 豪雨時 ( 豪雨時 ) 項目 Ni Hi Xi Yi M =Mxi+Myi (kn.m) 自 重 背面水圧 8 0 土 圧 その他荷重.000 合 計 X i は設計断面中心からの距離 ( 前面側に向かって +) Y i は設計断面からの高さ 59

60 [3] 積雪時 項目 Ni Hi Xi Yi M =Mxi+Myi (kn.m) 自 重 土 圧 その他荷重.000 合 計 X i は設計断面中心からの距離 ( 前面側に向かって +) Y i は設計断面からの高さ [4] 暴風時 項目 Ni Hi Xi Yi M =Mxi+Myi (kn.m) 自 重 土 圧 風荷重 その他荷重.000 合 計 X i は設計断面中心からの距離 ( 前面側に向かって +) Y i は設計断面からの高さ [5] 中地震 () 項目 Ni Hi Xi Yi M =Mxi+Myi (kn.m) 自 重 土 圧 その他荷重.000 合 計 X i は設計断面中心からの距離 ( 前面側に向かって +) Y i は設計断面からの高さ [6] 中地震 () 項目 Ni Hi Xi Yi M =Mxi+Myi (kn.m) 自 重 土 圧 その他荷重.000 合 計 X i は設計断面中心からの距離 ( 前面側に向かって +) Y i は設計断面からの高さ [7] 大地震 () 項目 Ni Hi Xi Yi M =Mxi+Myi (kn.m) 自 重 土 圧 その他荷重.000 合 計 X i は設計断面中心からの距離 ( 前面側に向かって +) Y i は設計断面からの高さ 60

61 [8] 大地震 () 項目 Ni Hi Xi Yi M =Mxi+Myi (kn.m) 自 重 土 圧 その他荷重.000 合 計 X i は設計断面中心からの距離 ( 前面側に向かって +) Y i は設計断面からの高さ 章かかと版の設計. 照査位置 [] の設計 付け根からの距離 = m.. 水位を考慮しないブロックデータ () 躯体自重 ) ブロック割り ) 自重 重心 区分 計算式幅 高さ 奥行 体積 Vi (m 3 ) 重心位置 Xi Vi Xi 備考 Σ 重心位置 XG = Σ(Vi Xi)/ΣVi =.9/ 0.98 =.35 6

62 () 背面土砂 ) ブロック割り ) 体積 重心 区分 計算式幅 高さ 奥行 体積 Vi (m 3 ) 重心位置 Xi Vi Xi 備考 Σ 重心位置 XG = Σ(Vi Xi)/ΣVi =.060/ =.35.. 水位を考慮するブロックデータ () 背面土砂 [] 豪雨時 ( 豪雨時 ) () ブロック割り () 体積 重心 区分 計算式幅 高さ 奥行 体積 Vi (m 3 ) 重心位置 Xi Vi Xi 備考 Σ 重心位置 XG = Σ(Vi Xi)/ΣVi = 0./ 0.59 =.35 6

63 ..3 躯体自重, 土砂重量, その他荷重, 浮力 ( 揚圧力 ) による鉛直力 () 躯体自重による作用力 [] 常時 豪雨時 積雪時 暴風時 中地震 () 中地震 () 大地震 () 大地震 () 位置 躯体 鉛直力 W = γ V =.60 作用位置 X.35 () 土砂重量, 浮力 [] 常時 積雪時 暴風時 中地震 () 中地震() 大地震() 大地震() ) 土砂重量による作用力水位位置による分割 全体積 重心位置 水位より下の体積 重心位置 位置 体積 V (m 3 ) 重心位置 X 体積 Vl (m 3 ) 重心位置 Xl 土砂 ( 背面 ) 水位より上の体積 重心位置 位置 土砂 ( 背面 ) 体積 Vu (m 3 ) 重心位置 Xu.35 水位より上の体積 Vu = V-Vl 水位より上の重心位置 Xu = ( V X-Vl Xl )/Vu 土砂による作用力 位置 土砂 ( 背面 ) 水位より上の重量 Wu = Vu ( 土の湿潤重量 ) = 水位より下の重量 Wl = Vl ( 土の飽和重量 ) = 位置 土砂 ( 背面 ) 重量 W Wu + Wl 作用位置 X (Wu Xu+Wl Xl)/W.35 [] 豪雨時 ( 豪雨時 ) ) 土砂重量による作用力 水位位置による分割 全体積 重心位置 水位より下の体積 重心位置 位置 体積 V (m 3 ) 重心位置 X 体積 Vl (m 3 ) 重心位置 Xl 土砂 ( 背面 )

