a q b > - Civila q b > a q b > a q b > x ß H ÷ + ý Ï CIIL SO DEELOPMENS CO.LD 1 ライナープレート小判立坑の設計ライナープレート小判立坑の設計 1.設計条件

CSD

CSD

CSD 株式会社シビルソフト開発 CIVIL SOFT DEVELOPMENTS CO.,LTD

1

ライナープレート小判立坑の設計

ライナープレート小判立坑の設計

1.設計条件 (1)形式小判形支保工 (2)立坑寸法 3.000 m(B)×5.826 m(L)×12.00 m(H) ライナー天端 H' = 0.500 (m) (3)縦梁本数 n = 4 (本) (4)切梁段数 n = 5 (本) (5)土質条件単位体積重量 γt = 18.0 (kN/m3) 土圧係数 K = 0.5（静止土圧係数） (6)上載荷重 q = 10.0 (kN/m2) (7)許容応力度 (仮設材) ライナープレート σca = 180 (N/mm2) Ｈ形鋼 σsa = 210 (N/mm2)

2.立坑に作用する外圧の計算立坑に作用する外圧強度は道路橋示方書（下部構造編ケーソン基礎の設計）により次式によって算定する。 Ph = K･(γt･H + q) ここで K : 静止土圧係数 K γt : 土の単位体積重量 (kN/m3) q : 上載荷重 (kN/m2) H : 立坑深度 (m)

GL = 10.000(m)

9.500 18.500

46.250

100.250

113.600

1.000

3.000

6.000

1.500

q = 10.0(kN/m2)

12.000

土圧

0.500

CSD

CSD


2

深度

(m)

層厚

(m)

単位重量

大気中

(kN/m3)

静止

土圧係数

0.000 ～ 0.500 0.500 18.00 0.5

0.500 ～ 1.500 1.000 18.00 0.5

1.500 ～ 4.500 3.000 18.50 0.5

4.500 ～ 10.500 6.000 18.00 0.5

10.500 ～ 12.000 1.500 17.80 0.5

3.小判形立坑の設計

3-1.外枠の設計

Ph(kN/m2)

Ph(kN/m2)

Ph(kN/m2)

Ph(kN/m2)

CL

a

a'

b

b'

c

c'

d

d'

r

1.500 0.9420

0.9420

0.9420 1.500

CSD

CSD


3

3-2.節点の曲げモーメント

ψa = - Cab

10

3l +

10.558

πr

= - -0.0739･Ph

10

3×0.9420 +

10.558

π×1.500

= 0.0128･Ph(kN･m/m)

ψb = - 1

3 ･ψa

= - 1

3 ×0.0128･Ph

= -0.0043･Ph(kN･m/m)

Cab = - 1

12 ･Ph･l

2

= - 1

12 ･Ph×0.94202

= -0.0739･Ph(kN･m/m) Cab = -Cba = Cbc

Mab = 4

l ･ψa +

2

l ･ψb + Cab

= 4

0.9420 ×0.0128･Ph +

2

0.9420 ×-0.0043･Ph - 0.0739･Ph = -0.0287･Ph(kN･m/m)

Maa' = 10.558

πr ･ψa

= 10.558

π×1.500 ×0.0128･Ph = 0.0287･Ph(kN･m/m)

Mba = 4

l ･ψb +

2

l ･ψa + Cba

= 4

0.9420 ×-0.0043･Ph +

2

0.9420 ×0.0128･Ph + 0.0739･Ph = 0.0828･Ph(kN･m/m)

Mbc = 2

l ･ψb + Cbc

= 2

0.9420 ×-0.0043･Ph + - 0.0739･Ph = -0.0828･Ph(kN･m/m)

CSD

CSD


4

3-3.材端せん断力

Saa' = 4

πr ･Maa'

= 4

π×1.500 ×0.0287･Ph

= 0.0244･Ph(kN/m)

Sab = Ph･l

2 -

Mab + Mba

l

= Ph×0.9420

2 -

-0.0287･Ph + 0.0828･Ph

0.9420

= 0.4136･Ph(kN/m)

Sba = Ph･l

2 +

Mab + Mba

l

= Ph×0.9420

2 +

-0.0287･Ph + 0.0828･Ph

0.9420

= 0.5284･Ph(kN/m)

Sbc = Ph･l

2

= Ph×0.9420

2

= 0.4710･Ph(kN/m)

