機能
- 全ての照査グループに対してせん断の照査設定をします。
- 上部構造グループ、下部構造グループ、ユーザー設定グループを照査対象にします。
経路
メインメニュー:[耐震照査]タブ > [タイプ : 動的耐震照査] > [パラメータ]グループ > [照査設定] > [せん断照査]
入力
せん断照査 ダイアログバー
ボタンをクリックすると、設定内容をテーブルで確認できます。
オプション
先に作業ウィンドウから対象を選択し、以下を入力します。
追加/変更 : 新しく設定を追加するか、以前に設定した内容を更新します。
削除 : 入力した設定を削除します。
照査ケース
”耐震照査パラメータの設定”で定義した照査ケースを選択します。
照査対象
上部構造グループ、下部構造グループ、ユーザー設定グループを選択できます。
計算方法
”自動計算”と”直接入力”から選択します。
自動計算
コンクリート部材に対してせん断耐力を自動計算します。照査対象によって使用できる耐力算定式が変わります。
橋脚の場合、下部構造グループの定義時に”橋脚の材料”を”鉄筋コンクリート”にしたグループが自動計算の対象になります。
◎照査対象=上部構造グループ
適用規準:道示Ⅲ
σce(プレストレスによる応力)を別途考慮
M0(プレストレス及び軸方向力によるコンクリートの応力度が部材引張縁で0となる曲げモーメント)を計算するにあたって、当照査ケースの動的荷重ケースにおける初期荷重ケースにプレストレス荷重ケースが含まれていない場合に使用します。この場合は初期断面力にσceが含まれていないため、M0の計算において別途プレストレスによる応力度を考慮します。
◎照査対象=下部構造グループ、ユーザー設定グループ
適用規準:道示Ⅳ、道示Ⅴ
せん断スパンによる割増し:せん断スパン効果を考慮してせん断耐力を割増します。
算定方法
柱部の長さ:下部構造グループの定義で”柱部”に指定した部分の長さをせん断スパンにします。
慣性力の作用位置:下部構造グループの定義で指定した”上部構造の慣性力の作用位置”から”柱部”の下端までの距離をせん断スパンにします。
直接入力:せん断スパンを直接入力します。
算定方法別のせん断スパンの取り方
Cc=1.0適用:荷重の正負交番繰返し作用の影響に関する補正係数Ccを1.0にします。
グループ全体:対象の照査対象に属する全要素にCc=1.0を適用します。
個別要素:個別に指定した要素にのみCc=1.0を適用します。
直接入力
せん断耐力を直接入力します。
・対象要素
せん断耐力を指定する要素番号と端部(I端、J端)を指定します。
・(+)方向、(-)方向
(+)と(-)のせん断力に対する各々のせん断耐力を入力します。
(1)道示Ⅲの場合
・斜引張破壊(Sus):斜引張破壊に対するせん断耐力(=Sc+Ss+Sp)
・圧壊(Suc):ウェブコンクリートの圧壊に対するせん断耐力(=τmax・bw・d+Sp)
(2)道示Ⅳ、道示Ⅴの場合
・せん断耐力(Ps):鉄筋コンクリート橋脚のせん断耐力(=Sc+Ss)
テーブルの利用したせん断耐力の入力手順
1.照査設定の ボタンをクリックして、テーブルを開きます。
2.テーブルの「照査設定(せん断)-直接入力」シートをクリックします。
3.テーブル形式に合わせてEXCELで作成したデータをコピーして貼り付けます。
※1 せん断耐力の値は(+)方向、(-)方向に関係なく、全て正(+)の値で定義します。
※2 該当しない項目は空欄のままにします。
各基準によるせん断耐力の算定式
・自動計算に対応する断面
- 道示Ⅲ:PC-1室、矩形
- 道示Ⅳ、道示Ⅴ:矩形、ボックス(中空矩形)、円形、パイプ(中空円形)、八角形、中空八角形、小判形、中空小判形
(1)道示Ⅲ
・斜引張破壊(Sus):斜引張破壊に対するせん断耐力
ここに、
Sc:コンクリートが負担できるせん断力(N)
ただし、k=1+M0/Md ≤ 2
部材断面のウェブ厚 bw
PC断面の場合、断面定義時の”ウェブ厚”の”t2(図心位置におけるウェブ厚)”を使用します。
一方、部材断面の有効高はプログラム内部で自動計算されます。
M0の計算は下式より算定します。
