「下水道基準」に準拠したBOXカルバートの耐震設計プログラム

BOXカルバートの設計・3D配筋
(下水道耐震)Ver.13

初版リリース:2002.10.17/最新Ver.リリース:2020.10.01

BOXカルバートの設計・3D配筋
(下水道耐震) Ver.13
¥306,000
L2非線形解析オプション
¥70,000

関連製品
下水道管の耐震計算 
Engineer's Studio®
マンホールの設計・3D配筋

プログラム概要

「下水道施設」、「土地改良施設」、「水道施設」に応じた鉄筋コンクリート式1連、2連、3連ボックスカルバートの応答変位法による耐震設計計算、図面作成プログラムです。基礎形式は直接基礎、杭基礎に対応しており、杭基礎は「下水道施設耐震計算例-処理場・ポンプ場編-」(2002年版社団法人日本下水道協会)に準じた応答変位法による杭基礎設計を行います。

▲メイン画面(3連BOX)

▲フレーム解析結果

▲図面作成

▲3D配筋

関連情報

◆新製品情報
BOXカルバートの設計(下水道耐震) Ver.13(Up&Coming '20 秋の号掲載)
◆サポートトピックス
応答変位法による杭基礎での地震時検討Up&Coming '16 新年号)
◆関連セミナー
下水道耐震設計体験セミナー

Ver.13.0.0 改訂内容<2020年 10月 1日リリース>NEW

  1. 1.断面方向検討において地震の向き設定対応
  2. 2.開きょ(震度法)において限界状態設計法によるレベル2地震時検討対応
  3. 3.杭基礎時の杭種として鋼管ソイルセメント杭に対応
  4. 4.3Dアトリビュート(属性表示)対応

プログラムの機能と特長

設計計算部

  • 1連、2連、3連BOXカルバート本体および開きょの断面方向、縦方向の計算、液状化による浮上りに対する検討や、マンホールと矩形きょ本体の接続部の検討、矩形きょと矩形きょの継手部の検討、地盤の液状化の判定に対応。
    底版については底版内側が逆アーチ型をしたインバート形状も可能。
  • 断面方向検討ケース:常時、レベル1地震時、レベル2地震時で、外水位を最大10ケースまで同時に考慮することが可能。地震時は応答変位法による計算、応答変位法による杭基礎の照査が可能。

  • 縦断方向検討ケース:レベル1地震時、レベル2地震時で、水平面内、鉛直面内の照査、継手の管軸直角方向相対変位量および相対回転角の計算に対応。
  • 縦方向の計算において、継手の管軸直角方向相対変位量および相対回転角の計算が可能。
  • 基礎形式は、直接基礎(分布バネ)、杭基礎に対応。
  • 丸鋼(SR235)に対応。
  • 隅角部の剛域考慮に対応。
  • 埋戻し土の土質定数を考慮した計算に対応。
  • 活荷重:T荷重(単軸、2軸)、TT-430荷重を1連BOXカルバートに自動載荷する機能、および荷重強度、作用位置、設置幅、分布角度を任意に設定できる任意活荷重。
  • 内空荷重などを任意に設定できる任意死荷重(断面方向)に対応。
  • 内水位および動水圧の考慮が可能。
  • 地層数の上限は30層、側壁に接する地層数の上限は10層
  • 断面力の計算は、微小変形理論に基づく変位法を用いて計算。計算を行うためのデータは全てプログラム内部で自動的に生成され、変更画面で修正することも可能。また、底版反力を載荷して断面力を算出する方法もサポート。
  • 液状化の判定は、「下水道施設の耐震対策指針と解説-2006年版-(社)日本下水道協会」の内容より、「道路橋示方書
  • 同解説V.耐震設計編(平成14年3月)(社)日本道路協会」に準拠。
  • 液状化の判定を行う場合、本体設計等の他の計算を行うことは出来ません。
  • PHC杭の杭頭カットオフ区間の杭本体照査が可能。
  • PCボックスカルバートの横方向耐震設計が可能。「下水道施設耐震計算例-管路施設編後編-2001年版 (社)日本下水道協会」の「9.既製
  • PCボックスカルバート(開削用)」の内容を元に、頂底版をプレストレストコンクリート部材、側壁を鉄筋コンクリート部材としたPCボックスカルバートを対象。
  • プレキャストボックスカルバートの縦方向耐震設計が可能。「下水道施設耐震計算例-管路施設編 後編-2001年版 (社)日本下水道協会」の「9.既製
  • PCボックスカルバート(開削用)」および「10.プレキャストボックスカルバート(RC)」の内容を元にPC,RCのプレキャストボックスカルバートを対象。
  • 液状化による浮上りに対する検討は、「下水道施設耐震計算例-管路施設編後編-2001 年版(社)日本下水道協会」の「8.現場打ちボックスカルバート(開削用,直接基礎)」の内容を元に「共同溝設計指針(S.61.3)(社)日本道路協会」による方法で行います。
  • マンホールと矩形きょ本体の接続部の検討、矩形きょと矩形きょの継手部の検討は、「下水道施設の耐震対策指針と解説-2006年版-(社)日本下水道協会」の「3.3.2 継手部の検討」による方法で行います。
  • 本体設計の曲げ耐力照査において、偏心量(M/N)一定またはN一定のいずれかを指定できます。
  • 部材の非線形特性を考慮したレベル2地震時の検討が行えます(別途、「L2非線形解析オプションキー」が必要です)。

