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簡易擁壁構造計算 

擁壁の簡易な構造計算をします。
I型、L型、逆L型、逆T型の計算が可能です。
(2002年に開発が終了していますのでフリーソフトとさせていただきます。)

yoheki.zip(827KB)ダウンロード
(2002年の)学会規準を参考に計算しています。
地域条例は考慮していません。
水圧や上部荷重は考慮されていません。地震時検討もしていません。
あくまで2002年の規準を参考に計算しているので注意してください。
(2002年に開発が終了していますのでフリーソフトとさせていただきます。)

 

 

 
計算例

1.設計条件
Φ=30
粘着力c=0
土の単位重量γ=17
コンクリート単位重量=24
主働土圧係数=0.4
根入深さDf=0.55
基礎幅B=4.25
擁壁高さHd=3

2.形状の仮定
Hd=3m
L1=2m
L2=2m
L3=0.3m
t1=0.25m
t2=0.25m
t3=0.25m
                 t1=   250
                    ┌─┐
                                        GL▼
                    ┏━┓─────┬────
                    ┃  ┃          │        
                    ┃  ┃          │        
                    ┃  ┃          │        
                    ┃  ┃          │Hd=  3000
                    ┃  ┃          │  
GL▼                ┃  ┃          │  
────┬─────┃  ┃          ┤  
        │          ┃  ┃          │L3=   300
根入深さ│          ┃  ┃          │ 
Df=     │  ┏━━━┛  ┗━━━┓  ┤
   550  │  ┃                  ┃  │t3=   250
        └  ┗━━━━━━━━━┛  ┘
            A部 D部 D'部 B部
            └───┴─┴───┘
             L2=     t2=     L1= 
               2000     250    2000

3.荷重・安定モーメント・偏心モーメント
h=   3.550m
分布土圧(単位面積当たり)
  pa=Ka・γ・h=   0.400×  17.000×   3.550=  24.140kN/m2
分布土圧(単位巾当たり)
  Pa=pa・h/2=  24.140×   3.550÷2=  42.850kN
転倒モーメントMo=
  Mo=Pa・h/3=  42.850×   3.550÷3=  50.710kN・m
┌─────┬────────┬─────┬─────┬─────┬─────┐
│ 部位  │B×H×γ=Wi(kN)│    f(m) │f・Wi(kN・m)│    e(m) │e・Wi(kN・m)│
├─────┼────────┼─────┼─────┼─────┼─────┤
│背面土  │          112.20│      3.25│    364.65│     -1.12│   -126.22│
│壁版   │           19.80│      2.13│     42.07│      0.00│      0.00│
│前面土  │           10.20│      1.00│     10.20│      1.13│     11.48│
│基礎スラブ│           25.50│      2.13│     54.19│      0.00│      0.00│
└─────┴────────┴─────┴─────┴─────┴─────┘
合計:
  ΣWi= 167.700kN
  Ma=Σ(fW)= 471.110kN・m
  Me=Σ(eW)=-114.740kN・m

4.滑動に対する検討
μ=   0.400
安全率
 F=μ・ΣWi/Pa
  =   0.400× 167.700÷  42.850=   1.570>1.5 故にOK

5.転倒に対する検討
安全率
 F=Ma/Mo=
  = 471.110÷  50.710=   9.290>1.5 故にOK

6.接地圧の検討
設計モーメント
M=Mo+Me=  50.710+(-114.740)=   0.000
(設計モーメントが負の値になるので背面側の受働土圧の抵抗を考慮して0とする)
底面積  A=1.00×   4.250=   4.250m2
断面係数 Z=1.00×   4.250×   4.250/6=   3.010m3
以上より
接地圧
 σ=ΣW/A ± M/Z=
 = 167.700÷   4.250±   0.000÷   3.010
 =  39.460±   0.000
 ={  39.460 ,   39.460}

次に支持力公式によって地盤支持力を求める
 粘着力      c=   0.000
 土の単位体積重量 γ1=γ2=  17.000
 基礎幅      B=   4.250
 根入れ深さ    Df=   0.550
基礎の形状が連続基礎であるから
 形状係数 α=   1.000 β=   0.500
 また φ=  30.000°より
 支持力係数 Nc=  16.200 Nr=   7.500 Nq=  12.600
支持力公式を用いて、
Lqa=1/3(α・c・Nc+β・γ1・B・Nr+γ2・Df・Nq)
   = 129.580kN/?
以上より
接地圧 σ=      39.46< Lqa=     129.58 故にOK