ここで軸方向力Nは、当照査ケースの動的荷重ケースで定義した初期荷重ケースから得られる軸方向の断面力(圧縮力を正にする)を使用します。
Ss:主方向の設計におけるせん断力に対して配置したとみなせる斜引張鉄筋が負担できるせん断力の合計(N)
PC断面の斜引張鉄筋は「材料/断面>断面マネージャー>鉄筋」の”せん断鉄筋”タブで定義します。
同じダイアログで斜めPC鋼材を定義した場合、
Sp:PC鋼材の引張力のせん断力作用方向の分力(N)
斜めPC鋼材や鉛直PC鋼材を配置した場合(「材料/断面>断面マネージャー>鉄筋」)、斜引張破壊に対するせん断耐力(Sus)は下式で算定します。
ここで、Sspiは間隔a'及び角度Θ'で配置される斜めPC鋼材又は鉛直PC鋼材が負担するせん断耐力
・圧壊(Suc):ウェブコンクリートの圧壊に対するせん断耐力
ここに、τmax:コンクリートの平均せん断応力度の最大値(N/mm^2)
設計基準強度 | 21 | 24 | 27 | 30 | 40 | 50 | 60 |
コンクリートの平均せん断応力度の最大値 |
2.8 | 3.2 | 3.6 | 4.0 | 5.3 | 6.0 | 6.0 |
(2)道示Ⅴ
・せん断耐力(Ps)=Sc+Ss
ここに、
Ps:鉄筋コンクリート橋脚のせん断耐力(N)
Sc:コンクリートが負担するせん断耐力(N)
τc:コンクリートが負担できる平均せん断応力度(N/mm^2)
コンクリートの設計基準強度 σck | 21 | 24 | 27 | 30 | 40 |
コンクリートが負担できる平均せん断応力度 τc |
0.33 | 0.35 | 0.36 | 0.37 | 0.41 |
Cc:荷重の正負交番繰返し作用の影響に関する補正係数で、タイプⅠ地震動の照査では0.6、タイプⅡ地震動の照査では0.8とする。
Ce:橋脚断面の有効高 d に関する補正係数
有効高(mm) |
1000以下 |
3000 | 5000 | 10000以上 |
Ce |
1.0 | 0.7 | 0.6 | 0.5 |
Cpt:軸方向引張鉄筋比 pt に関する補正係数
軸方向引張鉄筋比(%) |
0.1 |
0.2 |
0.3 | 0.5 | 1.0以上 |
Cpt |
0.7 | 0.9 | 1.0 | 1.2 | 1.5 |
b:せん断耐力を算出する方向に直角な方向の橋脚断面の幅(mm)
d:せん断耐力を算出する方向に平行な方向の橋脚断面の有効高(mm)
pt:軸方向引張鉄筋比で、中立軸よりも引張側にある軸方向鉄筋の断面積の総和(側方向鉄筋を考慮するため、全鉄筋断面積の総和の1/2)をbdで除した値(%)
Ss:せん断補強鉄筋が負担するせん断耐力(N)
Aw:間隔a及び角度Θで配筋されるせん断補強鉄筋の断面積(mm^2)
σsy:せん断補強鉄筋の降伏点(N/mm^2)、上限を345(N/mm^2)とする。
Θ:せん断補強鉄筋と鉛直軸(部材軸)とのなす角度(°)
a:せん断補強鉄筋の間隔(mm)
(3)道示Ⅳ
・せん断耐力(Ps)=Sc+Ss
ここに、
CN:軸方向圧縮力による補正係数、橋脚ではCN=1とするために下部構造グループでは1.0とする。
Ce:橋脚断面の有効高 d に関する補正係数
有効高(mm) |
300以下 |
1000 |
3000 | 5000 | 10000以上 |
Ce |
1.4 | 1.0 | 0.7 | 0.6 | 0.5 |
上記以外は道示Ⅴと同様です。
せん断スパン比を考慮したせん断耐力の算定式
ここに、
Ps:鉄筋コンクリート橋脚のせん断耐力(N)
Cdc:せん断スパン比(a/d)によるコンクリートの負担するせん断耐力の割増係数
a/d |
0.5 |
1.0 |
1.5 | 2.0 | 2.5 |
Cdc |
6.4 | 4.0 | 2.5 | 1.6 | 1.0 |
Sc:コンクリートが負担するせん断耐力(N)
Cds:せん断スパン比によるせん断補強鉄筋の負担するせん断耐力の低減係数
Ss:せん断補強鉄筋が負担するせん断耐力(N)
せん断耐力算定用の配筋情報
「材料/断面> 非線形特性>M-φパラメータ」において、部材のM-φ非線形特性を計算するために入力した配筋情報を用いてせん断耐力を自動計算します。
: せん断の照査設定を保存します。
: ダイアログバーを閉じます。