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製品概要

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本アプリケーションでは、非線形FEM解析で一番大変な解析モデルの作成を、既設管きょの埋設条件、形状寸法、劣化状態および材料条件等を入力することにより自動作成するため、非線形FEM解析を意識することなく、既設管きょの構造性能評価を行い、評価結果を報告書形式で出力することが可能です。

「下水道既設管きょの構造計算AS-Fracs」は、日本工営 株式会社との共同開発により作成されたアプリケーションです。

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機能詳細

常時の検討

常時の照査では、コンクリートのひび割れを考慮した非線形FEM解析により、既設管きょの劣化状態等を反映した既設管きょの終局耐荷力を評価し、限界状態設計法に基づく健全度評価を行うことが可能で、、「管きょ更生工法における設計・施工管理ガイドライン-2017年版-」等の基準書と同様な設計手法により既設管きょに対して、限界状態設計法である使用限界状態(ひび割れ)の照査後、終局限界状態(破壊)の安全性の確認を行うことが可能です。
また、本アプリケーションによる常時の解析結果は、外圧試験結果と比較検証され、ひび割れ発生荷重と最大荷重を精度良く算出でき、破壊に至るまでのひび割れ進展・変形挙動についてもほぼ一致することが確認されています。

  • 対象断面形状として円形、矩形、馬蹄形および蓋掛けの4タイプの照査が可能。
  • 下水道既設管きょの健全度評価の内、構造性能についての評価が可能。
  • 照査手法は、「荷重係数により照査」または「断面力により照査」から選択可能。
  • 照査方法を「断面力により照査」を選択した場合、曲げ挙動が支配的な場合は軸力の照査を省略すること、およびせん断耐力の算出に実験値または力学モデルを考慮することが可能。
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  • 既設管きょの土被りおよび地表面からの地下水位を入力することにより、鉛直土圧、水平土圧および地下水圧を解析モデルに自動設定。また、水平土圧を無視することも可能。
  • 底版下面には、「底版反力」または「固定(剛体基礎)」を選択可能。
  • 円形管きょの場合は、鉛直土圧公式を「直土圧式」または、「緩み土圧式」から選択可能。
    また、「緩み土圧式」として「下水道推進工法の指針と解説-2010年版- 公益社団法人日本下水道協会」または「下水道推進工法の指針と解説-2003年版- 公益社団法人日本下水道協会」を選択可能。
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  • 活荷重は、「自動車荷重」「軌道荷重(EA荷重)」または「上載荷重(等分布荷重)」を選択可能。
  • 鉛直方向および水平方向の活荷重を個々に考慮することが可能で、鉛直方向のみ、水平方向のみ、または、鉛直方向と水平方向を同時に考慮することが可能。
  • 自動車荷重に考慮する衝撃係数は任意に設定可能で、また、衝撃係数を考慮する判定土被りも任意に設定することが可能。
  • 円形および矩形きょでは、予め登録された製品(製品名称・呼び寸法・形状寸法・配筋)を選択可能。
  • 馬蹄きょの形状は「2R馬蹄きょ」「3R馬蹄きょ」「4R馬蹄きょ」または「任意馬蹄きょ」を選択可能。
  • 蓋掛けきょでは、「蓋部」と「側壁・底版部」それぞれにコンクリートおよび鉄筋の材料強度を設定可能。
  • 配筋は各部位毎に設定が可能。また、矩形きょでは頂版および底版のハンチ筋を、蓋掛けきょでは底版のハンチ筋を考慮することが可能。
  • 部材の劣化状態として、各部位毎の腐食量(部材厚および鉄筋量)を考慮可能。
  • コンクリートおよび鉄筋の劣化状態を材料強度により設定可能。
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  • 任意荷重(死荷重または活荷重)として分布荷重を、各部位(底版以外)に設定可能。