64 水位より上の体積 重心位置 位置 土砂 ( 背面 ) 体積 Vu (m 3 ) 8.88 重心位置 Xu.35 水位より上の体積 Vu = V-Vl 水位より上の重心位置 Xu = ( V X-Vl Xl )/Vu 土砂による作用力 位置 土砂 ( 背面 ) 水位より上の重量 Wu = Vu ( 土の湿潤重量 ) = 水位より下の重量 Wl = Vl ( 土の飽和重量 ) = 3.0 位置 土砂 ( 背面 ) 重量 W Wu + Wl 作用位置 X (Wu Xu+Wl Xl)/W.35 ) 浮力の算出 前面水位 背面水位 Hf = Hr = 0.40 フーチング前面での水圧強度 Pf = (kn/m ) フーチング背面での水圧強度 Pr = 4.08 (kn/m ) 揚圧力 U = Pf+Pr Bj Bc λ = 作用位置 ( フーチング前面から ) Pf+ Pr X = Bj = (Pf+Pr) ここに Bj : 土圧方向フーチング幅 Bj =.650 Bc : 直角方向フーチング幅 Bc =.000 λ : 浮力の低減係数 λ =

65 (3) 自重集計 [] 常時 重量 Ni 作用位置 Xi モーメント Ni Xi (kn.m) 躯 体 背面土砂 合 計 [] 豪雨時 ( 豪雨時 ) 重量 Ni 作用位置 Xi モーメント Ni Xi (kn.m) 躯 体 背面土砂 合 計 [3] 積雪時 重量 Ni 作用位置 Xi モーメント Ni Xi (kn.m) 躯 体 背面土砂 合 計 [4] 暴風時 重量 Ni 作用位置 Xi モーメント Ni Xi (kn.m) 躯 体 背面土砂 合 計 [5] 中地震 () 重量 Ni 作用位置 Xi モーメント Ni Xi (kn.m) 躯 体 背面土砂 合 計

66 [6] 中地震 () 重量 Ni 作用位置 Xi モーメント Ni Xi (kn.m) 躯 体 背面土砂 合 計 [7] 大地震 () 重量 Ni 作用位置 Xi モーメント Ni Xi (kn.m) 躯 体 背面土砂 合 計 [8] 大地震 () 重量 Ni 作用位置 Xi モーメント Ni Xi (kn.m) 躯 体 背面土砂 合 計 地表面の載荷荷重, 雪荷重 鉛直力 N = (q+q) L ここに q : 地表面載荷荷重強度 L : 地表面載荷荷重長さ X : 設計断面位置から合力作用点までの距離 荷重状態 q (kn/m ) q (kn/m ) L 鉛直力 N 作用位置 X 常時 豪雨時 積雪時 暴風時

67 荷重状態 q (kn/m ) q (kn/m ) L 鉛直力 N 作用位置 X 中地震 () 中地震 () 大地震 () 大地震 () 土圧 [] 中地震 () 土圧は地震時慣性力を考慮した試行くさび法により求める 仮想背面の位置 ( つま先からの距離 ) 仮想背面の高さ xp = m yp = m H = m 仮想背面が鉛直面となす角度 α = 背面土砂の単位体積重量 γs = kn/m 3 背面土砂の内部摩擦角 φ = 3 地表面が水平面となす角度 β = 地震時合成角 θ = tan - kh = tan = 壁面摩擦角 sinφ sin(θ+δ-β) δ = tan - -sinφ cos(θ+δ-β) sin3 sin( ) = tan - -sin3 cos( ) =.538 sin(β+θ) - Δ = sin sinφ sin( ) - = sin sin3 = 8.40 すべり角の変化範囲 ωi = ~ すべり角 (ω) に対する土砂重量 (W), 土圧力 (P) 水位 hw = m すべり角 ω( ) 土砂重量 W 水位以上水位以下上載荷重合計 土圧力 P 土圧力が最大となるのは である ω = のとき P = kn 67

