モニュメント柱構造計算平成25年4月 ○○株式会社 1.検討条件 (1) 支持物および安全率支持物：鋼管柱 SUS Φ267.4 地上高　6.98 m 根入れ 0.00 m 1.0 以上安全率(本体)： (2) 基準風速と風力係数建設地：熊本県水俣市基準風速： Vo=34.0m/s　(地表面粗度区分：Ⅲ) Ⅰ：都市計画区域外で平坦で障害物がない区域 Ⅱ：都市計画区域外でⅠ以外の区域、または都市計画区域内で海岸線までの距離と高さに応じた部分 Ⅲ：Ⅰ、Ⅱ、Ⅳ区分以外の部分 Ⅳ：都市計画区域内で都市化が極めて著しい区域 (地表面粗度区分) 風力係数： Cf ）ｍ（さ31 高の物13 築建都市計画区域の場合 Ⅱ Ⅲ 200 500 海岸線からの距離（ｍ）鋼管柱 0.90 kz 避雷針 0.90 kz 丸型アンテナ 1.20 kz (取り付け金具含む) 箱型アンテナ 1.40 kz (取り付け金具含む) 給電線およびケーブル類 0.90 kz 装柱物 1.60 kz (3) 地震時の地域係数と地盤種別地域係数： 0.9 標準せん断力係数： 0.3 地盤種別：第2種(普通) (4) 地表面租度区分と係数風は常に一定の強さで吹いているわけではなく、強弱がある。そこで、風を受けて建築物が揺れた場合、どの位の力が働くかを計算するために考えられた係数 Gf:ガスト影響係数　：　1 2. 風荷重の算定段付直管データ断面2 断面積断面係次ﾓｰﾒ A 数Z ﾝﾄＩ（cm2）（cm3）（cm4）高さ節長口径厚さ単位重量節重量 (m) (m) (mm) （mm) （N/m）（kN） 1 １節 6.978 1.245 114.3 3.0 80.8 0.101 10.49 28.4 163 2 ２節 5.733 1.245 114.3 3.0 80.8 0.101 10.49 28.4 163 3 ３節 4.488 1.296 114.3 3.0 80.8 0.105 10.49 28.4 163 4 ４節 3.192 1.596 267.4 5.5 348.6 0.556 45.25 290.3 3882 5 ５節 1.596 1.596 267.4 5.5 348.6 0.556 45.25 290.3 3882 地際 0.000 分割 267.4 1.419 検討位置検討断面高さ（ｍ） 1 位置１ 0.000 1 断面2 3.192 0 断面3 0 断面4 2 6.978 1節 5.733 ２節 4.488 ３節 3.192 ４節 1.596 ５節 0.000 0 .0 0 さ深れ入根 2-1.地際 (1)速度圧の算定基準風速速度圧 Vo： 34.0 (m/s) q= 0.6 ・ E ・ Vo 地表面粗度区分： Ⅲ 2 地上高さ H： 6.98 (m) = 0.947 (kN/m2) ここで、 ZG = 450 α = 0.20 Er = 1.7 ( H / ZG ) α Gf = 2.500 = 0.739 2 = 1.365 E = Er ・ Gf (2)支持物の風荷重の算定作用高風力係数 (m) h (m) Cf kz A (m2) Q (kN) 1節 1.245 6.978 0.90 1.00 0.142 0.121 0.844 2節 1.245 5.733 0.90 0.92 0.142 0.111 0.636 3節 1.296 4.488 0.90 0.88 0.148 0.111 0.498 4節 1.596 3.192 0.90 0.88 0.427 0.320 1.021 5節 1.596 1.596 0.90 0.88 0.427 0.320 0.511 0.98 3.51 鋼管柱 SUS Φ267.4 地際モーメント節長計受風面積風荷重 6.978 M (kN･m) (3)給電線の風荷重の算定給電 - - - 計線節長作用高風力係数 (m) h (m) Cf kz A (m2) Q (kN) 受風面積風荷重地際モーメント M (kN･m) 1節 - 6.978 0.00 1.00 0.000 0.000 - 2節 - 5.733 0.00 0.92 0.000 0.000 - 3節 - 4.488 0.00 0.88 0.000 0.000 - 4節 - 3.192 0.00 0.88 0.000 0.000 - 5節 - 1.596 0.00 0.88 0.000 0.000 - 1節 - 6.978 0.00 1.00 0.000 0.000 - 2節 - 5.733 0.00 0.92 0.000 0.000 - 3節 - 4.488 0.00 0.88 0.000 0.000 - 4節 - 3.192 0.00 0.88 0.000 0.000 - 5節 - 1.596 0.00 0.88 0.000 0.000 - 1節 - 6.978 0.00 1.00 0.000 0.000 - 2節 - 5.733 0.00 0.92 0.000 0.000 - 3節 - 4.488 0.00 0.88 0.000 0.000 - 4節 - 3.192 0.00 0.88 0.000 0.000 - 5節 - 1.596 0.00 0.88 0.000 0.000 - - - (4)搭載機器の風荷重の算定搭載機器 SUSΦ76.4 地際モーメント作用高風力係数 h (m) Cf kz A (m2) Q (kN) 4.488 0.90 0.88 0.005 0.004 0.018 0.000 受風面積風荷重 M (kN･m) SUSΦ114.3 0.1143×3.200 3.192 0.90 0.88 0.366 0.275 0.878 ターンバックルΦ9 0.009×3.560 5.090 0.90 0.88 0.064 0.048 0.244 ターンバックルΦ9 0.009×3.270 5.090 0.90 0.88 0.058 0.044 0.224 ターンバックルΦ9 0.009×2.110 5.730 0.90 0.92 0.076 0.060 0.344 平角材 t=6 0.04×3.730 5.090 1.60 0.88 0.596 0.795 4.047 平角材 t=6 0.04×2.650 5.090 1.60 0.88 0.424 0.565 2.876 0 0.000 0.000 0.00 0.88 0.000 0.000 - 0 0.000 0.000 0.00 0.88 0.000 0.000 - 0 0.000 0.000 0.00 0.88 0.000 0.000 - 0 0.000 0.000 0.00 0.88 0.000 0.000 - 0 0.000 0.000 0.00 0.88 0.000 0.000 - 0 0.000 0.000 0.00 0.88 0.000 0.000 - 0 0.000 0.000 0.00 0.88 0.000 0.000 - 0 0.000 0.000 0.00 0.88 0.000 0.000 - 通信線 1 0 0.000 - - - 0.000 - 通信線 2 0 0.000 - - - 0.000 - 電源線 1 0 0.000 - - - 0.000 - 電源線 2 0 0.000 - - - 0.000 - 1.79 8.63 計 52. 0 (5)風荷重の集計支持物風荷重地際モーメント Q (kN) M (kN･m) 0.98 給電線 - 搭載機器 1.79 8.63 計 2.77 12.14 全水平力 Q= 2.77 全地際モーメント M= 12.14 頂部集中換算荷重 P= 89. 6 =H 3.51 - M H-0.25 M (kN) (kN･m) = 1.80 P (kN) 00. 0 0.00 2-2. 3.192 ｍ地上　(1)速度圧の算定基準風速速度圧 Vo： 34.0 (m/s) q= 0.6 ・ E ・ Vo 地表面粗度区分： Ⅲ 2 地上高さ H： 6.98 (m) 2 = 0.947 (kN/m ) ここで、 ZG = 450 α = 0.20 Er = 1.7 ( H / ZG ) α Gf = 2.500 = 0.739 2 = 1.365 E = Er ・ Gf (2)支持物の風荷重の算定節長作用高風力係数 (m) h (m) Cf kz A (m2) Q (kN) 1節 1.245 3.786 0.90 1.00 0.142 0.121 0.458 2節 1.245 2.541 0.90 0.92 0.142 0.111 0.282 3節 1.296 1.296 0.90 0.88 0.148 0.111 0.144 4節 0.000 0.000 0.90 0.88 0.000 0.000 - 5節 0.000 0.000 0.90 0.88 0.000 0.000 - 0.34 0.88 鋼管柱 SUS Φ267.4 計受風面積風荷重 3.786 モーメント M (kN･m) (3)給電線の風荷重の算定給電 - - - 計節長作用高風力係数 (m) h (m) Cf kz A (m2) Q (kN) 1節 1.245 3.786 0.00 1.00 0.000 0.000 - 2節 1.245 2.541 0.00 0.92 0.000 0.000 - 3節 1.296 1.296 0.00 0.88 0.000 0.000 - 4節 0.000 0.000 0.00 0.88 0.000 0.000 - 5節 0.000 0.000 0.00 0.88 0.000 0.000 - 1節 1.245 3.786 0.00 1.00 0.000 0.000 - 2節 1.245 2.541 0.00 0.92 0.000 0.000 - 3節 1.296 1.296 