地震時の検討

地震時の照査では、常時の照査と同様なコンクリートのひび割れを考慮した非線形FEM解析により、既設管きょの劣化状態等を反映した既設管きょの終局耐荷力を評価し、限界状態設計法に基づく健全度評価を行うことが可能で、「管きょ更生工法における設計・施工管理ガイドライン-2017年版-」等の基準書と同様な設計手法により既設管きょの鉛直断面に対して、限界状態設計法である使用限界状態(ひび割れ)の照査後、終局限界状態(破壊)の安全性の確認を行うことが可能です。
また、管の浮上がりの検討および周辺地盤の液状化の検討を行うことが可能です。

地震時の鉛直断面の検討では、下水道既設管きょに対して、常時の荷重のほかに、応答変位法による深さ方向の相対変位を地盤バネを介して外力に変換した地震時水平荷重および外周面に作用する地震時周面せん断力の荷重条件をもとに、コンクリートのひび割れを考慮した非線形FEM解析により、既設管きょの劣化状態等を反映した既設管きょの終局耐荷力を評価し、限界状態設計法に基づく健全度評価を行うことが可能です。

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  • 対象断面形状として、「常時の検討」と同様に円形、矩形、馬蹄形および蓋掛けの4タイプの照査が可能。
  • 埋設条件および既設条件は、「常時の検討」と同様な設計条件を設定することが可能。
  • 部材の劣化状態として、「常時の検討」と同様に各部位毎の腐食量(部材厚および鉄筋量)を考慮可能。また、コンクリートおよび鉄筋の劣化状態を材料強度により設定可能。
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  • 表層地盤の固有周期TSを算出する時の地震時に生じるせん断ひずみの大きさを考慮した係数αDを地震動毎(レベル1・レベル2)に設定可能。また、固有周期TSを直接入力することが可能。
  • 設計応答速度を地震動毎(レベル1・レベル2)に直接入力することが可能。
  • 円形では、「下水道施設の耐震対策指針と解説-2014年版(公益社団法人日本下水道協会)」に記載されている周面せん断力を考慮することが可能。
  • 設計地震動の対象が「下水道協会2014年版」の場合は、地震時地盤ばね定数は表層地盤のせん断ひずみの大きさを考慮した動的変形係数を用いて計算することが可能。
  • 限界状態設計法により照査を行う場合、材料係数、部材係数および構造物係数を設定可能。また、荷重係数および構造解析係数を考慮することも可能。

設計地盤が地下水で飽和した砂質土および軟弱な中間土で構成されている場合、その地層の液状化の可能性の有無について判定を行うことが可能です。
また、下水道既設管きょに対して、周辺地盤の液状化に伴う浮上がりの安全性の照査を行うことが可能です。

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  • 液状化層と判定された場合の各層の液状化による沈下量を算出することが可能。
  • 液状化に対する抵抗率FLの値に応じた耐震設計上の土質定数の低減係数の算出を行うことが可能。
  • 設計地盤の液状化指数PLを算出することが可能。
  • 液状化に対する抵抗率FLが折れ線グラフで表示されるため、結果が一目で確認可能。
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  • 対象断面形状として、円形、矩形、馬蹄形および蓋掛けの4タイプの液状化に伴う浮上がりの照査が可能。
  • 埋設条件および既設条件は、「常時の検討」と同様な設計条件を設定することが可能。
  • 舗装・路盤を考慮するかしないかの選択、矩形、馬蹄形および蓋掛けきょではおよび上載土のせん断抵抗、側面の摩擦抵抗、舗装・路盤を考慮するかしないかの選択が可能。
  • 上載土の荷重、上載土のせん断抵抗、側面の摩擦抵抗の計算において、現地盤の土質条件とは別に埋戻土の土質条件を設定することが可能。

結果出力

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  • 入力条件(荷重条件)、断面力、クラック図(ひび割れ)および照査結果を画面により確認可能。
  • 断面力は、使用限界時・終局限界時の設計荷重時および「荷重係数により照査」の最大荷重時を確認することが可能。
  • クラック図(ひび割れ)は、使用限界時・終局限界時の設計荷重時、ひび割れ発生時および「荷重係数により照査」の最大荷重時を確認することが可能。
  • 照査結果は、報告書形式で出力することが可能で、Microsoft Office Wordへの出力も他の『Civil Plaza』シリーズと同様にサポート。

