集水桝の構造計算(固定版編)V1-正規版.xls

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おさむはかまや
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1 集水桝の構造計算集水桝横断方向断面の計算 1. 計算条件 11. 集水桝の寸法内空幅 B = (m) 内空奥行き L =.500 (m) 内空高さ H = (m) 側壁厚 T = (m) 底版厚 Tb = (m) 1. 土質条件土の単位体積重量 γs = (kn/m 3 ) 土の内部摩擦角 φ = ( ) 13. 許容応力度設計基準強度 σck = (N/ mm ) 許容曲げ引張応力度 σta = 0.5 (N/ mm ) 許容曲げ圧縮応力度 σca = (N/ mm ) 許容せん断応力度 τa = (N/ mm ) 許容引張応力度 σsa = (N/ mm )

2 . 側壁に作用する荷重計算 1. 試行くさび法による最大土圧の計算最大土圧を生じるすべり角 ω= 41.4 ( ) 土塊面積 A= 18.9 ( m /m) 土塊重量 W= (kn/m) 載荷重 Q= 9.71 (kn/m) 最大土圧 P A = (kn/m) 水平土圧 Ph=P A cosδ= (kn/m) 鉛直土圧 Pv=P A sinδ= (kn/m) P(kN/m) 土圧の変化 ω( ) ω( 度 ) P (kn/m) ωmax( 度 ) Pmax(kN/m) 土圧係数 ( 水平土圧係数 ) 3. 荷重計算土圧が三角形分布するものと仮定して土圧係数を求める K A = Ph/(γ h ) = /( ) = 0.63 底版中央までの深度 h = H Tb/ = / = (m) 最下端の土圧強度 Pa = γs h KA = = (kn/ m ) h Ph Pa

3 3. 底版に作用する荷重計算底版に作用する荷重は躯体重量と鉛直土圧の合計を底版面積で除した地盤反力とする躯体自重 ( 側壁重量 ) の計算桝重量桝内空体積桝全体体積桝全幅桝全奥行き鉛直土圧 Wm = (VV1) γc = ( ) 3.00[4.50] [ ] 内は鉄筋コンクリート = (kn) : 無筋コンクリートの場合 = (kn) : 鉄筋コンクリートの場合 V1= B L H = = 3.65 (m 3 ) V= Bo Lo H = = (m 3 ) Bo= B T = = (m) Lo= L T = = (m) Wp = Pv Lo = = (kn) 鉛直力合計無筋コンクリートの場合 Wt = WmWp = = (kn) 地盤反力の計算鉄筋コンクリートの場合 Wt = WmWp = = (kn) 底版面積 ( 底版面積は側壁中心で囲まれた範囲とする ) A = (BT) (LT) = ( ) ( ) = 9.40 ( m ) 地盤反力 ( 無筋コンクリートの場合 ) = W t/ A = / 9.40 = (kn/ m ) 地盤反力 ( 鉄筋コンクリートの場合 ) = Wt / A = / 9.40 = (kn/ m )

4 3. 断面力の計算 31. 断面力の計算方法集水桝の側壁については三辺固定一辺自由スラブとして計算するまた底版については四辺固定スラブとして計算する固定スラブの断面力は日本建築学会の長方形スラブの応力とたわみの図表を用いて算出する等変分布荷重時三辺固定一辺自由スラブの応力図自由辺自由辺 (max) (max) (max) (max) (max) M ( ) (max) Q ( ) 0.03 (max) (max) / / 3.0 0

5 0.10 等分布荷重時四辺固定スラブの応力図 M ( ) Q ( ) (max) /

6 3. 側壁の断面力計算 (1) 側壁版の辺長比 (/) 側壁版の高さ h = H Tb/ = / = (m) 側壁版の幅 W = B T = = (m) 短辺長 = MIN(h, W) =MIN(3.350,3.300)= (m) 長辺長 = MAX(h, W) =MAX(3.350,3.300)= (m) 辺長比 / = / = T B T () 等変分布荷重による断面力 = (m) = (m) / = Pa = (kn/ m ) 等変分布荷重による断面力計算表曲げモーメント (kn m) せん断力 (kn) h = HTb/ H Tb 項目照査箇所係数 C 算式 W = BT 断面力縦方向外側 C Pa 縦方向内側 C Pa 横方向外側 C Pa 横方向内側 C Pa Qx 縦方向 C Pa Qy 横方向 C Pa 備考自由辺自由辺 (max) (max) (max) (max)