3-4.支点反力 Ra = Saa' + Sab = 0.0244･Ph + 0.4136･Ph = 0.4380･Ph(kN/m) Rb = Sba + Sbc = 0.5284･Ph + 0.4710･Ph = 0.9994･Ph(kN/m)

3-5.軸力 N = r･Ph = 1.500×Ph(kN/m)

3-6.スパン中央部の曲げモーメント a～a'間：MCL = Saa'･ｒ - Maa' = 0.0244･Ph･1.500 - 0.0287･Ph = 0.0079･Ph(kN･m/m)

a～b 間：Mx1 = Sab･X1 - 1

2 ･Ph･X1

2 + Mab

= 0.4136･Ph･0.4136 - 1

2 ･Ph･0.4136

2 - 0.0287･Ph

= 0.0568･Ph(kN･m/m)

X1 = Sab

Ph =

0.4136･Ph

Ph = 0.4136(kN/m)

b～c 間：Mm = 1

8 ･Ph･l

2 + Mbc

= 1

8 ･Ph･0.9420

2 - 0.0828･Ph

= 0.0281･Ph(kN･m/m)

CSD

CSD


5

3-7.外枠断面の決定

(1).深度 0.500 ～ 8.500(m)間の計算

最大曲げモーメント Mmax = 0.0828･Ph = 0.0828×82.250 = 6.810(kN･m/m) 軸力 N = 1.500･Ph = 1.500×82.250 = 123.375(kN/m) これに対しライナープレート t=2.7(mm)を用いると、断面積 AL = 39.76(cm2/m) 断面係数 ZL = 46.00(cm3/m) 断面二次モーメント IL = 141(cm4/m) ・座屈に対する検討

qa = 2･E･I

r3

ここで r：立坑半径 r = 1.500(m) I：ライナープレートの断面二次モーメント I = 141(cm4/m)

∴ qa = 2×200000000×141×10-8

1.5003

= 167.111(kN/m2) > Ph = 82.250(kN/m2) -O.K.- ・ライナープレートの発生応力度の検討

σ = N

AL +

Mmax

ZL

= 123.375×103

39.76×102 +

6.810×106

46.00×103

= 179.073(N/mm2) < σca = 180(N/mm2) -O.K.-

(2).深度 8.500 ～ 11.500(m)間の計算

最大曲げモーメント Mmax = 0.0828･Ph = 0.0828×109.150

Rbb'=0.9994Ph b

Raa'=0.4380Ph a

0.0079Ph

N = 1.500Ph

0.0287Ph

0.0568Ph

0.0828Ph

0.0281Ph

CSD

CSD


6

= 9.038(kN･m/m) 軸力 N = 1.500･Ph = 1.500×109.150 = 163.725(kN/m) これに対しライナープレート t=2.7(mm)を使用し、補強材 H-100×100×6×8 を 3.0 (m)間隔に用いると、ライナープレート断面積 AL = 39.76(cm2/m) 断面係数 ZL = 46.00(cm3/m) 断面二次モーメント IL = 141(cm4/m) 補強材断面積 AH = 21.59(cm2/m) 断面係数 ZH = 75.6(cm3/m) 断面二次モーメント IH = 378(cm4/m) ・座屈に対する検討

qa = 2･E･I

r3

ここで r ：立坑半径 r = 1.500(m) IL：ライナープレートの断面二次モーメント IL = 141(cm4/m)

IH：Ｈ形鋼の断面二次モーメント

設置間隔 =

378

3.0 = 126.000(cm4/m)

I = IL + IH = 141 + 126.000 = 267.000(cm4/m)

∴ qa = 2×200000000×267.000×10-8

1.5003

= 316.444(kN/m2) > Ph = 109.150(kN/m2) -O.K.- ・ライナープレートの発生応力度の検討ライナープレートとＨ形鋼の荷重分担は、モーメントは断面二次モーメント比、軸力は断面積の比率で配分する。

ML = Mmax･IL

IL + IH =

9.038×141

141 + 126.000 = 4.773(kN･m/m)

NL = N･AL

AL + AH =

163.725×39.76

39.76 + 7.197 = 138.631(kN/m)

