建設構造設計製図 その 1 課題：設計条件のもとで要求性能を満足するコンクリート構造物を設計する．すなわち， 使用材料（コンクリートの使用材料と配合および補強材）と構造諸元（形状，寸法，配筋） の組合せを提案し，この組合せによって達成される構造物の性能が設計条件（要求性能） を満足していることを工学的方法により照査する． １．対象構造物 桁 長 支間長 床版＋舗装 主桁 対象構造物のイメージ 断面図 コンクリート道路橋の主桁 1 本． ２．設計条件 2.1 一般条件 ・構造形式：鉄筋コンクリート単純桁橋 ・支間長 l：10.0 (m) ・供用期間：50 年 2.2 荷重条件 ・桁自重 pd：24.5 (kN/m3) 鉄筋コンクリートの単位体積質量 ・付帯荷重 pa：5.0 (kN/m) 床版，舗装，高欄など ・移動荷重 Pl：60.0 (kN)×2 載荷間隔 3m ・使用時：桁自重 pd＋付帯荷重 pa＋活荷重 Pl ・終局時：1.3×(桁自重 pd＋付帯荷重 pa)＋1.7×活荷重 Pl 3m 移動荷重 Pl 付帯荷重 pa 桁自重 pd 荷重条件 -1- 2.3 環境条件 ・海岸から 200m の距離にあり，塩分を含む大気中に曝されている． 2.4 要求性能 ・安全性：与えられた荷重条件のもとで，曲げモーメント，せん断力よる断面破壊に対し て安全性を有していること．つまり，終局荷重の作用によって曲げ破壊，せん 断破壊しないこと． ・使用性：車両や歩行者の通行時に過度なたわみや振動が生じないこと．使用荷重作用時 のたわみの最大値が支間長の 1/500 以下であること． ・疲労耐久性：繰返し荷重による疲労破壊に対して安全性を有すること．使用荷重作用時 のコンクリートおよび鉄筋の応力度が，移動荷重に等しい荷重に対する等 価繰返し回数作用時の疲労強度以下であること． ・鋼材腐食に対する耐久性：供用期間中に塩化物イオンの侵入および中性化による鋼材腐 食が生じないこと． ３．制約事項 （１）コンクリートの材料・配合 ・骨材には天然の砕石（密度 2.6～2.8 g/cm3）および海砂（密度 2.5～2.7 g/cm3）を使用 する． ・セメントの種類に拘らず圧縮強度 f’c（材齢 28 日，標準養生）とセメント水比 C/W の関 係には以下の式を用いる． f’c =－18.2 + 30.3(C/W) ・圧縮強度の変動係数は 8％とする． ・温度ひび割れを防止するため，打込み温度を 20℃とした場合の断熱温度上昇量を 60℃ 以下とする． （２）構造細目 ・コンクリート打設のため，軸方向鉄筋の水平あきは，20mm 以上，粗骨材の最大寸法の 4/3 以上，鉄筋の直径以上としなければならない．鉛直方向のあきは 20mm 以上，鉄筋の 直径以上としなければならない．また，内部振動機（直径 60mm）を桁上部より挿入する ための水平あきを確保しなければならない． -2- ４．設計作業の手順 設計条件（一般条件，荷重条件，環境条件） 使用材料の特性値（強度，拡散係数など）， 構造諸元（断面形状，寸法，配筋）を仮定 修 正 構造物の性能照査 安全性，使用性，疲労耐久性，鋼材腐食耐久性 OK コンクリートの使用材料・配合を仮定 修 正 コンクリートの性能照査 強度，塩化物イオン拡散係数，中性化速度係数 OK 終 了 ５．構造物の性能照査 構造物の性能照査は，2002 年制定土木学会コンクリート標準示方書［構造性能照査編］ および［施工編］に準拠して行う． 5.1 安全係数 構造物の安全性，使用性および疲労耐久性の照査に使用する各種安全係数 安全性 使用性 疲労耐久性 曲げ せん断 材料係数γc 1.3 1.3 1.0 1.3 γs 1.0 1.0 1.0 1.05 部材係数γb 1.2 1.3, 1.1 1.0 1.1 荷重係数γf 1.1 1.1 1.0 1.0 構造解析係数γ a 1.0 1.0 1.0 1.0 構造物係数γ i 1.1 1.1 1.0 1.0 5.2 安全性の照査 曲げモーメントに対する安全性の照査は，曲げモーメントが最大となる箇所で行い，せ ん断力に対する安全性の照査は支点から d/2（d：桁の有効高さ）だけ離れた箇所で行う． -3-
© Copyright 2024 ExpyDoc