68 土圧力 P = W/cosθ sin(ω-φ+θ) cos(ω-φ-α-δ) = /cos9.090 sin( ) cos( ) = kn このときの土圧力の水平成分 鉛直成分 作用位置は次のようになる 水平成分 鉛直成分 作用位置 Ph = P cos(α+δ) = cos( ) = kn Pv = P sin(α+δ) = sin( ) = kn Ho = H 3 = =.67 m y = yp+ho = +.67 =.67 m 土圧の鉛直成分は これと等価の三角形分布荷重とする pv= Pv L = = 9.9 kn/m ここに pv: 等価の三角形分布荷重 Pv: 土圧の鉛直成分 L : かかと版の長さ 付け根から設計断面位置までの距離 L = m 設計断面位置より後方の分布荷重作用幅 L =.650 m 設計断面位置の分布荷重強度 pd = pv 鉛直力 L L = = kn/m N = (pd+pv) L = (+9.9).650 = kn 作用位置 x = pd+ pv pd+pv L 3 = =.767 m 68

69 土圧図 [] 大地震 () 土圧は地震時慣性力を考慮した試行くさび法により求める 仮想背面の位置 ( つま先からの距離 ) 仮想背面の高さ xp = m yp = m H = m 仮想背面が鉛直面となす角度 α = 背面土砂の単位体積重量 γs = kn/m 3 背面土砂の内部摩擦角 φ = 3 地表面が水平面となす角度 β = 地震時合成角 θ = tan - kh = tan =.30 壁面摩擦角 sinφ sin(θ+δ-β) δ = tan - -sinφ cos(θ+δ-β) sin3 sin( ) = tan - -sin3 cos( ) = sin(β+θ) - Δ = sin sinφ sin( +.30 ) - = sin sin3 = すべり角の変化範囲 ωi = ~ すべり角 (ω) に対する土砂重量 (W), 土圧力 (P) 水位 hw = m すべり角 ω( ) 土砂重量 W 水位以上水位以下上載荷重合計 土圧力 P 土圧力が最大となるのは である ω = のとき P = kn 69

70 土圧力 P = W/cosθ sin(ω-φ+θ) cos(ω-φ-α-δ) = /cos.30 sin( ) cos( ) = kn このときの土圧力の水平成分 鉛直成分 作用位置は次のようになる 水平成分 鉛直成分 作用位置 Ph = P cos(α+δ) = cos( ) = 66.9 kn Pv = P sin(α+δ) = sin( ) = kn Ho = H 3 = =.67 m y = yp+ho = +.67 =.67 m 土圧の鉛直成分は これと等価の三角形分布荷重とする pv= Pv L = = kn/m ここに pv: 等価の三角形分布荷重 Pv: 土圧の鉛直成分 L : かかと版の長さ 付け根から設計断面位置までの距離 L = m 設計断面位置より後方の分布荷重作用幅 L =.650 m 設計断面位置の分布荷重強度 pd = pv 鉛直力 L L = = kn/m N = (pd+pv) L = (+4.037).650 = kn 作用位置 x = pd+ pv pd+pv L 3 = =.767 m 70

71 土圧図 地盤反力 鉛直力 N = (q+q) L 作用位置 X = q+q 3 (q+q) L ここに q : かかと版前面位置の地盤反力度 q : かかと版設計位置の地盤反力度 L : かかと版設計張出長 L =.650 [] 常時 地盤反力度 (kn/m ) q q 鉛直力 N 作用位置 X

72 [] 豪雨時 ( 豪雨時 ) 地盤反力度 (kn/m ) q q 鉛直力 N 作用位置 X [3] 積雪時 地盤反力度 (kn/m ) q q 鉛直力 N 作用位置 X [4] 暴風時 地盤反力度 (kn/m ) q q 鉛直力 N 作用位置 X