したがって、ライナープレートに発生する応力度は

σ = NL

AL +

ML

ZL

= 138.631×103

39.76×102 +

4.773×106

46.00×103

= 138.628(N/mm2) < σca = 180(N/mm2) -O.K.-

・Ｈ形鋼の発生応力度の検討 MH = Mmax - ML = 9.038 - 4.773 = 4.265(kN･m/m) NH = N - NL = 163.725 - 138.631 = 25.094(kN/m) したがって、Ｈ形鋼に発生する応力度は

σ = NH

AH +

MH

ZH

CSD

CSD


7

= 25.094×103

7.197×102 +

4.265×106

25.200×103

= 204.113(N/mm2) < σsa = 210(N/mm2) -O.K.-

(3).深度 11.500 ～ 12.000(m)間の計算

最大曲げモーメント Mmax = 0.0828･Ph = 0.0828×113.600 = 9.406(kN･m/m) 軸力 N = 1.500･Ph = 1.500×113.600 = 170.400(kN/m) これに対しライナープレート t=2.7(mm)を使用し、補強材 H-100×100×6×8 を 2.5 (m)間隔に用いると、ライナープレート断面積 AL = 39.76(cm2/m) 断面係数 ZL = 46.00(cm3/m) 断面二次モーメント IL = 141(cm4/m) 補強材断面積 AH = 21.59(cm2/m) 断面係数 ZH = 75.6(cm3/m) 断面二次モーメント IH = 378(cm4/m) ・座屈に対する検討

qa = 2･E･I

r3

ここで r ：立坑半径 r = 1.500(m) IL：ライナープレートの断面二次モーメント IL = 141(cm4/m)

IH：Ｈ形鋼の断面二次モーメント

設置間隔 =

378

2.5 = 151.200(cm4/m)

I = IL + IH = 141 + 151.200 = 292.200(cm4/m)

∴ qa = 2×200000000×292.200×10-8

1.5003

= 346.311(kN/m2) > Ph = 113.600(kN/m2) -O.K.- ・ライナープレートの発生応力度の検討ライナープレートとＨ形鋼の荷重分担は、モーメントは断面二次モーメント比、軸力は断面積の比率で配分する。

ML = Mmax･IL

IL + IH =

9.406×141

141 + 151.200 = 4.539(kN･m/m)

NL = N･AL

AL + AH =

170.400×39.76

39.76 + 8.636 = 139.993(kN/m)

したがって、ライナープレートに発生する応力度は

σ = NL

AL +

ML

ZL

= 139.993×103

39.76×102 +

4.539×106

46.00×103

= 133.883(N/mm2) < σca = 180(N/mm2) -O.K.-

・Ｈ形鋼の発生応力度の検討

CSD

CSD


8

MH = Mmax - ML = 9.406 - 4.539 = 4.867(kN･m/m) NH = N - NL = 170.400 - 139.993 = 30.407(kN/m) したがって、Ｈ形鋼に発生する応力度は

σ = NH

AH +

MH

ZH

= 30.407×103

8.636×102 +

4.867×106

30.240×103

= 196.155(N/mm2) < σsa = 210(N/mm2) -O.K.-

CSD

CSD


9

4.縦梁の設計腹起し材に支持された単純梁として計算する。

4-1.縦梁に作用する荷重縦梁に作用する荷重は、作用荷重強度が最大となる 2支点の荷重を用いる。

A

B

C

D

E

0.500

3.000

3.000

3.000

2.000

13.9929.494

18.489

41.600

46.222

68.709

95.693

100.190

113.532

12.00

0.500

q = 10.0(kN/m2)

CSD

CSD


10

4-2.断面力の計算

(1).最上段切梁から上の断面力

・縦梁に作用する荷重縦梁に作用する荷重は外枠 c点の支点反力を基に片持梁として計算する外枠設計の支点反力 Rcより縦梁に作用する荷重は次の通りである縦梁に作用する荷重

作用点土圧強度

Ph(kN/m2)

外枠の支点反力

Rb

作用強度

P(kN/m)

a 9.500 0.9994 9.494

b 14.000 0.9994 13.992

Σp = Rb = 5.872(kN) ・断面力の計算断面力

土層作用荷重

Q(kN)

荷重の合力

ΣQ(kN)

a 点のモーメント

M(kN･m/m)

a ～ b 5.872 5.872 1.374

合計 5.872 1.374

Mmax = 1.374(kN･m/m)

