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 サポートトピックス・CAD/UC-1シリーズ

深礎フレームの設計・3D配筋のなぜ? 解決フォーラム

深礎基礎の基礎ばねの算出

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「深礎フレームの設計・3D配筋(部分係数法・H29道示対応)」(以下、深礎フレーム)では「基礎ばね」を算出する機能があり、この機能について多くのお問合せを頂いています。

そこで、今回は基礎ばねの計算のよくあるお問合せについて、いくつかご紹介いたします。

どのように計算している?

深礎基礎の基礎ばねの算出は、通常の深礎杭の解析に用いるモデル(図1)に単位荷重を載荷して変位を求め、[ばね]×[変位]=[荷重]の関係から、[ばね]=[荷重]/[変位]と逆算することで求めています。

通常は単位荷重として1000(kN、kN・m)で問題ありませんが、深礎杭径や地盤ばね値が大きい場合では、十分な精度の変位が出ない場合があります。そのような場合は、10000(kN、kN・m)のように大きな単位荷重でお試しください。


図1 解析モデル

基礎ばねの計算位置(単位荷重の作用格点)はどこにする?

(1)弊社製品の「橋台の設計・3D配筋(部分係数法・H29道示対応)」「橋脚の設計・3D配筋(部分係数法・H29道示対応)」と連動している場合底版下面中心位置を取ります(図1の赤丸)。

(2)その他の場合お考えのモデルの基礎ばねの設置位置に合わせてください。

複数の杭列がある場合の計算はどうすればいい?

全ての杭列が同じ条件の場合は、1列だけ計算して、杭列数倍することで基礎全体の基礎ばねを求めることができます。

同じ条件ではない(杭長、杭頭位置、地盤条件等が異なる)場合、単純に杭列数倍では基礎全体の正しい基礎ばねを求めることができません。

このような場合は、それぞれの杭列で基礎ばねを求めて、全杭列分を合計します。

例えば、図2のように橋軸方向に2本、橋軸直角方向に3本、橋軸直角方向に段差がある場合の橋軸方向の基礎ばねの算出は、次の手順で行います。

(1)2本の組杭深礎基礎の解析モデルを3列分作成する。このときの単位荷重の作用格点位置は、各杭列を並べたときに同じ位置になっている必要があります(図3)。

(2)3列それぞれの杭列で基礎ばね計算を実行する。

(3)3列分の基礎ばねを合計する。

深礎フレームには、1回の計算実行で、3列同時に計算を行い、各列の基礎ばねを合計する機能があります。


図2 複数列ある場合 図3 単位荷重の作用格点位置の取り方

山側の基礎ばねはどうすればいい?

地層に傾斜がある場合は、深礎フレームでは必ず傾斜の影響を考慮したばねを用います。そのため、単位荷重の作用方向(山側/谷側)にかかわらず、同じ基礎ばねが算出されます。

基準・指針には、山側(上り勾配)の地盤ばねをどのように評価するかについての記述がありません。また、深礎フレームで対応できる範囲は水平地盤までになります。

深礎フレームで水平地盤として基礎ばねを算出するには、地形の傾斜角を0としてください。


図4 山側の基礎ばね

(Up&Coming '22 秋の号掲載)

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