構　造　計　算　書工事名平成年月日 Wonder Loof Top 目　次 §１．一般事項 ------------------------------------------- 1 １－１）　適用範囲 -------------------------------------- 1 １－２）　工事名 -------------------------------------- 1 １－３）　工事場所 -------------------------------------- 1 --------------------------------- 1 ---------------------------- 1 -------------------------------------- 1 １－４）　構造概要図１－５）　使用材料及び許容応力度１－６）　荷重１－７）　準拠基準及び適用図書 §２．胴縁の検討 ---------------------------- 2 -------------------------------------- 2 ２－１）　胴縁に作用する風圧力 ---------------------------- ２－２）　風圧力による曲げモーメント　：　Mk ２－３）　断面算定 §３．主材の検討 2 ------------------ 2 ---------------------------- 2 ------------------------------------------- 2 ３－１）　主柱に作用する水平力　：　ΣPH ------------------ 2 ３－２）　主柱の最大曲げモーメント　：　Mmax ------------------ 3 ３－３）　断面算定 -------------------------------------- 3 ---------------------------- 3 ４－１）　水平力　：　ΣPH ---------------------------- 3 ４－２）　応力度　：　ｓδｃ ---------------------------- 3 §５．鋼管基礎の検討 -------------------------------------- 4 ５－１）設計条件 -------------------------------------- 4 ５－２）杭長の算定 -------------------------------------- 4 §４．主柱根入れ長さの検討５－３）杭の安定検討 ( 計算値の1.5倍を安全と仮定する） ------------ 5 Wonder Loof Top §１．一般事項 1 １－１）　適用範囲本設計計算書は、ネットフェンス構造耐力の検討について適用する。１－２）　工事名工事名は手入力です。１－３）　工事場所門別町１－４）　構造概要図 @=2m 支柱 = □-50ｘ50ｘ2.3 下胴縁 = L-40×40×2.8 フェンス高さ = 2.2 m 上胴縁 = L-40×40×2.8 金網 = φ3.2×50 基礎鋼管 = φ114.3ｘ3.5 L = 1.2 m １－５）　使用材料及び許容応力度種類名称断面積 (cm2) 単重(N/m) 断面係数 (cm3) 主柱 □-50ｘ50ｘ2.3 4.250 32.8 15.9 上胴縁 L-40×40×2.8 2.111 16.3 3.3 下胴縁 L-40×40×2.8 2.111 16.3 3.3 主柱受風幅 50 (mm) 胴縁受風幅上胴縁 40 (mm) スパン 2000 (mm) 鋼材 SS400、STK400 下胴縁 40(mm) Lft = 156（N／㎟）（長期） Lft = 235（N／㎟）（短期）コンクリート 18-40-5　相当地耐力　（長期） Lfc = 6 （N／㎟） Lfe ≧ 100 （KN／㎡）基礎１箇所当り重量 = 32.8×2.23+16.3×2+16.3×2 +18×(2-0.05)×(2.2-0.04-0.04-0.03) = 211.7 (N) １－６）　荷重１）風荷重建築場所門別町建物の高さ H = 2.2 (m) ＜ 5 (m) Wonder Loof Top 風速 Vo = 34 (m／sec) 2 地表面祖度区分 Ⅲ　（Ⅰ・Ⅱ・Ⅳ以外の区域） Zb = 5 (m) Zg = 450 (m) α = 0.2 ガスト影響係数 Gf = 2.5 高さ方向分布係数 H = 2.2 (m) ≦ Zb = 5 (m) 5 Er = 1.7 ×（Zｂ／Zg）α = 1.7 × ( ) = 0.691 450 速度影響係数 E = Er＾2× Gf = 0.691＾2× 2.5 = 1.19 風力係数 Kz = 1 Cf = 1.4 × Kz = 1.4 × 1 = 1.4 （金網その他板状の構造物）金網の充実率（風力保数）網目（S） = 50 mm 線径（ｄ） = 3.2 mm ρ = １ - ｛ S／（ S + ｄ）}^2 = 1 - { 50／( 50 + 3.2 ) }^2 = 0.117 速度圧ｑ = 0.6 × E × Vo^2 = 0.6×1.19×34^2 = 825.4(N／㎡) 風圧力 PW = Cf × A × ｑ　（N） Cf ：風力係数 A ：受圧面積　（　㎡　）ｑ：速度圧 = 825.4 (N／㎡) １－７）　準拠基準及び適用図書『建築基準法・同施工令』『鋼構造設計基準』・・・・・・・日本建築学会『防護柵の設置基準・同解説』・・・・・・・日本道路協会『車両用防護柵標準仕様・同解説』・・・・・・・日本道路協会 §２．胴縁の検討２－１）　胴縁に作用する風圧力 a）胴縁の受ける風圧力　：　Pg Pg = Cf×A×ｑ = 1.4 × 0.04 × 825.4 = 46.2 (N／m) ｂ）金網の受ける風圧力　：　Pn Pn = Cf×ρ×A×ｑ = 1.4 × 0.117 × 2.87 × 825.4 = 388 (N／m) ２－２）　風圧力による曲げモーメント　：　Mk Mk = （Pg + Pn）×L／8 = ( 46.2 + 388 ) × 1.8／8 = 175.851 (N・m) = 17585.1 (N・cm) ２－３）　断面算定使用部材 L-40×40×2.8 断面係数　（ Zx = 1.15 ㎤　）ｓδｂ = Mk／Zx = 17585.1／1.15 = 15291.4 （N／㎟）ｓδｂ／ｓｆｂ = 152.91／235 = 0.65 ＜ 1 OK §３．主材の検討３－１）　主柱に作用する水平力　：　ΣPH a）主柱の受ける風圧力　：　Pp Pp = Cf×A×ｑ = 1.4×0.05×2.23×825.4 = 128.8 (N) Wonder Loof Top ｂ）金網の受ける風圧力　：　Pn 3 Pn = Cf×ρ×A×ｑ = 1.4 × 0.117 × ( 2.2 - 0.04 × 0.04 ) × ( 2 - 0.05 ) × 825.4 = 558.9 （N）ｃ）胴縁の受ける風圧力　：　ΣPg ⅰ）上部胴縁　：　Pg1 Pg1 = Cf×A×ｑ = 1.4 × 0.04 × ( 2 - 0.05 ) × 825.4 = 90.1 (N) ⅱ）下部胴縁　：　Pg2 Pg2 = Cf×A×ｑ = 1.4 × 0.04 × ( 2 - 0.05 ) × 825.4 = 90.1 (N) ⅲ）胴縁の合計　：　ΣPg ΣPg = Pg1 + Pg2 = 90.1 + 90.1 = 180.2 (N) d）主柱に係る全水平力　：　ΣPH ΣPH = Pp + Pn + Ps + ΣPg = 128.8 + 558.9 + 180.2 = 867.9 (N) ３－２）　主柱の最大曲げモーメント　：　Mmax a）主柱の受ける風圧による曲げモーメント　：　MP MP = Pp×ｈ = 128.8 × ( 2.2 + 0.02)／2 = 143 (N・m) ｂ）金網の受ける風圧力による曲げモーメント　：　Mn Mn = Pn×ｈ = 558.9 × ( 2.2 - 2.17／2 ) = 623.2 (N・m) ｃ）胴縁の受ける風圧力による曲げモーメント　：　ΣMg ⅰ）上胴縁　：　Mg1 Mg1 = Pg1×ｈ = 90.1 × ( 2.2 - 0.04／2 ) = 196.4 (N・m) ⅱ）下胴縁　：　Mg2 Mg1 = Pg1×ｈ = 90.1 × ( 0.03 + 0.04／2 ) = 4.5 (N・m) ⅲ）胴縁の合計　：　ΣMg ΣMg = Mg1 + Mg2 = 196.4 + 4.5 = 200.9 (N・m) d）主柱の最大曲げモーメント　：　Mmax Mmax = Mp + Mn + ΣMg = 143 + 623.2 + 200.9 = 967.1 N・m = 96710 (N・cm) ３－３）　断面算定使用部材　□-50ｘ50ｘ2.3 断面係数 = 6.34（㎤）ｓδｂ = Mk／Zx = 96710／6.34 = 15254（N／㎠） = 152.54（N／㎟）ｓδｂ／ｓｆｂ = 152.54／235 = 0.65 ＜ 1 OK §４．主柱根入れ長さの検討４－１）　水平力　：　ΣPH ΣPH = 867.9 (N) 曲げモーメント　：　Mmax Mmax = 967.1 N・m = 96710 (N・cm) ４－２）　応力度　：　ｓδｃｓδｃ = （ΣPH／ｂ×a ） + （ Mo／Zp）、Zp = ｂ × a^2／6　よりｓδｃ = 867.9／(5×30)+6×96710／(5×30^2) = 134.7(N／㎠) = 1.35 ＜ｓｆｃ　= 2 × 6 = 12(N／㎡）ＯＫここに　ｂ；支柱正面幅 a ；支柱根入れ深さ Zp ；断面2次モーメント　Wonder Loof Top §５．