(2).1 段切梁～2 段切梁間の断面力

0.500

13.992

9.494a

b

CSD

CSD


11

・縦梁に作用する荷重縦梁に作用する荷重は外枠 c点の支点反力を基に単純梁として計算する外枠設計の支点反力 Rcより縦梁に作用する荷重は次の通りである縦梁に作用する荷重


Ph(kN/m2)


Rb

作用強度

P(kN/m)

a 14.000 0.9994 13.992

c 18.500 0.9994 18.489

b 41.625 0.9994 41.600

・断面力の計算断面力

土層作用荷重

Q(kN)

荷重の合力

ΣQ(kN)


M(kN･m/m)

a ～ c 8.120 8.120 2.124

c ～ b 75.111 83.231 143.482

合計 83.231 145.606

b 点の反力 Rb = Ma / L = 145.606 / 3.000 = 48.535(kN) a 点の反力 Ra = ΣQ - Rb = 83.231 - 48.535 = 34.696(kN) ・最大曲げモーメントの計算 c 点～b点のモーメントは c点からの距離を x とすると、次式によって表される。

3.000

18.489

13.992a

c

41.600b

0.500

2.500

CSD

CSD


12

Mx = Ra･x - Qc

2 ･x2 -

Qb - Qc

6･L' ･x3 + Mc - ΣQ･x

最大曲げモーメントの生じる点は Mx' = 0 とおいて、x を解くことによって求めることが出来る。

Mx' = - Qb - Qc

2･L' ･x2 - Qc･x + Ra - ΣQ = 0

A = - Qb - Qc

2･L' = -

18.489 - 13.992

2×0.500 = -4.497

B = -Qc = -13.992 C = Ra - ΣQ = 34.696 - 0.000 = 34.696

x = -B± B2 - 4･A･C

2･A

= -13.992± -13.9922 - 4･-4.497･34.696

2･-4.497

= 1.628(m) 上式により x = 1.628(m)となり層厚 0.500(m)の範囲に解が無い。よって、この層には最大曲げモーメントは生じない。

M = Ra･L - Qc

2 ･L2 -

Qb - Qc

6 ･L2 + Mc - ΣQ･L

= 34.696×0.500 - 13.992

2 ×0.5002 -

18.489 - 13.992

6 ×0.5002 + 0.000 - 0.000×0.500

= 15.412(kN･m/m) ・最大曲げモーメントの計算 c 点～b点のモーメントは c点からの距離を x とすると、次式によって表される。

Mx = Ra･x - Qc

2 ･x2 -

Qb - Qc

6･L' ･x3 + Mc - ΣQ･x


Mx' = - Qb - Qc

2･L' ･x2 - Qc･x + Ra - ΣQ = 0

A = - Qb - Qc

2･L' = -

41.600 - 18.489

2×2.500 = -4.622

B = -Qc = -18.489 C = Ra - ΣQ = 34.696 - 8.120 = 26.576

x = -B± B2 - 4･A･C

2･A

= -18.489± -18.4892 - 4･-4.622･26.576

2･-4.622

= 1.122(m) 従って、最大曲げモーメントは 1.122(m)の位置に生じる。最大曲げモーメントは次式により求める。

M = Ra･x - Qc

2 ･x2 +

A

3 ･x3 + Mc - ΣQ･x

= 34.696×1.122 - 18.489

2 ×1.1222 +

-4.622

3 ×1.1223 + 15.412 - 8.120×1.122

= 31.416(kN･m/m)

CSD

CSD


13




Ph(kN/m2)


Rb

作用強度

P(kN/m)

a 41.625 0.9994 41.600

c 46.250 0.9994 46.222

b 68.750 0.9994 68.709


土層作用荷重

Q(kN)

荷重の合力

ΣQ(kN)


M(kN･m/m)

a ～ c 21.956 21.956 5.585

c ～ b 143.664 165.620 263.124

合計 165.620 268.709

b 点の反力 Rb = Ma / L = 268.709 / 3.000 = 89.570(kN) a 点の反力 Ra = ΣQ - Rb = 165.620 - 89.570 = 76.050(kN) ・最大曲げモーメントの計算 d 点～e点のモーメントは d点からの距離を x とすると、次式によって表される。