73 [5] 中地震 () 地盤反力度 (kn/m ) q q 鉛直力 N 作用位置 X [6] 中地震 () 地盤反力度 (kn/m ) q q 鉛直力 N 作用位置 X [7] 大地震 () 地盤反力度 (kn/m ) q q 鉛直力 N 作用位置 X

74 [8] 大地震 () 地盤反力度 (kn/m ) q q 鉛直力 N 作用位置 X 断面力の集計 [] 常時 項目 Ni Xi M =Ni Xi (kn.m) 自 重 載荷 雪 地盤反力 合 計 竪壁基部の断面力 M = kn.m かかと版付け根の断面力 M3 = kn.m M3 > M となったので 付け根の断面力として M を適用します [] 豪雨時 ( 豪雨時 ) 項目 Ni Xi M =Ni Xi (kn.m) 自 重 浮 力 載荷 雪 地盤反力 合 計 竪壁基部の断面力 M = kn.m かかと版付け根の断面力 M3 = kn.m M3 > M となったので 付け根の断面力として M を適用します [3] 積雪時 項目 Ni Xi M =Ni Xi (kn.m) 自 重 載荷 雪 地盤反力

75 [3] 積雪時 項目 Ni Xi M =Ni Xi (kn.m) 合計 竪壁基部の断面力 M = kn.m かかと版付け根の断面力 M3 = kn.m M3 > M となったので 付け根の断面力として M を適用します [4] 暴風時 項目 Ni Xi M =Ni Xi (kn.m) 自 重 載荷 雪 地盤反力 合 計 竪壁基部の断面力 M = kn.m かかと版付け根の断面力 M3 = 64.4 kn.m M3 > M となったので 付け根の断面力として M を適用します [5] 中地震 () 項目 Ni Xi M =Ni Xi (kn.m) 自 重 載荷 雪 地盤反力 合 計 竪壁基部の断面力 M = kn.m かかと版付け根の断面力 M3 = kn.m M3 > M となったので 付け根の断面力として M を適用します [6] 中地震 () 項目 Ni Xi M =Ni Xi (kn.m) 自 重 載荷 雪 土 圧 地盤反力 合 計 [7] 大地震 () 項目 Ni Xi M =Ni Xi (kn.m) 自 重 載荷 雪

76 [7] 大地震 () 項目 Ni Xi M =Ni Xi (kn.m) 地盤反力 合 計 竪壁基部の断面力 M = kn.m かかと版付け根の断面力 M3 = kn.m M3 > M となったので 付け根の断面力として M を適用します [8] 大地震 () 項目 Ni Xi M =Ni Xi (kn.m) 自 重 載荷 雪 土 圧 地盤反力 合 計

77 はり :RC 断面計算 ( 単鉄筋 RC 断面 )( 建築 RC 基準 ) 設計応力 常時中地震時大地震時 M(kN m) () 竪壁 Q wo(kn/m) 常時中地震時大地震時 長期荷重短期荷重終局荷重短期荷重短期荷重設置筋部材長 l= 暴風時 暴風時 積雪時 3.64 積雪時 wo: 梁の単位荷重 (N/mm) 下端筋 下側に300なし α:=/( 片持梁 ) 3.5 部材諸元 D(mm) b(mm) d(mm) As(mm) 使用鉄筋 本数 ピッチ () 竪壁 D6 5 x(mm) k j p n Fc 端部ヒ ッチ D: 高さ (mm) b: 幅 (mm) k= n p+ n p -n p d: 有効高さ (mm) k As j=- As: 引張鉄筋断面積 (mm) 3 p= b d n: ヤング係数比 x= nas -+ + bd Fc: 設計基準強度 (N/mm) 4 b nas せん断補強筋を考慮 ( 損傷限界 終局限界 ) せん断補強筋 D0 横方向の本数 0 本縦方向のピッチ 00 mm pw 0 pw: せん断補強筋比 (=aw/bx) aw: 組の補強筋断面積 0 (mm) 付着割裂検討時の定着 ( 終局限界 ) C: 鉄筋間のあき 09. (mm) 標準フックあり lab=α Sσtdb ld: 付着長 (mm) 58 0fb 付着割裂検討時の横筋 ( 終局限界 ) As: 配力筋 D6 99 (mm/ 本 ) 配力筋の間隔 50 (mm) 構造 NG なし 77 () 壁