  • 図面作成に対応(1、2、3連ボックスカルバート本体の配筋図および構造一般図)

▲インバート形/開きょ

下水道施設の耐震対策指針と解説-2014年版-対応

2014年5月に公益社団法人 日本下水道協会「下水道施設の耐震対策指針と解説-2014年版-」(以下、耐震対策指針2014)が8年ぶりに改定されました。2014年度版で変更された以下の項目に対応しています。

1.矩形きょ本体の鉛直断面計算時の地盤反力係数

矩形きょ本体の鉛直断面計算において、耐震対策指針2006年版では、「下水道施設耐震計算例 管路施設編 の計算モデル等を参考にする。」という旨で記載されており、管路施設編の計算例では地盤反力係数について「道路橋示方書・同解説IV下部構造編」の方法で算出されていましたが、2014年版では動的変形係数EDを用いた式が明記されました。「地盤バネ」→「常時」、「地震時」画面の「計算」ボタン押下時は、2014年版、2006年版の基準選択に応じたバネ値を自動セットします。また杭基礎時の支点バネについても、2014年版選択時は従来の静的変形係数α・EoをEDに置き換えて算出します。また、下水道施設での頂版バネ設置が可能です。

▲矩形きょのフレームモデルと地盤反力係数
2.液状化の判定

液状化の判定において、耐震対策指針2006では「道路橋示方書・同解説 V耐震設計編」(平成14年版)により行うとし、判定に用いる地震動はレベル2地震動のタイプIIとする旨が記載されていました。また、土質定数の低減係数DEについてレベル1地震動用とレベル2地震動用の設定は、ともにレベル2地震動に対して算出した液状化に対する抵抗率FLを基準に定めるとありました
耐震設計指針2014では、平成24年版の「道路橋示方書・同解説 V耐震設計編」により行うことが明記されました。H24年版ではレベル1地震動に対しても液状化の判定が導入され、判定に用いる地震動は、レベル1地震動用,レベル2地震動用の地盤面の設計水平震度をそれぞれ用いるよう記述されています。また、土質定数の低減係数DEについてレベル1地震動,レベル2地震動それぞれに対して算出した液状化に対する抵抗率FLを基準に定めます。

●判定に用いる地盤面の設計水平震度khgL:L2地震動のタイプII
I  種地盤:khgL=Cz×0.8
II 種地盤:khgL=Cz×0.7
III 種地盤:khgL=Cz×0.6
●判定に用いる地盤面の設計水平震度khgL:L1地震動
I  種地盤:khgL=Cz×0.12
II 種地盤:khgL=Cz×0.15
III 種地盤:khgL=Cz×0.18     Cz:地域別補正係数

FLの範囲 地表面からの深度x(m) 動的せん断強度比R
R ≦ 0.3 0.3 < R
FL ≦ 1/3 0≦x≦10 0 1/6
10<x≦20 1/3 1/3
1.3 < FL ≦ 2/3 0≦x≦10 1/3 2/3
10<x≦20 2/3 2/3
2/3 < FL ≦ 1 0≦x≦10 2/3  1
10<x≦20 1  1
▲土質定数の低減係数DE

その他、繰返し三軸強度比RL計算の砂質土のN1の算定に用いる有効上載圧について、標準貫入試験を行ったときの地表面からの値であることが明記されています。本プログラムでは液状化の判定を行う地表面(完成時の地表面)と標準貫入試験を行った地表面の位置関係を選択し、選択によって必要なデータを入力します。