7 33. 底版の断面力計算 (1) 底版の辺長比 (/) 底版の幅 Bb = B T = = (m) 奥行き Lb = L T = =.800 (m) 短辺長 = MIN(Bb, Lb) =MIN(3.300,.800)=.800 (m) 長辺長 = MAX(Bb, Lb) =MAX(3.300,.800) (m) 辺長比 / = /.800 = 等分布荷重時四辺固定スラブの応力図 M ( ) Q ( ) (max) /

8 () 地盤反力による断面力 ( 無筋コンクリートの場合 ) =.800 (m) = (m) / = = (kn/ m ) 地盤反力による断面力 ( 無筋コンクリートの場合 ) 曲げモーメント (kn m) せん断力 (kn) 項目照査箇所係数 C 算式断面力短辺方向外側 C 短辺方向内側 C 長辺方向外側 C 長辺方向内側 C Qx 短辺方向 C Qy 長辺方向 C 備考ポアソン比による曲げモーメントの補正 ( 補正式は構造力学公式集 P336 に拠る ) 上の表で求めた断面力はポアソン比を ν=0 とした場合の値であるそこで入力した ν=0.00 に対する値を次式を用いて補正するなお ν による補正は版の中央で直交するとに対して行う (1 ν 1 ν ) (ν ν 1 ) = 1ν 1 (1 ν 1 ν ) (ν ν 1 ) = 1ν 1 ここに ν 1 : 補正前のポアソン比 = ν : 実際のポアソン比 ( 入力値 ) = 0.00,: 補正前の曲げモーメント, : 補正後の曲げモーメントのポアソン比による補正計算表補正前の曲げモーメント補正後の曲げモーメント ν 1 = ν =

9 (3) 地盤反力による断面力 ( 鉄筋コンクリートの場合 ) =.800 (m) = (m) / = = (kn/ m ) 地盤反力による断面力 ( 無筋コンクリートの場合 ) 曲げモーメント (kn m) せん断力 (kn) 項目照査箇所係数 C 算式断面力短辺方向外側 C 短辺方向内側 C 長辺方向外側 C 長辺方向内側 C Qx 短辺方向 C Qy 長辺方向 C 備考ポアソン比による曲げモーメントの補正 ( 補正式は構造力学公式集 P336 に拠る ) 上の表で求めた断面力はポアソン比を ν=0 とした場合の値であるそこで入力した ν=0.00 に対する値を次式を用いて補正するなお ν による補正は版の中央で直交するとに対して行う (1 ν 1 ν ) (ν ν 1 ) = 1ν 1 (1 ν 1 ν ) (ν ν 1 ) = 1ν 1 ここに ν 1 : 補正前のポアソン比 = ν : 実際のポアソン比 ( 入力値 ) = 0.00,: 補正前の曲げモーメント, : 補正後の曲げモーメントのポアソン比による補正計算表補正前の曲げモーメント補正後の曲げモーメント ν 1 = ν =

10 4. 応力照査 (1) 断面力一覧表側壁の断面力一覧表曲げモーメントせん断力項目記号単位照査箇所側壁の縦方向側壁の横方向 M kn m S kn 底版の断面力一覧表 ( 無筋コンクリートの場合 ) 照査箇所項目記号単位底版の短辺方向底版の長辺方向曲げモーメントせん断力 M kn m S kn 底版の断面力一覧表 ( 鉄筋コンクリートの場合 ) 照査箇所項目記号単位底版の短辺方向底版の長辺方向曲げモーメントせん断力 M kn m S kn

