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New Products & Service 仮設工 
土留め工の設計・3DCAD Ver.15
慣用設計法及び弾塑性法による土留め工解析・図面作成プログラム
●新規価格
●リリース
Advanced:500,000円 Standard:420,000円 Lite:264,000円
2018年3月

 製品概要
平成29年11月に、日本建築学会より『山留め設計指針』が刊行されました。「土留め工の設計・3DCAD Ver.15」では、本指針への対応を中心に、次のような機能追加、拡張を行っております。

Advanced Standard Lite
設計モデル山留め設計指針H29版に対応
 ・施工段階の影響を考慮した変位の計算に対応
 ・許容応力度の取扱いの変更に対応
 ・山留め壁・中間杭の支持力計算の変更に対応
 ・SMW壁の場合に付着・せん断破壊の照査を追加
 ・弾塑性法の受働土圧にクーロン土圧を適用可能とする -
自立時の検討で有限長の杭計算に対応
弾塑性法解析時の出力改善
(解析法 I のフレーム荷重出力に対応)に対応
-
逆解析ツールの湿潤単位体積重量γのパラメータ化に対応 - -
 山留め設計指針H29版への対応
山留め設計指針H29には、「H14の基本方針を踏襲し、山留めの計算方法等の具体策について、複雑化・多様化する工事条件に対応できるように改訂した。」と記載されています。以下では、本指針への対応内容について説明致します。

施工段階の影響を考慮した変位の計算
慣用法での変位計算に、今までの単純梁法に加え、図1のような累計変位法の考え方を追加しました。(山留め設計指針H29 P170〜172) 指針では、掘削深さ10m程度までの範囲では、実測値とよく対応していると記載されており、より精度の高い変位計算が可能となります。

基本的な考え方としては、前ステップの変位計算結果(図の青枠)と当該ステップの単純梁法にて算出された変位計算結果(図の緑枠)を合算し、更に切ばり反力・プレロード等を考慮した、切ばり圧縮量の変位(図のオレンジ枠)を足し合せて、当該ステップの変位量とします。

画像をクリックすると大きな画像が表示されます。
図1 耐単純梁モデルによる山留め変位算定法
山留め壁・中間杭の支持力計算の変更及びSMW壁の場合の付着・せん断破壊の照査
山留め壁・中間杭の支持力計算については、先端地盤が粘性土地盤の場合に、「非排水せん断強さCu」を使用する式に変更となりました。(下記式(1)) また、山留め壁がSMW壁の場合に付着・せん断破壊の許容支持力(下記式(2))を計算し、山留め壁の許容支持力と比較し、小さいほうを許容支持力として採用し、照査を行います。

山留め壁の支持力計算(先端粘性層の場合)
(式(1))
(式(2))
(付着破壊)
(付着+せん断破壊)

形鋼材(H鋼)許容応力度の取扱いの変更
許容応力度の計算を「基準強度F値」より計算を行うように変更となりました。今回は、許容圧縮応力度の算出式をご紹介いたします。
壁体が親杭の場合と、支保工設計時の腹起し・切ばり・切ばり火打ち・隅火打ちの許容応力度の取扱いが変更となります。

許容圧縮応力度
λ≦Λの場合
(5.3)
 λ>Λの場合  
(5.4)

「梁・バネモデル」時に受働土圧にクーロン土圧を適用可能とする
弾塑性法の根入れ長用受働土圧及び弾塑性法計算用受働土圧に、クーロン土圧の適用を可能としました。

 自立時有限長の杭の計算に対応
自立時の変位・断面力の計算方法として、道路橋示方書H24下部工編P632〜633の有限長の杭の計算式に対応しました。

従前までのプログラムでは、杭長は十分に長いことを前提に、常に半無限長の計算式(Y.L.Changの式)で照査を行っておりましたが、今回有限長の杭計算を追加したことにより、根入れ長が短い場合においても設計することが可能になりました。(有限長の杭計算では、1<βLe<3が適用範囲となります。)

杭の先端条件を入力頂き、各先端条件から積分定数計算し、変位・断面力を算出します。

画像をクリックすると大きな画像が表示されます。
図2 有限長の杭の計算
 逆解析湿潤単位体積重量γのパラメータ化に対応
Advanced版の機能拡張として、湿潤単位体積重量γのパラメータ振り分けに対応しました。

逆解析用パラメータとして、従来は内部摩擦角Φ、粘着力C、変形係数αEoを考慮していましたが、本バージョンより土の湿潤重量γを逆解析用パラメータに機能追加しました。本機能拡張により、より多くのパターンの逆解析を行うことが可能となり、逆解析の精度向上に寄与することができます。湿潤単位体積重量γのパラメータを設定することで、水中単位体積重量については、土留め工の設計本体で使用している「水の単位体積重量」を差し引いて自動的に計算し、解析に使用する仕組みとなっております。

画像をクリックすると大きな画像が表示されます。
図3 逆解析ツール−地盤条件画面
 内部計算値を採用値に自動的にセットする機能
採用値自動更新設定機能により、[計算値採用]ボタンを押すことなく、自動的に採用値に計算結果を反映することが可能となりました。従前までのプログラムでは、計算途中の画面にて[計算値採用]ボタンを都度押さないと、採用値が更新されませんでしたが、本機能により、設計条件を変えて再度計算を行った場合の採用値の更新漏れを防ぎ、より簡易な操作で計算結果をご確認いただけるようになります。
 おわりに
以上、主な機能改訂についてご紹介させていただきました。今後も皆様からのご要望を取り入れて、改良・改善を加えてまいります。どうぞご期待ください。
(Up&Coming '18  春の号掲載)
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