鋼管基礎の検討 4 ５－１）設計条件（a）許容応力度及び諸係数・支持地盤の種類・N値；普通土（砂質土）；N = 10 内部摩擦角 φ = （20×N）^0.5+15 = ( 20×10 )^0.5 + 15 = 29.1 ・内部摩擦角 29.1 ° 受働土圧係数Kpは地表面が水平の場合、次式による。 cos2φ Kp = cosδ × [ 1- { sin(φ-δ) × sinφ/cosδ} 1/2]2 ここでφ：土の内部摩擦角 φ= 29.1 δ：壁面摩擦角（－φ/3） δ= -9.7 ( cos 29.1 °)^2 Kp = cos(-9.7)°ｘ【 1 - [ sin { 29.1°- （ -9.7°) } x sin （ 29.1°）／cos （ -9.7°　) ] 0.763 】 0.763 = = 0.986 × { 1 - ( 0.627 × 0.486／0.986 ) = 3.93 0.194 } ・支持地盤の受働土圧係数；KP = 3.93 ・土の単位体積重量；γa = 18 KN/㎥・支持地盤の許容応力度（長期）；FEA = 100 KN/㎡ (ｂ)杭の諸常数・基礎杭 φ114.3ｘ3.5 ・安全率 1.5 鋼管厚さ = 0.35 cm ・断面2次モーメント I = 187.1 Cm*4 ・単位重量 W = 93.74 N/m ・断面係数 Z = 32.7 ㎤・鋼管正面幅 B = 11.43 cm ・鉄の比重 7.85 （ｃ）設計方針ブロムスの短杭設計式により計算を行う。（ｄ）杭頭に作用する外力・曲げモーメント MA = 0.9671 KN・m ・水平力 HA = 0.8679 KN・m ・軸力（フェンス重量） PA = 0.2117 KN ・基礎鋼管重量・沈降力　（Ws) 93.74 × 1.2 = 112.49 N = 0.112 KN 0.0 KN ５－２）杭長の算定 KP × γa × B × Lo3 - 3 × HA × Lo - 4 × MA ＞ = 0 3.93 × 18 × 0.1143 × Lo - 3 × 0.8679 × Lo - 4 × 0.9671 = 8.09 × Lo - 2.6 × Lo - 3.87 ≧ 0 Lo = 1.2 m の時 K = 6.99 ＞ 0 OK ∴実用杭長　L　= 1.2 m Wonder Loof Top ５－３）杭の安定検討 ( 計算値の1.5倍を安全と仮定する） 5 (a)許容水平力　QA h = MA／HA = 0.9671／0.8679 = 1.11 m QA = KP×γa×B×L／3／ ( h + L ) = 3.93 × 18 × 0.1143 × 1.2 ／3／( 1.11 + 1.2 ) = 6.05 KN 水平力に対する安全度 QA／HA = 6.05／0.8679 = 6.97 ＞ 1.5 OK (b)地盤の条件による杭体許容曲げモーメント M = Qa × [ h + 2 × L／3／｛ 3 × （ 1 + h／L ） }1／2] 2 × 1.2 = 6.05 × { 1.11 + 1.11 )1/2} = 26.86 KN・m ×3 × ( 1 + 3.00 1.2 (C)杭に生じる最大曲げモーメント Mm = 2／3 × HA × { 2 × HA／( 3 × KP × ra × B ) }1／2 + MA 2 × 0.8679 2 = )1/2 + 0.9671 = 1.12 KN・m × 0.8679 × ( 3 × 3.93 × 18 × 0.1143 3 曲げモーメントに対する安全度 M 27 = Mm = 24 ＞ 1.5 OK 1 (d)杭に生じる沈下の検討杭の周面摩擦抵抗（打ち込み杭）　fr fr = ( N/5 x π x B x L)／3 = ( 10／5 × 3.14 × 0.1143 × 1.2 )／3 = 0.29 KN 鋼管基礎底面の最大地盤反力　Fn Fn = 2 × Fea　×　A　= 2 × 100 × ( 0.05715 × 0.05715 × 3.14 ) = 2.05 KN FR = 0.29 + 2.05 = 2.34 KN 自重　WC　=　フェンス部　＋　杭部 = PA + ［ W × L + γa × π × ｛（ B - 2 × T )／2 ｝2 × Ｌ ] = 0.2117 + [ 0.09374 × 1.2 + 18 × 3.14 × { （ 0.1143 - 2 × 0.0035 )／2 } × 1.2 ] = 0.52 KN ＜ fr = 2.34 KN OK Wonder Loof Top