諸元設定

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  • 常時および地震時の照査で使用する各諸元を予め登録することが可能。
  • コンクリート材料および鉄筋材料の諸元値を登録可能。
  • 円形および矩形の既設管きょの形状寸法および配筋の諸元値を登録可能。

Civil Plaza シリーズの特徴・基本機能

  • 定期的に使用する設計条件等をあらかじめテンプレートとして登録しておくことが可能です。
    新規作成時にテンプレートを選択して作業の効率化を図ることができます。
  • ※「ボックスカルバートの構造計算」での新規作成ダイアログ例
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検討する際に複数のケース(マルチドキュメント)を同時に扱うことが簡単な操作で行えます。

  • ドキュメント間でのドラック&ドロップの機能により、計算の共通する入力データがコピーされます。
  • マウスのホイールボタンを押すと、指定したドキュメントと同じデータが入力された状態で新規計算を自動作成します。
    一部の条件を変更して比較する場合などに大変便利です。
  • 枠線「枠線の表示・非表示」「線種・太さ」「余白」の設定可能。
  • ページ番号「スタイル」「ページ番号の表示・非表示」「開始番号の数値入力」「文字書式・サイズの選択」「表示位置」の設定可能。
  • 会社名「表示・非表示」「会社名入力」「フォント選択」「表示位置」の設定可能。
  • 書式「文章の行間」「タイトル文字表示・非表示」「設定項目の文字書式・サイズの選択」の設定可能。
  • 絵図「印字される図の文字書式・サイズ」の設定可能。
  • ページ設定では、ワープロソフト等と同様の充実した設定が行え、TrueTypeフォントも使用でき、計算書類を理想のまま印刷できます。また、同時に複数の計算結果を印刷プレビューで表示することも可能です。
  • Microsoft Wordに計算結果を高速で直接出力することができ、計算書における数式や図形および表など全てWordで作成した場合と同じようにネイティブなWordデータとして出力され、見出しマップも自動的に作成されますので文章の検索や編集が容易にできます。

    ※ 直接プリンタやPDFファイルにも出力することができます。
    ※ PDFファイルを出力する場合には、別途Adobe Acrobatが必要になります。

動作環境

対応OS

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対応Office

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すべて最新バージョンでの対応となります。
一般販売されたWindows OSに向けて開発されており、「Windows LTSB/LTSC」には対応しておりません。
Civil Plazaシリーズは、32ビットアプリケーションです。
64ビット版Windowsでは、32ビット互換モードで動作します。

※ Civil Plazaは、株式会社シビルソフト開発の登録商標です。
※ Microsoft Windows 11 および Microsoft Office 2021 / Microsoft 365 は、米国マイクロソフト社の商標です。

準拠図書イメージ

準拠図書

  • 『下水道施設の耐震対策指針と解説 2025年版 公益社団法人日本下水道協会』
  • 『下水道施設の耐震対策指針と解説 2014年版 公益社団法人日本下水道協会』
  • 『下水道施設の耐震対策指針と解説 2006年版 公益社団法人日本下水道協会』
  • 『下水道施設耐震計算例-2015年版-(管路施設編) 公益社団法人日本下水道協会』
  • 『管きょ更生工法における設計・施工管理ガイドライン-2017年版- 公益社団法人日本下水道協会』
  • 『管きょ更生工法における設計・施工管理ガイドライン(案)平成23年12月 公益社団法人日本下水道協会』
  • 『道路橋示方書・同解説 Ⅴ耐震設計編 平成29年11月 公益社団法人日本下水道協会』
  • 『道路橋示方書・同解説 Ⅴ耐震設計編 平成24年3月 公益社団法人日本下水道協会』
  • 『管きょ更生工法における設計・施工管理の手引き(案)平成20年9月 公益社団法人日本下水道協会』
  • 『管更生の手引き(案)平成13年6月 公益社団法人日本下水道協会』
  • 『管きょ更生工法の耐震設計の考え方(案)と計算例 平成20年9月 公益社団法人日本下水道協会』

バージョン別 機能比較

更新履歴

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