0.00 0.88 0.000 0.000 - 4節 0.000 0.000 0.00 0.88 0.000 0.000 - 5節 0.000 0.000 0.00 0.88 0.000 0.000 - 1節 1.245 3.786 0.00 1.00 0.000 0.000 - 2節 1.245 2.541 0.00 0.92 0.000 0.000 - 3節 1.296 1.296 0.00 0.88 0.000 0.000 - 4節 0.000 0.000 0.00 0.88 0.000 0.000 - 5節 0.000 0.000 0.00 0.88 0.000 0.000 - - - 線受風面積風荷重モーメント M (kN･m) (4)搭載機器の風荷重の算定搭載機器作用高風力係数 h (m) Cf kz A (m2) Q (kN) 1.296 0.90 0.88 0.005 0.004 0.005 0.000 SUSΦ76.4 受風面積風荷重モーメント M (kN･m) SUSΦ114.3 0.1143×3.200 0.000 0.90 0.88 0.000 0.000 - ターンバックルΦ9 0.009×3.560 1.898 0.90 0.88 0.064 0.048 0.091 ターンバックルΦ9 0.009×3.270 1.898 0.90 0.88 0.058 0.044 0.084 ターンバックルΦ9 0.009×2.110 2.538 0.90 0.92 0.076 0.060 0.152 平角材 t=6 0.04×3.730 1.898 1.60 0.88 0.596 0.795 1.509 平角材 t=6 0.04×2.650 1.898 1.60 0.88 0.424 0.565 1.072 0 0.000 0.000 0.00 0.88 0.000 0.000 - 0 0.000 0.000 0.00 0.88 0.000 0.000 - 0 0.000 0.000 0.00 0.88 0.000 0.000 - 0 0.000 0.000 0.00 0.88 0.000 0.000 - 0 0.000 0.000 0.00 0.88 0.000 0.000 - 0 0.000 0.000 0.00 0.88 0.000 0.000 - 0 0.000 0.000 0.00 0.88 0.000 0.000 - 0 0.000 0.000 0.00 0.88 0.000 0.000 - 通信線 1 0 0.000 - - - 0.000 - 通信線 2 0 0.000 - - - 0.000 - 電源線 1 0 0.000 - - - 0.000 - 電源線 2 0 0.000 - - - 0.000 - 1.52 2.91 計 52. 0 (4)風荷重の集計支持物風荷重モーメント Q (kN) M (kN･m) 0.34 給電線 6 8 .7 3 1.52 2.91 計 1.86 3.79 全水平力 Q= 1.86 (kN) 全地際モーメント M= 3.79 (kN･m) P= M - 搭載機器頂部集中換算荷重 H 0.88 - P M H-0.25 = 1.07 2 9 1. 3 (kN) 00. 0 0.00 3.地震荷重の算定 3-1.地際 (1)節間重量の算定支持物および搭載機器鋼管柱 SUS Φ267.4 作用高 6.978 節　間　重　量　(kN) 1節 6.98 - 2節 5.73 5.73 0.101 - 4.49 4.49 0.101 4.488 SUSΦ114.3 3.192 ターンバックルΦ9 5.090 0.024 ターンバックルΦ9 5.090 0.022 ターンバックルΦ9 5.730 0.027 平角材 t=6 5.090 0.274 平角材 t=6 5.090 0.196 0.000 0 0.000 0 0.000 0 0.000 0 0.000 0 0.000 0 0.000 0 - 4節 3.19 3.19 0.105 - 5節 1.60 1.60 0.556 - 0.00 0.556 0.130 SUSΦ76.4 0 3節 0.300 0.000 給電線 1 0.000 給電線 2 0.000 給電線 3 0.000 小計計 (W) 0.101 0.644 0.235 2.392 0.856 0.556 (2)地震荷重の算定(建築基準法施行令第88条による) 層せん断力 Qi = Ci ･ W (kN) 層せん断力係数 Ci = Z ･ Rt ･ Ai ･ Co 0.9 ここで　Z ：地域係数 1 Rt ：振動特性係数 (鋼管柱の一次固有周期) T = 0.03H = 0.21 (sec) (地盤係数(第2種)) Tc = 0.60 (sec) (T＜Tc) Ai ：層せん断力分布係数   1 2T − αi  ⋅  1 + 3T αi  Ai = 1 +    Co ：標準せん断力係数節 0.3 節長節間重量節上重量重量比分布係数層せん断力層せん断力地震荷重モーメント Qi (kN) Q (kN) M (kN･m) 0.606 0.061 0.061 0.076 1.381 0.373 0.278 0.217 0.422 0.410 1.296 0.350 0.343 0.065 0.867 1.836 0.768 1.096 0.296 0.543 0.200 1.734 0.556 2.392 1.000 1.000 0.270 0.646 0.103 2.765 高さ張力モーメント h (m) Q (kN) M (kN･m) 通信線 1 0.00 0.000 - 地際モーメント水平力通信線 2 0.00 0.000 - M (kN･m) Q (kN) 電源線 1 0.00 0.000 - 地震荷重による電源線 2 0.00 0.000 - 張力による 0.000 - 計 h (m) Wi (kN) W (kN) αi Ai 係数　Ci 1 1.25 0.101 0.101 0.042 2.243 2 1.25 0.644 0.745 0.311 3 1.30 0.235 0.980 4 1.60 0.856 5 1.60 引　込　線計全水平力 Q= 0.65 (kN) 全地際モーメント M= 2.77 (kN･m) 頂部集中換算荷重 P= 0.41 (kN) 2.765 2.77 0.646 0.65 (3)地震荷重の算定(平成12年建設省告示第1449号) モーメント Mi = 0.4 ･ h ･ Csi ･ W せん断力 Qi = Csi ･ W (kN･m) ここで　Csi = 0.3 ･ Z ･ ( 1 - hi / H ) 0.9 Z ：地域係数高さ重量計 Csi h (m) W (kN) 1 6.98 2.392 0.000 2 5.73 2.392 3 4.49 4 せん断力地震荷重モーメント Qi (kN) Q (kN) Mi (kN･m) 0.000 0.000 - 0.048 0.115 0.115 0.320 2.392 0.096 0.230 0.115 0.641 3.19 2.392 0.146 0.349 0.119 0.975 5 1.60 2.392 0.208 0.498 0.149 1.389 CL 0.00 2.392 0.270 0.646 0.148 1.803 節高さ張力モーメント h (m) Q (kN) M (kN･m) 通信線1 0.00 0.000 - 地際モーメント水平力通信線2 0.00 0.000 - M (kN･m) Q (kN) 電源線1 0.00 0.000 - 地震荷重による電源線2 0.00 0.000 - 張力による 0.000 - 計引　込　線計全水平力 Q= 0.65 (kN) 全地際モーメント M= 1.80 (kN･m) 頂部集中換算荷重 P= 0.27 (kN) 1.803 1.80 0.646 0.65 3-2. 地上 3.192 m (1)節間重量の算定支持物および搭載機器鋼管柱作用高 SUS Φ267.4 3.192 節　間　重　量　(kN) 1節 6.98 - 2節 5.73 5.73 0.101 - 4.49 4.49 0.101 SUSΦ76.4 4.488 SUSΦ114.3 3.192 ターンバックルΦ9 5.090 0.024 ターンバックルΦ9 5.090 0.022 ターンバックルΦ9 5.730 0.027 平角材 t=6 5.090 0.274 平角材 t=6 5.090 0.196 0 0.000 0 0.000 0 0.000 0 0.000 0 0.000 0 0.000 0 0.000 0 0.000 給電線 1 0 0.000 給電線 2 0 0.000 給電線 3 0 0.000 小計計 (W) 3節 - 3.19 3.19 0.105 0.130 0.101 0.644 4節 0.235 0.980 - 5節 1.60 1.60 - 0.00 (2)地震荷重の算定(建築基準法施行令第88条による) 層せん断力 Qi = Ci ･ W (kN) 層せん断力係数 Ci = Z ･ Rt ･ Ai ･ Co 0.9 ここで　Z ：地域係数 1 Rt ：振動特性係数 (鋼管柱の一次固有周期) T = 0.03H = 0.21 (sec) (地盤係数(第2種)) Tc = 0.60 (sec) (T＜Tc) Ai ：層せん断力分布係数   1 2T − αi  ⋅  1 + 3T αi  Ai = 1 +    Co ：標準せん断力係数節 0.3 節長節間重量節上重量重量比分布係数層せん断力層せん断力地震荷重モーメント h (m) Wi (kN) W (kN) αi Ai 