78 RC 断面計算 ( 許容応力度計算 ) 鉄筋の引張り応力度計算 () 竪壁 M(N mm) σt ft 判定 常時 OK 中地震時 OK 大地震時 OK 暴風時 OK 積雪時 OK σt: 鋼材の引張応力度 (N/mm) ft: 鋼材の許容引張応力度 (N/mm) 判定 :ft σtでok M σ t= As j d コンクリートの圧縮応力度計算 () 竪壁 M(N mm) σc fc 常時 中地震時 大地震時 暴風時 積雪時 コンクリートのせん断応力度計算 () 竪壁 Q(N) τs fs 常時 中地震時 大地震時 暴風時 積雪時 鉄筋とコンクリートの付着応力度の検討 () 竪壁 Q(N) τa fa 常時 中地震時 大地震時 暴風時 積雪時 判定 OK OK OK OK OK 判定 OK OK OK OK OK 判定 OK OK OK OK OK σc: コンクリートの圧縮応力度 (N/mm) fc: コンクリートの許容圧縮応力度 (N/mm) 判定 :fc σcでok M σc= k j b d τs: コンクリートのせん断応力度 (N/mm) ( コンクリートのみで負担する場合 ) fs: コンクリートの許容せん断応力度 (N/mm) 判定 :fs τsでok Q τs= b j d τa: 鋼材とコンクリートの付着応力度 (N/mm) fa: 許容付着応力度 (N/mm) 判定 :fa τaでok Q: せん断力 (N) U: 鋼材の周長の総和 (mm) 50 本当たり d: 部材断面の有効高 (mm) 55 Q τ a= U j d 78 () 壁

79 RC 断面計算 ( 限界状態計算 ) * 使用限界状態 部材の曲げに対する照査 ( つりあい鉄筋比以下 ) () 竪壁 As(mm) 許容 M 作用 M 判定 常時 OK RC 基準 P0~ 許容 M:=As ft j d ft: 鋼材の許容引張り応力度 (N/mm) 5 鉄筋量の確認 最小鉄筋量 :p(min) p 最大鉄筋量:ptb p p(min) ptb p 判定 ptb: つりあい鉄筋比 γ: 複筋比 0 常時 OK dc:=dc/d(dc= 圧縮鉄筋の縁端距離 )=0 4*b*d M/f*j*d p(min) ptb= ft ft + n+ n- γdc - n- γ -dc 部材のせん断に対する照査 nfc nfc () 竪壁 α: せん断スパン比の割り増し係数 ( α ) α 許容 Q AS 作用 Q 判定 許容 Q AS : せん断補強なし 常時 OK 4 α= 0.78 α= ( α ) fs= M QAS=bj αfs+ft pw- QAS=bjαfs (pw=0) + ft= 95 Q d pw= 0 ( 0.6%) 3 部材の付着に対する照査 RC 基準 P99 06 Q(N) τa () 竪壁 fa 判定 Q: せん断力 (N) d: 部材断面の有効高 (mm) 常時 OK τa: 鋼材とコンクリートの付着応力度 (N/mm) Q τa faでok U: 鋼材の周長和 (mm) 50 本当たり τ a= fa: 許容付着応力度 (N/mm).30 U j d 4 部材のひび割れ強度に対する照査 () 竪壁 Ze(mm3) Mc(kN m) M(kN m) 常時 M c = 6 σ B Z e M RC 基準 P7~73 Mc: ひび割れモーメント M: 作用曲げモーメント 判定 OK σ B : コンクリートの圧縮強度 (N/mm) 4 Ze: 鉄筋を考慮した断面係数 () 竪壁 b= 000 h= 350 断面 Ze Ii= Ze= 断面 Ii Iic= Iis= Vc(N) Vc () 竪壁作用 Q 判定 Vc: せん断ひび割れ強度 φ: 耐力係数 = 常時 OK σt:0.33 σb.6 σo: 軸応力度 0 σb:con 圧縮強度 4.00 b: 幅 000 D: せい k: Vc = φ σt +σt σo b D/k 5 抵抗モーメントの計算 () 竪壁 Mrc Mrs M(kN m) 判定 常時 OK 形状チェック OK 判定 :Mrc,Mrs MでOK M: 作用曲げモーメント Mr=Cbd Mrc: 抵抗モーメント ( コンクリートの許容応力度で算定される許容曲げモーメン Mrs: 抵抗モーメント ( 鋼材の許容応力度で算定される許容曲げモーメント ) Cc= Cs=.3.78 上記 Mrc 及びMrsは RC 基準 P478 付 8で算定 l C c b wo= fc: コンクリートの許容圧縮応力度 8 < 梁断面形状 p= 6 D α wo n: ヤング係数比 5 ft: 鋼材の許容引張り応力度 5 Cc:=0.6(N/mm) α:=/( 片持梁 ) 79 () 壁