3.000

46.222

41.600a

c

68.709b

0.500

2.500

CSD

CSD


14

Mx = Ra･x - Qd

2 ･x2 -

Qe - Qd

6･L' ･x3 + Md - ΣQ･x


Mx' = - Qe - Qd

2･L' ･x2 - Qd･x + Ra - ΣQ = 0

A = - Qe - Qd

2･L' = -

46.222 - 41.600

2×0.500 = -4.622

B = -Qd = -41.600 C = Ra - ΣQ = 76.050 - 0.000 = 76.050

x = -B± B2 - 4･A･C

2･A

= -41.600± -41.6002 - 4･-4.622･76.050

2･-4.622


M = Ra･L - Qd

2 ･L2 -

Qe - Qd

6 ･L2 + Md - ΣQ･L

= 76.050×0.500 - 41.600

2 ×0.5002 -

46.222 - 41.600

6 ×0.5002 + 0.000 - 0.000×0.500

= 32.632(kN･m/m) ・最大曲げモーメントの計算 d 点～e点のモーメントは d点からの距離を x とすると、次式によって表される。

Mx = Ra･x - Qd

2 ･x2 -

Qe - Qd

6･L' ･x3 + Md - ΣQ･x


Mx' = - Qe - Qd

2･L' ･x2 - Qd･x + Ra - ΣQ = 0

A = - Qe - Qd

2･L' = -

68.709 - 46.222

2×2.500 = -4.497

B = -Qd = -46.222 C = Ra - ΣQ = 76.050 - 21.956 = 54.094

x = -B± B2 - 4･A･C

2･A

= -46.222± -46.2222 - 4･-4.497･54.094

2･-4.497


M = Ra･x - Qd

2 ･x2 +

A

3 ･x3 + Md - ΣQ･x

= 76.050×1.061 - 46.222

2 ×1.0612 +

-4.497

3 ×1.0613 + 32.632 - 21.956×1.061

= 62.219(kN･m/m)

CSD

CSD


15




Ph(kN/m2)


Rb

作用強度

P(kN/m)

a 68.750 0.9994 68.709

b 95.750 0.9994 95.693


土層作用荷重

Q(kN)

荷重の合力

ΣQ(kN)


M(kN･m/m)

a ～ b 246.603 246.603 390.143

合計 246.603 390.143

b 点の反力 Rb = Ma / L = 390.143 / 3.000 = 130.048(kN) a 点の反力 Ra = ΣQ - Rb = 246.603 - 130.048 = 116.555(kN) ・最大曲げモーメントの計算 e 点～f点のモーメントは e点からの距離を x とすると、次式によって表される。

Mx = Ra･x - Qe

2 ･x2 -

Qf - Qe

6･L' ･x3 + Me - ΣQ･x

3.000

95.693

68.709a

b

CSD

CSD


16


Mx' = - Qf - Qe

2･L' ･x2 - Qe･x + Ra - ΣQ = 0

A = - Qf - Qe

2･L' = -

95.693 - 68.709

2×3.000 = -4.497

B = -Qe = -68.709 C = Ra - ΣQ = 116.555 - 0.000 = 116.555

x = -B± B2 - 4･A･C

2･A

= -68.709± -68.7092 - 4･-4.497･116.555

2･-4.497


M = Ra･x - Qe

2 ･x2 +

A

3 ･x3 + Me - ΣQ･x

= 116.555×1.541 - 68.709

2 ×1.5412 +

-4.497

3 ×1.5413 + 0.000 - 0.000×1.541

= 92.545(kN･m/m)

CSD

CSD


17




Ph(kN/m2)


Rb

作用強度

P(kN/m)

a 95.750 0.9994 95.693

c 100.250 0.9994 100.190

b 113.600 0.9994 113.532


土層作用荷重

Q(kN)

荷重の合力

ΣQ(kN)


M(kN･m/m)

a ～ c 48.971 48.971 12.336

c ～ b 160.292 209.263 202.866

合計 209.263 215.202

b 点の反力 Rb = Ma / L = 215.202 / 2.000 = 107.601(kN) a 点の反力 Ra = ΣQ - Rb = 209.263 - 107.601 = 101.662(kN) ・最大曲げモーメントの計算 f 点～g点のモーメントは f点からの距離を x とすると、次式によって表される。