『下水道施設耐震計算例-管路施設編-2015年版』、同処理場・ポンプ場編(日本下水道協会)へ対応

  • 表層地盤の動的ポアソン比において、加重平均による自動算出
  • 周面位置での頂底版周面せん断力の算出に対応
  • 底版自重を載荷した断面力算出に対応
  • レベル2地震時の曲げ照査でハンチ端での照査に対応
  • 縦方向現場打ち:断面力低減係数を詳細式、2方向(上下反転)断面での照査に対応
  • 縦方向縦連結:ハンチ分の無視、目地離間時での補正係数ξ1、初期緊張力を含めない、目地開き量の算出に対応
断面計算方法
照査方向 部材形状 照査項目 レベル1地震時 レベル2地震時
許容応力度法 限界状態設計法
鉛直方向 円形 曲げ 円環断面 円環断面
せん断 等面積の箱型断面/円環断面 等面積の箱型断面
矩形 曲げ 箱型断面 箱型断面
せん断
水平方向 円形 曲げ 矩形断面 矩形断面
矩形 せん断

操作性

UC-1設計シリーズと同様の統一的なインターフェース、3面図、3Dソリッド表示をサポート。
設計手順に沿った処理モードボタン(入力→計算確認→計算書作成)、ボタンの色で入力済み、未入力が一目で確認可能。

▼活荷重(定型荷重/水平活荷重/任意活荷重)

適用基準及び参考文献


適用基準
耐震対策指針 (社)日本下水道協会、下水道施設の耐震対策指針と解説-2014年版- 平成26年 5月
(社)日本下水道協会、下水道施設の耐震対策指針と解説-2006年版- 平成18年 8月
(社)日本下水道協会、水道施設耐震工法指針 2009年版 I 総論 平成21年 12月
(社)日本下水道協会、水道施設耐震工法指針 1997年版 平成9年 3月
土地改良 農業農村工学会、土地改良事業計画設計基準・設計 「水路工」の基準及び運用の解説、技術書 平成26年 3月
(社)農業土木学会、土地改良施設 耐震設計の手引き 平成16年 3月
参考文献
  • (公社)日本下水道協会、下水道施設耐震設計例-管路施設編-2015年版  平成27年 6月
  • (社)日本下水道協会、下水道施設耐震設計例-管路施設編-2001年版  平成13年 4月
  • (社)日本下水道協会、下水道施設耐震設計例-処理場・ポンプ場編-2015年版  平成27年 6月
  • (社)日本下水道協会、下水道施設耐震設計例-処理場・ポンプ場編-2002年版  平成14年 8月
  • (社)日本道路協会、共同溝設計指針 昭和61年 3月
  • (社)日本道路協会、道路土工カルバート工指針 平成21年度版 平成22年 3月
  • (社)日本道路協会、道路橋示方書・同解説 IV下部構造編 平成24年 3月
  • (社)日本道路協会、道路橋示方書・同解説 IV下部構造編 平成14年 3月
  • (社)日本道路協会、道路橋示方書・同解説 IV下部構造編 平成8年 12月
  • (社)日本道路協会、杭基礎設計便覧(平成18年度改訂版) 平成19年 1月
  • (社)日本道路協会、道路土工 擁壁工指針  平成11年 3月
  • (社)日本道路協会、道路橋示方書・同解説V耐震設計編 平成24年 3月
  • (社)日本道路協会、道路橋示方書・同解説V耐震設計編 平成14年 3月
  • (社)土木学会、2012年制定 コンクリート標準示方書 設計編 平成25年 3月

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
BOXカルバートの設計・3D配筋(下水道耐震) Ver.13 ¥306,000
L2非線形解析オプション ¥70,000

■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
BOXカルバートの設計・3D配筋(下水道耐震) Ver.13 ¥122,400
L2非線形解析オプション ¥28,000

>>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(BOXカルバートの設計・3D配筋(下水道耐震) Ver.13) 無償 ¥76,500
サブスクリプション(L2非線形解析オプション) ¥28,000
サブスクリプション(BOXカルバートの設計・3D配筋(下水道耐震) Ver.13 フローティング) ¥107,100
サブスクリプション(L2非線形解析オプション フローティング) ¥39,200

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
BOXカルバートの設計・3D配筋(下水道耐震) Ver.138 ¥91,800 ¥122,400 ¥146,880 ¥183,600
L2非線形解析オプション ¥24,500 ¥32,200 ¥38,500 ¥48,300

■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
BOXカルバートの設計・3D配筋(下水道耐震) Ver.13 ¥162,180 ¥214,200 ¥257,040 ¥321,300
L2非線形解析オプション ¥42,000 ¥56,700 ¥67,900 ¥84,700
      

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
BOXカルバートの設計・3D配筋(下水道耐震) Ver.13 ¥244,800
L2非線形解析オプション ¥56,000