80 * 損傷限界状態 ( 短期荷重の Mmax により検討 ) 部材の曲げに対する照査 ( つりあい鉄筋比以下 ) RC 基準 P0~ () 竪壁 As(mm) 許容 M 作用 M 判定 許容 M:=As ft j d 中地震時 OK ft: 鋼材の許容引張り応力度 (N/mm) 345 鉄筋量の確認 ptb 中地震時 ptb= p 0 6 判定 OK 最大鉄筋量 :ptb p ptb: つりあい鉄筋比 dc:=dc/d(dc= 圧縮鉄筋の縁端距離 )=0 γ: 複筋比 0 ft ft + nfc nfc n+ n- γdc - n- γ -dc 部材のせん断に対する照査 RC 基準 P5 () 竪壁 α: せん断スパン比の割り増し係数 ( α ) α 許容 Q AS 作用 Q 判定 許容 Q AS : せん断補強なし 中地震時 OK 4 α= 0.78 α= ( α ) fs=.00 M QAS=bj + ft= αfs+ft pw- QAS=bj αfs (pw=0) 3 Q d pw= 0 (.%) 3 部材の付着に対する照査 RC 基準 P99 Q(N) τa () 竪壁 fa 判定 Q: せん断力 (N) d: 部材断面の有効高 (mm) 中地震時 OK τa: 鋼材とコンクリートの付着応力度 (N/mm) Q τ a= U j d τa faでok U: 鋼材の周長和 (mm) 50 本当たり fa: 許容付着応力度 (N/mm) 抵抗モーメントの計算 RC 基準 P 30,478 () 竪壁 Mrc Mrs M(kN m) 判定 中地震時 OK 判定 :Mrc,Mrs MでOK M: 作用曲げモーメント Mr=Cbd Mrc: 抵抗モーメント ( コンクリートの許容応力度で算定される許容曲げモーメン Mrs: 抵抗モーメント ( 鋼材の許容応力度で算定される許容曲げモーメント ) 上記 Mrc 及びMrsは RC 基準 P478 付 8で算定 Cc= Cs= p= fc: コンクリートの許容圧縮応力度 6 n: ヤング係数比 5 ft: 鋼材の許容引張り応力度 () 壁