2.000

100.190

95.693a

c

113.532b

0.500

1.500

CSD

CSD


18

Mx = Ra･x - Qf

2 ･x2 -

Qg - Qf

6･L' ･x3 + Mf - ΣQ･x


Mx' = - Qg - Qf

2･L' ･x2 - Qf･x + Ra - ΣQ = 0

A = - Qg - Qf

2･L' = -

100.190 - 95.693

2×0.500 = -4.497

B = -Qf = -95.693 C = Ra - ΣQ = 101.662 - 0.000 = 101.662

x = -B± B2 - 4･A･C

2･A

= -95.693± -95.6932 - 4･-4.497･101.662

2･-4.497


M = Ra･L - Qf

2 ･L2 -

Qg - Qf

6 ･L2 + Mf - ΣQ･L

= 101.662×0.500 - 95.693

2 ×0.5002 -

100.190 - 95.693

6 ×0.5002 + 0.000 - 0.000×0.500

= 38.682(kN･m/m) ・最大曲げモーメントの計算 f 点～g点のモーメントは f点からの距離を x とすると、次式によって表される。

Mx = Ra･x - Qf

2 ･x2 -

Qg - Qf

6･L' ･x3 + Mf - ΣQ･x


Mx' = - Qg - Qf

2･L' ･x2 - Qf･x + Ra - ΣQ = 0

A = - Qg - Qf

2･L' = -

113.532 - 100.190

2×1.500 = -4.447

B = -Qf = -100.190 C = Ra - ΣQ = 101.662 - 48.971 = 52.691

x = -B± B2 - 4･A･C

2･A

= -100.190± -100.1902 - 4･-4.447･52.691

2･-4.447


M = Ra･x - Qf

2 ･x2 +

A

3 ･x3 + Mf - ΣQ･x

= 101.662×0.514 - 100.190

2 ×0.5142 +

-4.447

3 ×0.5143 + 38.682 - 48.971×0.514

= 52.329(kN･m/m)

CSD

CSD


19

4-3.断面の決定 Mmax = 92.545(kN･m/m)に対し H-250×250×9×14(Z=708(cm3))を用いれば、

σ = Mmax

Z =

92.545×106

708×103 = 130.713(N/mm2) < 210(N/mm2) -O.K.-

以上より、縦梁として H-250×250×9×14 を用いる。

CSD

CSD


20

5.腹起しの計算腹起しは、切梁に支持された梁として計算する。

(1).第 1 段腹起しに作用する荷重縦梁の A点反力を受けるものとすると、

ここで b 点縦梁の A点反力

RAb = RAb'

RAb' ･RAb =

0.9994

0.9994 ×(5.872 + 34.696) = 40.568(kN)

a 点縦梁の A点反力

RAa = RAa'

RAb' ･RAb =

0.4380

0.9994 ×(5.872 + 34.696) = 17.779(kN)

支点反力 RN = RAa + RAb = 17.779 + 40.568 = 58.347(kN) 最大曲げモーメント

M = RN×(D + L

2 ) - RAa×(L1 +

L1

2 ) - RAb×

L1

2

= 58.347×(0.000 + 2.8260

2 ) - 17.779×(0.9420 +

0.9420

2 ) - 40.568×

0.9420

2

= 38.215(kN･m) ここで D ：0.000(m) 縦梁と切梁の芯のずれ L ：2.8260(m) L1：0.9420(m) 断面の決定 Mmax = 38.215(kN･m)に対して H-200×200×8×12(Z=366(cm3))を 1 本用いると、

σ = Mmax

Z･設置本数

= 38.215×106

366×103×1 = 104.413(N/mm2) < σsa = 210(N/mm2) -O.K.-

L1=0.9420 L1=0.9420 L1=0.9420

L=2.8260

RAa RAb RAb RAa

CSD

CSD


21

(2).第 2 段腹起しに作用する荷重縦梁の B点反力を受けるものとすると、

ここで b 点縦梁の B点反力

RBb = RBb'

RBb' ･RBb =

0.9994

0.9994 ×(48.535 + 76.050) = 124.585(kN)

a 点縦梁の B点反力

RBa = RBa'

RBb' ･RBb =

0.4380

0.9994 ×(48.535 + 76.050) = 54.601(kN)

支点反力 RN = RBa + RBb = 54.601 + 124.585 = 179.186(kN) 最大曲げモーメント

M = RN×(D + L

2 ) - RBa×(L1 +

L1

2 ) - RBb×

L1

2

= 179.186×(0.000 + 2.8260

2 ) - 54.601×(0.9420 +

0.9420

2 ) - 124.585×

0.9420

2


σ = Mmax

Z･設置本数

= 117.359×106

708×103×1 = 165.761(N/mm2) < σsa = 210(N/mm2) -O.K.-

L1=0.9420 L1=0.9420 L1=0.9420

L=2.8260

RBa RBb RBb RBa

CSD

CSD


22

(3).第 3 段腹起しに作用する荷重縦梁の C点反力を受けるものとすると、

ここで b 点縦梁の C点反力

RCb = RCb'