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

 BOXカルバートの設計・3D配筋(下水道耐震) Ver.13
バージョン リリース日 主なバージョンアップ内容
13.0.0 20/10/01
  1. 断面方向検討において地震の向き設定対応
  2. 開きょ(震度法)において限界状態設計法によるレベル2地震時検討対応
  3. 杭基礎時の杭種として鋼管ソイルセメント杭に対応
  4. 3Dアトリビュート(属性表示)対応

動作環境


動作環境

OS Windows 8 / 10
CPU Pentium II 333MHz以上 (推奨PentiumIII 800MHz以上)
必要メモリ(OSも含む) 128MB以上 (推奨256MB以上)
必要ディスク容量 約50MB以上 (推奨約110MB以上)
ディスプレイ(画面解像度) 1024×768以上
入力データ拡張子 F8D  <旧データ>BSD
ファイル出力 HTML、3DS
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>
   UC-win/Road(3DS、VRML)
   SI対応版 F8旧製品データ($o1)

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画面サンプル

▲メイン画面

▲メイン画面(3連BOX)

▲初期入力画面

▲ハンチ形状入力画面

▲本体形状入力画面(開きょ)

▲本体形状入力画面(インバート形)

▲剛域設定画面

▲地層入力画面

▲フレーム解析結果

▲フレーム解析結果

▲フレーム解析結果

▲曲げモーメント図

▲結果確認(断面力図)

▲結果確認(詳細出力プレビュー)

▲図面作成

▲図面作成

▲3D配筋

▲3D配筋


PDF出力例 (3D PDF対応の3次元モデル挿入)

Sample_1
 ( 72P, 1,093KB )
下水道施設準拠
RC函体直接基礎単BOX
Sample_2
 ( 48P, 510KB )
下水道施設準拠
RC函体直接基礎単BOX
Sample_4
 ( 107P, 1,426KB )
下水道施設準拠
RC函体杭基礎単BOX

1.基礎

杭基礎のとき、杭1本の負担幅を指定できるか?

本プログラムでは、各杭列毎に杭1本当りが受け持つ「分担幅」の入力を設けています。なお、分担幅の初期値は「ブロック長/奥行き杭本数」を設定しています。


設計応答速度Svを設計者の判断で手入力することが可能か?

可能です。

2.地盤

表層地盤の固有周期Tsを変更可能か?

「形状」→「地盤」画面にて「Ts=入力値を使用」を指定することで、レベル1地震時、レベル2地震時それぞれ用のTsが入力可能となり、任意値のTsを用いた計算が可能です。

3.荷重

内水圧、動水圧を考慮することは可能か?

本プログラムは、「下水道施設耐震計算例-管路施設編-後編 2001年版 社団法人日本下水道協会」の計算例「8.現場打ちボックスカルバート(開削用,直接基礎)」の計算方法を参照しています。
こちらには、内水圧、動水圧についての記載がないため、本プログラムでも計算しておらず、内水位の入力を設けておりません。
しかしながら、本プログラムでは各荷重ケース(常時、L1地震時、L2地震時)毎に特殊な荷重を入力できるよう任意荷重の入力をご用意しております。
内水圧、動水圧を考慮される場合は、こちらの入力にて底版への鉛直荷重および側壁への水平荷重等入力可能となっておりますのでご利用ください。


躯体慣性力算出用の設計水平震度を任意の値に変えて計算できるか?

可能です。「考え方」-「基本・荷重」画面で、頂版、底版、側壁上下端それぞれの設計水平震度について直接入力できるようにしています。

4.曲げ応力度

ハンチを考慮した断面照査は可能か?

可能です。「考え方」画面にて、ハンチの影響の勾配を入力してください。

5.縦方向照査

プレキャストボックスの縦連結を行う場合の縦方向(函軸方向)耐震検討に対応しているか。

プレキャストボックスカルバートの縦連結照査につきましては、「下水道施設耐震計算例-管路施設編-後編 2001年版 社団法人日本下水道協会」に記載の
  ・「9.既製・PCボックスカルバート(開削用)」
  ・「10.プレキャストボックスカルバート(RC)」
の内容を元にPC,RCのプレキャストボックスカルバートを対象として縦連結照査に対応し、目地開きの照査、PC鋼棒の増加応力度の照査、等価価曲げ剛性の算出等を行うことが可能です。

6.連動

FRAME解析結果を、別売りの「Engineer's Studio(R) 面内」、「FRAME(面内)」で使用できるか?

本プログラムでは、「Engineer's Studio(R) 面内」、「FRAME(面内)」にて読み込めるデータファイル(*.$O1)を作成することができます。



 >> サポートページ BOXカルバートの設計・3D配筋(下水道耐震) Q&A集

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