81 * 終局限界状態 ( 大地震時作用する荷重に対する検討 ) 部材の曲げに対する照査 ( つりあい鉄筋比以下 ) () 竪壁 As(mm) 許容 M 作用 M 判定 大地震時 OK 鉄筋量の確認 ptb p 判定 大地震時 8 6 OK p tb= ft + nfc ft nfc n+ n- γd c - n- γ -d c RC 基準 P0~ 許容 M:=0.9 As σy d 最大鉄筋量 :ptb p ptb: つりあい鉄筋比 dc:=dc/d(dc= 圧縮鉄筋の縁端距離 )=0 γ: 複筋比 0 部材のせん断に対する照査 RC 基準 P5~53 () 竪壁 α: せん断スパン比の割り増し係数 ( α ) α 許容 Q AS 作用 Q 判定 許容 Q AS : せん断補強なし 大地震時 OK 作用 Q= 長期 Q+n ( 大地震時 Q- 長期 Q) n=.5 4 α= 0.90 QA=bj αfs+ft pw- QA=bj αfs (pw=0) α= M fs=.40 + Q d ft= 345 pw= 0 3 部材の付着に対する照査 RC 基準 P99 (.%) () 竪壁 σy: 鋼材の降伏強度 (N/mm) 345 τy K K fb 判定 db: 曲げ補強筋径 D6 6 大地震時 OK ld: 付着長 (mm) 58 τy K*fbでOK d: 部材断面の有効高 (mm) 0 K ( せん断ひび割れOKの場合 d=0) fb.5d b Fc: コンクリートの設計基準強度 4 σy db τy= 4 ld-d A st W=80 s N fb: 付着割裂基準強度 (N/mm) τy: 引張り鋼材降伏時の付着応力度 (N/mm)( 標準フックの場合 /3) 標準フックあり Fc C: 鉄筋間のあき ( かぶりx3)( 5d) f b= 普通 上端筋 40 As: 横補強筋の断面積 (mm) Fc s: 配力筋の間隔 (mm) f b= +0.9 普通 下端筋 N: 付着割裂面を横切る鉄筋本数 40 W: 横補強筋効果を表す換算長 (mm) K=0.3 C+W d b 鉄筋の設置条件 下端筋 4 抵抗モーメントの計算 RC 基準 P 30,478 () 竪壁 Mrc Mrs M(kN m) 判定 大地震時 OK 下側に300なし 判定 :Mrc,Mrs MでOK M: 作用曲げモーメント Mr=Cbd Mrc: 抵抗モーメント ( コンクリートの許容応力度で算定される許容曲げモーメン Mrs: 抵抗モーメント ( 鋼材の許容応力度で算定される許容曲げモーメント ) 上記 Mrc 及びMrsは RC 基準 P478 付 8で算定 fc: コンクリートの許容圧縮応力度 4 n: ヤング係数比 5 ft: 鋼材の許容引張り応力度 345 p: 鉄筋比 (=As/bd) 6 Cc= Cs= () 壁

82 はり :RC 断面計算 ( 単鉄筋 RC 断面 )( 建築 RC 基準 ) 設計応力 常時中地震時大地震時 M(kN m) () 底版 Q wo(kn/m) 3.78 常時中地震時大地震時 長期荷重短期荷重終局荷重短期荷重短期荷重設置筋部材長 l= 3.05 暴風時 暴風時 積雪時 積雪時 wo: 梁の単位荷重 (N/mm) 上端筋 下側に300あり α:=/( 片持梁 ).65 部材諸元 D(mm) b(mm) d(mm) As(mm) 使用鉄筋 本数 ピッチ () 底版 D6 5 x(mm) k j p n Fc 端部ヒ ッチ D: 高さ (mm) b: 幅 (mm) k= n p+ n p -n p d: 有効高さ (mm) k As j=- As: 引張鉄筋断面積 (mm) 3 p= b d n: ヤング係数比 x= nas -+ + bd Fc: 設計基準強度 (N/mm) 4 b nas せん断補強筋を考慮 ( 損傷限界 終局限界 ) せん断補強筋 D0 横方向の本数 0 本縦方向のピッチ 00 mm pw 0 pw: せん断補強筋比 (=aw/bx) aw: 組の補強筋断面積 0 (mm) 付着割裂検討時の定着 ( 終局限界 ) C: 鉄筋間のあき 09. (mm) 標準フックあり ld: 付着長 (mm) 490 実定着長 付着割裂検討時の横筋 ( 終局限界 ) As: 配力筋 D3 7 (mm/ 本 ) 配力筋の間隔 50 (mm) l ab=α Sσtdb 0f b 構造 NG なし 8 () 床版