RCb' ･RCb =

0.9994

0.9994 ×(89.570 + 116.555) = 206.125(kN)

a 点縦梁の C点反力

RCa = RCa'

RCb' ･RCb =

0.4380

0.9994 ×(89.570 + 116.555) = 90.337(kN)

支点反力 RN = RCa + RCb = 90.337 + 206.125 = 296.462(kN) 最大曲げモーメント

M = RN×(D + L

2 ) - RCa×(L1 +

L1

2 ) - RCb×

L1

2

= 296.462×(0.000 + 2.8260

2 ) - 90.337×(0.9420 +

0.9420

2 ) - 206.125×

0.9420

2


σ = Mmax

Z･設置本数

= 194.170×106

1150×103×1 = 168.843(N/mm2) < σsa = 210(N/mm2) -O.K.-

L1=0.9420 L1=0.9420 L1=0.9420

L=2.8260

RCa RCb RCb RCa

CSD

CSD


23

(4).第 4 段腹起しに作用する荷重縦梁の D点反力を受けるものとすると、

ここで b 点縦梁の D点反力

RDb = RDb'

RDb' ･RDb =

0.9994

0.9994 ×(130.048 + 101.662) = 231.710(kN)

a 点縦梁の D点反力

RDa = RDa'

RDb' ･RDb =

0.4380

0.9994 ×(130.048 + 101.662) = 101.550(kN)

支点反力 RN = RDa + RDb = 101.550 + 231.710 = 333.260(kN) 最大曲げモーメント

M = RN×(D + L

2 ) - RDa×(L1 +

L1

2 ) - RDb×

L1

2

= 333.260×(0.000 + 2.8260

2 ) - 101.550×(0.9420 +

0.9420

2 ) - 231.710×

0.9420

2


σ = Mmax

Z･設置本数

= 218.271×106

1150×103×1 = 189.801(N/mm2) < σsa = 210(N/mm2) -O.K.-

L1=0.9420 L1=0.9420 L1=0.9420

L=2.8260

RDa RDb RDb RDa

CSD

CSD


24

(5).第 5 段腹起しに作用する荷重縦梁の E点反力を受けるものとすると、

ここで b 点縦梁の E点反力

REb = REb'

REb' ･REb =

0.9994

0.9994 ×107.601 = 107.601(kN)

a 点縦梁の E点反力

REa = REa'

REb' ･REb =

0.4380

0.9994 ×107.601 = 47.158(kN)

支点反力 RN = REa + REb = 47.158 + 107.601 = 154.759(kN) 最大曲げモーメント

M = RN×(D + L

2 ) - REa×(L1 +

L1

2 ) - REb×

L1

2

= 154.759×(0.000 + 2.8260

2 ) - 47.158×(0.9420 +

0.9420

2 ) - 107.601×

0.9420

2


σ = Mmax

Z･設置本数

= 101.360×106

1150×103×1 = 88.139(N/mm2) < σsa = 210(N/mm2) -O.K.-

L1=0.9420 L1=0.9420 L1=0.9420

L=2.8260

REa REb REb REa

CSD

CSD


25

6.切梁材の設計

(1).第 1 段切梁の設計切梁に働く軸力 N = RN = 58.347(kN)(腹起し材の支点反力)に対し H-200×200×8×12(A=51.53(cm2,i=4.22(cm))を 1 本用いると、)

σ = N

A･設置本数 =

58.347×103

51.53×102×1 = 11.323(N/mm2) < σsa = 173.847(N/mm2) -O.K.-

ここで σsa：許容圧縮応力度で、

lk

ly =

2000.000

42.200 = 47.393 <= 93

ここで lk：座屈長さ lk = 2000.000(mm) ly：断面二次半径 ly = 42.200(mm)

∴σsa = 210 - {1.23( lk

ly - 18)} = 173.847(N/mm2)