11 () 応力計算無筋構造の応力計算 ( 側壁 ) 断面力部材応力度項目曲げモーメントせん断力部材単位幅部材厚照査箇所記号単位側壁の縦方向側壁の横方向 M kn m S kn b mm 1,000 1,000 1,000 1,000 h mm Z mm 3 15,000,000 15,000,000 15,000,000 15,000,000 断面係数曲げ引張応力度 σt=m/z N/ mm 許容曲げ引張応力度 σta N/ mm 判定 (σta σt) 無筋構造の応力計算 ( 底版 ) 断面力部材応力度項目記号単位曲げモーメントせん断力部材単位幅部材厚照査箇所底版の短辺方向底版の長辺方向 M kn m S kn b mm 1,000 1,000 1,000 1,000 h mm Z mm 3 6,666,667 6,666,667 6,666,667 6,666,667 断面係数曲げ引張応力度 σt=m/z N/ mm 許容曲げ引張応力度 σta N/ mm 判定 (σta σt) OK 無筋長方形断面の応力度算定式断面係数 Z = b h /6 曲げ引張応力度 σc = M / Z

12 鉄筋構造の応力計算 ( 側壁 ) 応力度許容応力度判定項目記号単位曲げモーメント断面力せん断力部材単位幅部材部材厚鉄筋のかぶり有効高鉄筋径鉄筋配置鉄筋間隔鉄筋本数 ( 単位幅当り ) 鉄筋断面積ヤング係数比応力計算鉄筋比諸係数中立軸比内力間距離比曲げ圧縮応力度鉄筋の引張応力度最大せん断応力度許容曲げ圧縮応力度許容曲げ引張応力度許容せん断応力度曲げ圧縮応力度引張応力度最大せん断応力度側壁の縦方向側壁の横方向 M kn m S kn b mm 1,000 1,000 1,000 1,000 h mm d' mm d mm D D13 D13 D13 mm N 本 As mm n p k j σc N/ mm σs N/ mm τ N/ mm σca N/ mm σsa N/ mm τa N/ mm σc σca σs σsa τ τa 照査箇所 OK OK OK OK OK OK OK OK OK OK 単鉄筋長方形断面の応力度算定式鉄筋比 p = As/b d 中立軸比 k = n p (n p) n p 内力間距離比 j = 1 k/3 曲げ圧縮応力度 σc = M/(k j b d ) 鉄筋の引張応力度 σs = M/(As j d) 最大せん断応力度 τ = S/(b j d) d b As dx x=kd M σs/n σc z=jd x/3 C T

13 鉄筋構造の応力計算 ( 底版 ) 断面力部材鉄筋配置応力計算諸係数応力度許容応力度判定項目記号単位曲げモーメントせん断力部材単位幅部材厚鉄筋のかぶり有効高鉄筋径鉄筋間隔鉄筋本数 ( 単位幅当り ) 鉄筋断面積ヤング係数比鉄筋比中立軸比内力間距離比曲げ圧縮応力度鉄筋の引張応力度最大せん断応力度許容曲げ圧縮応力度許容曲げ引張応力度許容せん断応力度曲げ圧縮応力度引張応力度最大せん断応力度照査箇所底版の短辺方向底版の長辺方向 M kn m S kn b mm 1,000 1,000 1,000 1,000 h mm d' mm d mm D D13 D13 D13 mm N 本 As mm n p k j σc N/ mm σs N/ mm τ N/ mm σca N/ mm σsa N/ mm τa N/ mm σc σca OK OK OK OK σs σsa OK OK OK OK τ τa OK OK 単鉄筋長方形断面の応力度算定式鉄筋比 p = As/b d 中立軸比 k = n p (n p) n p 内力間距離比 j = 1 k/3 曲げ圧縮応力度 σc = M/(k j b d ) 鉄筋の引張応力度 σs = M/(As j d) 最大せん断応力度 τ = S/(b j d) d b As dx x=kd M σs/n σc z=jd x/3 C T

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< B795FB8C6094C28F6F97CD97E12E786477> 長方形板の計算システム Ver3.0 適用基準級数解法 ( 理論解析 ) 構造力学公式集( 土木学会発行 /S61.6) 板とシェルの理論( チモシェンコヴォアノフスキークリガー共著 / 長谷川節訳 ) 有限要素法解析参考文献マトリックス構造解析法(J.L. ミーク著, 奥村敏恵, 西野文雄, 西岡隆訳 /S50.8) 薄板構造解析( 川井忠彦, 川島矩郎, 三本木茂夫 / 培風館 S48.6)