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2024.11.05

水道施設耐震-動的解析対応

(2022年版水道施設耐震工法指針・解説)改訂に基づく 実務上の変化

2022年版指針の改訂を踏まえ、実務では以下の変化が見られる。

  • 静的解析の適用範囲が限定され、動的解析による耐震計算が主となった。

  • 想定外を設計に組み込む「危機耐性」の観点が導入された。

  • 危機耐性の導入により、どこまでを耐震対策とするかに関する判断の幅が事業体により大きくなった。


解析例

解析ソフト: Engineer’s Studio(FORUM8)

① 設計条件

水道施設耐震工法指針・解説に基づき設計条件を設定する。

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② 解析手法

  • 耐震診断では静的非線形解析に基づく骨組み解析を実施。

  • 耐力照査においては、レベル2地震動に対し限界状態設計法(終局限界=最大耐荷力:耐震性能2)を採用。

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③ 構造部材の非線形特性

レベル2地震動に対しては部材の降伏を許容し、最大耐荷力に対する照査を行う(耐震性能2)。      部材の降伏後の挙動を表現する必要があり、一般的に 曲げモーメント M と曲げ曲率 φ の関係(M–φモデル) に基づいてモデル化する。

RC部材の挙動:

  • 曲げにより曲げ縁端のコンクリートにひび割れが発生 → 曲げ剛性低下

  • さらに荷重増加 → 引張側鉄筋が降伏 → 剛性さらに低下

  • 最終的に圧縮側コンクリートが圧壊 → 強度低下

代表点:

  • Mc, φc:ひび割れ時

  • My, φy:鉄筋降伏時

  • Mu, φu:最大耐荷力(コンクリート圧壊時)

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④ 耐震性能の照査

レベル2地震動に対し、部材が耐震性能2を満足することを確認する。      曲げ耐力照査は以下の式による:

γi × Md / Mud ≦ 1.0

γi:構造物係数(1.0)
Md:設計曲げモーメント(kN・m)
Mud:設計曲げ終局耐力(kN・m)

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解析内容(例)

1) 円形管きょに対する設計条件

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鉄筋:SD345(N/mm2

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2) 荷重計算

受領資料に基づき荷重モデル化を実施。

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3) 地盤ばねの設定

設計地盤条件と構造仕様に応じて設定。

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1.5 L2地震時の照査結果

レベル2地震動に対する照査を行い、部材性能の安全性を確認。

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