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10_131208h2span2mブロムス

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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 : sδc
sδc = (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
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