83 RC 断面計算 ( 許容応力度計算 ) 鉄筋の引張り応力度計算 () 底版 M(N mm) σt ft 判定 常時 OK 中地震時 OK 大地震時 OK 暴風時 OK 積雪時 OK σt: 鋼材の引張応力度 (N/mm) ft: 鋼材の許容引張応力度 (N/mm) 判定 :ft σtでok M σ t= As j d コンクリートの圧縮応力度計算 () 底版 M(N mm) σc fc 常時 中地震時 大地震時 暴風時 積雪時 コンクリートのせん断応力度計算 () 底版 Q(N) τs fs 常時 中地震時 大地震時 暴風時 積雪時 鉄筋とコンクリートの付着応力度の検討 () 底版 Q(N) τa fa 常時 中地震時 大地震時 暴風時 積雪時 判定 OK OK OK OK OK 判定 OK OK OK OK OK 判定 OK OK OK OK OK σc: コンクリートの圧縮応力度 (N/mm) fc: コンクリートの許容圧縮応力度 (N/mm) 判定 :fc σcでok M σc= k j b d τs: コンクリートのせん断応力度 (N/mm) ( コンクリートのみで負担する場合 ) fs: コンクリートの許容せん断応力度 (N/mm) 判定 :fs τsでok Q τs= b j d τa: 鋼材とコンクリートの付着応力度 (N/mm) fa: 許容付着応力度 (N/mm) 判定 :fa τaでok Q: せん断力 (N) U: 鋼材の周長の総和 (mm) 50 本当たり d: 部材断面の有効高 (mm) 55 Q τ a= U j d 83 () 床版

84 RC 断面計算 ( 限界状態計算 ) * 使用限界状態 部材の曲げに対する照査 ( つりあい鉄筋比以下 ) () 底版 As(mm) 許容 M 作用 M 判定 常時 OK RC 基準 P0~ 許容 M:=As ft j d ft: 鋼材の許容引張り応力度 (N/mm) 5 鉄筋量の確認 最小鉄筋量 :p(min) p 最大鉄筋量:ptb p p(min) ptb p 判定 ptb: つりあい鉄筋比 γ: 複筋比 0 常時 OK dc:=dc/d(dc= 圧縮鉄筋の縁端距離 )=0 4*b*d M/f*j*d p(min) ptb= ft ft + n+ n- γdc - n- γ -dc 部材のせん断に対する照査 nfc nfc () 底版 α: せん断スパン比の割り増し係数 ( α ) α 許容 Q AS 作用 Q 判定 許容 Q AS : せん断補強なし 常時 OK 4 α= 0.6 α= ( α ) fs= M QAS=bj αfs+ft pw- QAS=bjαfs (pw=0) + ft= 95 Q d pw= 0 ( 0.6%) 3 部材の付着に対する照査 RC 基準 P99 06 Q(N) τa () 底版 fa 判定 Q: せん断力 (N) d: 部材断面の有効高 (mm) 常時 OK τa: 鋼材とコンクリートの付着応力度 (N/mm) Q τa faでok U: 鋼材の周長和 (mm) 50 本当たり τ a= fa: 許容付着応力度 (N/mm).540 U j d 4 部材のひび割れ強度に対する照査 () 底版 Ze(mm3) Mc(kN m) M(kN m) 常時 M c = 6 σ B Z e M RC 基準 P7~73 Mc: ひび割れモーメント M: 作用曲げモーメント 判定 OK σ B : コンクリートの圧縮強度 (N/mm) 4 Ze: 鉄筋を考慮した断面係数 () 底版 b= 000 h= 350 断面 Ze Ii= Ze= 断面 Ii Iic= Iis= Vc(N) Vc () 底版作用 Q 判定 Vc: せん断ひび割れ強度 φ: 耐力係数 = 常時 OK σt:0.33 σb.6 σo: 軸応力度 0 σb:con 圧縮強度 4.00 b: 幅 000 D: せい k: Vc = φ σt +σt σo b D/k 5 抵抗モーメントの計算 () 底版 Mrc Mrs M(kN m) 判定 常時 OK 形状チェック OK 判定 :Mrc,Mrs MでOK M: 作用曲げモーメント Mr=Cbd Mrc: 抵抗モーメント ( コンクリートの許容応力度で算定される許容曲げモーメン Mrs: 抵抗モーメント ( 鋼材の許容応力度で算定される許容曲げモーメント ) Cc= Cs=.3.78 上記 Mrc 及びMrsは RC 基準 P478 付 8で算定 l C c b wo= 3.78 fc: コンクリートの許容圧縮応力度 8 < 梁断面形状 p= 6 D α wo n: ヤング係数比 5 ft: 鋼材の許容引張り応力度 5 Cc:=0.6(N/mm) α:=/( 片持梁 ) 84 () 床版