以上により切梁に H-200×200×8×12 を用いる。


σ = N

A･設置本数 =

179.186×103

51.53×102×1 = 34.773(N/mm2) < σsa = 176.760(N/mm2) -O.K.-


lk

ly =

1900.000

42.200 = 45.024 <= 93


∴σsa = 210 - {1.23( lk

ly - 18)} = 176.760(N/mm2)



σ = N

A･設置本数 =

296.462×103

51.53×102×1 = 57.532(N/mm2) < σsa = 179.676(N/mm2) -O.K.-


lk

ly =

1800.000

42.200 = 42.654 <= 93


CSD

CSD


26

∴σsa = 210 - {1.23( lk

ly - 18)} = 179.676(N/mm2)



σ = N

A･設置本数 =

333.260×103

51.53×102×1 = 64.673(N/mm2) < σsa = 179.676(N/mm2) -O.K.-


lk

ly =

1800.000

42.200 = 42.654 <= 93


∴σsa = 210 - {1.23( lk

ly - 18)} = 179.676(N/mm2)



σ = N

A･設置本数 =

154.759×103

51.53×102×1 = 30.033(N/mm2) < σsa = 179.676(N/mm2) -O.K.-


lk

ly =

1800.000

42.200 = 42.654 <= 93


∴σsa = 210 - {1.23( lk

ly - 18)} = 179.676(N/mm2)


CSD

CSD


27

7.計算結果外枠設計

補強ﾘﾝｸﾞ深度

(m)

板厚

(mm) 鋼材名間隔(m)

側圧

(kN/m2)

円形部対座屈許容外圧

(kN/m2)

直線部使用可能深度

(m)

8.500 2.7 －－ 82.250 167.111 8.547

11.500 2.7 H-100×100×6×8 3.0 109.150 316.444 12.000

12.000 2.7 H-100×100×6×8 2.5 113.600 346.311 12.000

発生応力度許容応力度深度

(m) ﾗｲﾅｰﾌﾟﾚｰﾄ(N/mm2) 補強ﾘﾝｸﾞ(N/mm2) ﾗｲﾅｰﾌﾟﾚｰﾄ(N/mm2) 補強ﾘﾝｸﾞ(N/mm2)

8.500 179.073 － 180 210

11.500 138.628 204.113 180 210

12.000 133.883 196.155 180 210

縦梁の検討 [H-250×250×9×14]

支点反力段位置

RA(kN) RB(kN)

最大曲げﾓｰﾒﾝﾄ

(kN･m)

発生応力度

(N/mm2)

許容応力度

(N/mm2)

最上段～1段目－ 5.872 1.374 1.941 210

1 段目～2段目 34.696 48.535 31.416 44.373 210

2 段目～3段目 76.050 89.570 62.219 87.880 210

3 段目～4段目 116.555 130.048 92.545 130.713 210

4 段目～5段目 101.662 107.601 52.329 73.911 210

腹起しの検討

使用部材段深度

(m) 名称本数(本)

支点反力

(kN)

曲げﾓｰﾒﾝﾄ

(kN･m)

発生応力度

(N/mm2)

許容応力度

(N/mm2)

1 1.000 H-200×200×8×12 1 58.347 38.215 104.413 210

2 4.000 H-250×250×9×14 1 179.186 117.359 165.761 210

3 7.000 H-300×300×10×15 1 296.462 194.170 168.843 210

4 10.000 H-300×300×10×15 1 333.260 218.271 189.801 210

5 12.000 H-300×300×10×15 1 154.759 101.360 88.139 210

切梁の検討

使用部材段深度

(m) 名称本数(本)

軸力

(kN)

発生応力度

(N/mm2)

許容応力度

(N/mm2)

1 1.000 H-200×200×8×12 1 58.347 11.323 173.847

2 4.000 H-200×200×8×12 1 179.186 34.773 176.760

3 7.000 H-200×200×8×12 1 296.462 57.532 179.676

4 10.000 H-200×200×8×12 1 333.260 64.673 179.676

5 12.000 H-200×200×8×12 1 154.759 30.033 179.676

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a q b > - Civila q b > a q b > a q b > x ß H ÷ + ý Ï CIIL SO DEELOPMENS CO.LD 1 ライナープレート小判立坑の設計 ライナープレート小判立坑の設計 1.設計条件

a q b > - Civila q b > a q b > a q b > x ß H ÷ + ý Ï CIIL SO DEELOPMENS CO.LD 1 ライナープレート小判立坑の設計ライナープレート小判立坑の設計 1.設計条件