支持力係数Nc,Nr,Nqの表
φ(度) Nc Nr Nq
┌───┬──┬───┬──┐
│φ(度)│Nc│ Nr │Nq│
├───┼──┼───┼──┤
│ 0    │ 5.3│   0  │ 3  │
│ 5    │ 5.3│   0  │ 3.4│
│10    │ 5.3│   0  │ 3.9│
│15    │ 6.5│   1.2│ 4.7│
│20    │ 7.9│   2  │ 5.9│
│25    │ 9.9│   3.3│ 7.6│
│28    │11.4│   4.4│ 9.1│
│32    │20.9│  10.6│16.1│
│36    │42.2│  30.5│33.6│
│40    │95.7│ 114  │83.2│
│40    │95.7│ 114  │83.2│
└───┴──┴───┴──┘


7.断面算定

a)壁版
基礎スラブよりの片持梁として応力を求める
h=   3.550m
Ka=   0.400
Ma=(1/6)・(Kaγh^3)
  =(1/6)×   0.400×  17.000×   3.550^3
  =  40.730kN・m
D=  25.000cm
かぶり厚を50mmとして、d=  20.000cm
j=(7/8)・d=  17.500cm
鉄筋SD−295を使用する
ft=20 kN/cm2
at=Ma/(ft・j)
  =(   40.73×100)/(   20.00×   17.50)
  =   11.64cm2

b)基礎スラブ
                     ┃    ┃      
                     ┃    ┃      
    5.10kN/m2┌───┨    ┠───┐   56.10kN/m2
             │      ┃    ┃      │
    6.00kN/m2├………┨    ┠………┤    6.00kN/m2
             │      ┃    ┃      │
             ┝━━━┛    ┗━━━┥
         A部│  D部│    │D'部 │B部
             │      │    │     /   39.46kN/m2
             │      │    │   /
             │      │    │ /
             │      │     /   39.46kN/m2
             │      │   /
             │      │ /
             │       /
             │     /   39.46kN/m2
             │   /
             │ /
             レ   39.46kN/m2

●BD'部
L=   2.000m
Q=(1/2)×(  39.460+  39.460)×   2.000−(  56.100+   6.000)×   2.000
 =  78.920− 124.200
 = -45.280kN
M=  78.920×   1.000− 124.200×   1.000
 =  45.280kN・m
D=  25.000cm
かぶり厚を70mmとしてd=  18.000cm
j=(7/8)・d=  15.750cm
at=M/(ft・j)
 =4528.000÷(  20.000×  15.750)=  14.370cm2
Fc=18N/mm2とすると、許容付着応力度はFc/10より
Φ=Q/(fb・j)
 = -45.280÷(   0.180×  15.750)=  15.970cm

●AD部
L=   2.000m
Q=(1/2)×(  39.460+  39.460)×   2.000−(   5.100+   6.000)×   2.000
 =  22.200−  78.920
 =  56.720kN
M=  22.200×   1.000−  78.920×   1.000
 =  56.720kN・m
D=  25.000cm
かぶり厚を70mmとしてd=  18.000cm
j=(7/8)・d=  15.750cm
at=M/(ft・j)
 =5672.000÷(  20.000×  15.750)=  16.210cm2
Fc=18N/mm2とすると、許容付着応力度はFc/10より
Φ=Q/(fb・j)
 =  56.720÷(   0.180×  15.750)=  20.010cm

           鉄筋ピッチ一覧表

┌───┬────┬────┬────┐
│ 鉄筋 │  壁版  │BD'部 │ AD部 │
├───┼────┼────┼────┤
│   D13│    --cm│    --cm│    --cm│
│   D16│    --cm│    --cm│    --cm│
│   D19│    15cm│    15cm│    --cm│
│   D22│    25cm│    20cm│    15cm│
│   D25│    25cm│    25cm│    25cm│
└───┴────┴────┴────┘
上記表の注意点:
1.ピッチは5cm単位に丸めてあります。
2.20%の余力を持たせて計算しています。
3.ピッチが25cm以上のものは25cmに丸めています。

 
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