係数　Ci 1 1.25 0.101 0.101 0.103 1.774 2 1.25 0.644 0.745 0.760 3 1.30 0.235 0.980 4 0.00 5 0.00 Qi (kN) Q (kN) M (kN･m) 0.479 0.048 0.048 0.060 1.099 0.297 0.221 0.173 0.335 1.000 1.000 0.270 0.265 0.044 0.678 0.980 1.000 1.000 0.270 0.265 0.000 0.678 0.980 1.000 1.000 0.270 0.265 0.000 0.678 高さ張力モーメント h (m) Q (kN) M (kN･m) 通信線 1 0.00 0.000 - モーメント水平力通信線 2 0.00 0.000 - M (kN･m) Q (kN) 電源線 1 0.00 0.000 - 地震荷重による電源線 2 0.00 0.000 - 張力による 0.000 - 計引　込　線計全水平力 Q= 0.27 (kN) 全地際モーメント M= 0.68 (kN･m) 頂部集中換算荷重 P= 0.10 (kN) 0.678 0.68 0.265 0.27 (3)地震荷重の算定(平成12年建設省告示第1449号) モーメント Mi = 0.4 ･ h ･ Csi ･ W せん断力 Qi = Csi ･ W (kN･m) ここで　Csi = 0.3 ･ Z ･ ( 1 - hi / H ) 0.9 Z ：地域係数高さ重量計せん断力地震荷重モーメント h (m) W (kN) Qi (kN) Q (kN) Mi (kN･m) 1 3.79 0.980 0.000 0.000 0.000 - 2 2.54 0.980 0.048 0.047 0.047 0.071 3 1.30 0.980 0.096 0.094 0.047 0.142 4 0.00 0.980 0.146 0.143 0.049 0.217 5 0.00 0.980 0.208 0.204 0.061 0.309 CL 0.00 0.980 0.270 0.265 0.061 0.401 節 Csi 高さ張力モーメント h (m) Q (kN) M (kN･m) 通信線1 0.00 0.000 - 地際モーメント水平力通信線2 0.00 0.000 - M (kN･m) Q (kN) 電源線1 0.00 0.000 - 地震荷重による電源線2 0.00 0.000 - 張力による 0.000 - 計引　込　線計全水平力 Q= 0.27 (kN) 全地際モーメント M= 0.40 (kN･m) 頂部集中換算荷重 P= 0.06 (kN) 0.401 0.40 0.265 0.27 4.支持物の検討 4-1.　地際 (1)風荷重・地震荷重のまとめ水平力作　用　荷　重風荷鉛直力地際モーメント頂部集中換算荷重 (kN) (kN) (kN･m) (kN) 最大 ○ 重 2.77 2.39 12.14 1.80 地震荷重(施行令88条) 0.65 2.39 2.77 0.41 地震荷重(告示1449号) 0.65 2.39 1.80 0.27 (2)支持物検討 ( 鋼管柱ひび割れ試験荷重頂部集中換算荷重 76 = 13.84 ≧ 1.00 ・・・ OK N×10³ A×10² 12.14 ×10⁶ 163 ×10³ = 鋼管柱 24.92 1.80 = (ａ) 引張応力度の照査 ⁶ + σ = M×10 Z×10³ = ) + ≦ σa = 2.39 ×10³ 24.92 ×10² 210 (N/㎜²) OK 120 (N/㎜²) OK (ｂ) せん断応力度の照査 τ= = = S×10³ A×10² 2.77 ×10³ 24.92 ×10² 1.0 ≦ τa = 3.192 ｍ 4-2.　地上 (1)風荷重・地震荷重のまとめ作　用　荷　重風荷重地震荷重(施行令88条) 地震荷重(告示1449号) (2)支持物検討 ( 鋼管柱水平力 (kN) 1.86 0.27 0.27 ) 鉛直力 (kN) 0.98 0.98 0.98 モーメント (kN･m) 3.79 0.68 0.40 鋼管柱ひび割れ試験荷重 24.92 = = 13.84 頂部集中換算荷重 1.80 (ａ) 引張応力度の照査 ⁶ + N×10³ σ = M×10 Z×10³ A×10² 3.79 ×10⁶ 0.98 ×10³ = + 28 ×10³ 10.49 ×10² = 134 ≦ σa = 210 (N/㎜²) OK 120 (N/㎜²) OK (ｂ) せん断応力度の照査 S×10³ A×10² 1.86 ×10³ = 10.49 ×10² 2.0 ≦ τa = = 頂部集中換算荷重 (kN) 最大 1.07 ○ 0.10 0.06 τ= ≧ 1.00 ・・・ OK