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製品概要
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必要性・適用
2017年時点での日本全国の下水道管きょの総延長：約47万キロ
耐用年数を迎える下水道管きょ
✔
2017年時点で布設後50年を経過した下水道管きょ：約1.3万キロ(約3%)
✔ 2027年時点で布設後50年を経過した下水道管きょ：約5.3万キロ(約11%)
✔
2037年時点で布設後50年を経過した下水道管きょ：約13万キロ(約28%)
耐用年数を超えた下水道管きょの改築が必要
改築には更新(布設替工法)と長寿命化対策(更生工法)がある
非開削工法（道路を掘削することなく施工）
✔ 車両交通やその他地下埋設物への影響の低減に配慮した工法
✔
地元住民の生活環境に与える影響の低減に配慮した工法
✔ 開削工法に比べ外部不経済分を考慮すれば低コスト
✔ 開削工法に比べ短期間での施工が可能
下水道管きょ網を良好に維持するうえで、既設管きょを効率よく改築することが可能
- 更生工法は、反転工法、形成工法、さや(鞘)管工法等に、布設替工法は、開削工法と改築推進工法等に分類される。
- 「更生自立管の構造計算」は、更生材単独で自立できる強度を発揮させ、新管と同等以上の耐荷性能及び対空性能を有する自立管の内、工場内で樹脂等を配合し、既設管きょの内部で更生材を硬化させる反転工法、形成工法に対して常時、地震時の構造計算が可能なアプリケーションです。
-
既設管きょの調査
- 既設管きょの諸元、劣化状況や現場の環境等を把握
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既設管きょの健全度評価
- 改築の必要性の検討、対策工法の選定及び設計等を行うため、既設管きょの調査結果に基づき、主に流下能力及び構造性能について既設管きょの健全度を評価
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更生が必要
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「更生自立管の構造計算」
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更生工法の選定
- 施工条件、耐力、流下能力、経済性に関して比較検討し、最適な更生工法を選定
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更生工法の設計
- 選定された更生工法の要求性能を満足する設計を行う
- 工法の選定の際、同一施工条件で複数の工法に対する耐力比較がアプリで可能
- 工法の設計の内、耐荷性能(外圧、外水圧)及び耐震性能の照査がアプリで可能
土による鉛直土圧の算定は、管上部の掘削の有無や、推進工法等の非開削工法で既設管きょが施工されたか等の条件に応じた土圧公式による。
- ⇒自立管に作用する鉛直土圧の算定：ヤンセン公式を基本
- ⇒土被りが2.0m未満の自立管に作用する鉛直土圧の算定：直土圧公式
- ⇒土被りが2.0m以上の自立管に作用する鉛直土圧の算定：ヤンセン公式
※ただし、土被りが2.0m以上で、2.0mの直土圧公式で求めた土圧の方が、ヤンセン公式で求めた土圧より大きい場合は、2.0mの直土圧公式で求めた土圧を採用
- ⇒管布設時の採用した公式を採用：テルツァギー緩み土圧公式等
外水圧は、地盤条件や地下水位の変動等を考慮して適切に設定する必要がある。特に管きょが地下水位以下に設置される場合には、断面設計にあたり水圧を必要に応じて考慮する。
- 更生自立管のような薄肉円筒管に外水圧が作用すると、円筒の円周方向断面には軸力が働き、それが大きくなると円周方向断面内で座屈変形する。
- 更生自立管が外水圧によって座屈変形しようとするときには、周辺の既設管による反力が作用し、その座屈圧力は理論上の更生自立管単体の座屈圧力より向上することが多くの試験から確認されている。
- ASTM（American Society for Testing and Materials） F1216では、チモシェンコの薄肉円筒の座屈公式に既設管による支持向上係数、既設管の変形度合および安全率を加えた式を、既設管内面のライニング管材の外水圧に対する設計式としていることから、この設計式を用いて外水圧に対する必要厚さを求める。
更生自立管に作用する地震時荷重
⇒応答変位法で求めた地盤の水平振幅により管本体にかかる水平荷重
下水道施設の耐震対策指針と解説の応答変位法で用いる地盤の水平振幅計算式
⇒表層地盤のせん断弾性波速度が深さ方向に一様(均一)であることが前提
極端に表層地盤のせん断弾性波速度が深さ方向に違う地盤では下水道施設の耐震対策指針と解説の応答変位法で用いる地盤の水平振幅計算式で求めた値と実際の地震時に発生する地盤の水平変位振幅の値に大幅な差異が生じる。
実際の地震時に更生自立管に発生する断面力と下水道施設の耐震対策指針と解説の応答変位法で用いる地盤の水平振幅計算式で求めた断面力が大幅に異なる
更生自立管の耐震設計において、不経済または危険側の設計を行う恐れあり！
下水道施設耐震計算例-2015年版-(管路施設編)説明会等の質疑応答(更新版)質問48の回答より、シールドトンネルの耐震検討(土木学会)の評価方法が実際の地震時に発生する地盤の水平変位振幅に近い計算式
シールドトンネルの耐震検討(土木学会)より
実際の地盤の水平変位振幅に近い値の算出が可能な
“多層地盤（多層系せん断一次モード）の応答計算式”が必要
-
『下水道施設の耐震対策指針と解説』の応答変位法で用いる地盤の水平振幅計算式と応答変位法で用いる“多層地盤(多層系せん断一次モード)の計算式”の選択は、
【設計条件】タブにある水平変位振幅の算出方法で
機能詳細
常時の検討
反転工法および形成工法により更生された更生管きょ（円形）に対して、既設管きょの残存耐力を見込まず自らの耐力のみで外力に抵抗する自立管の設計手法により、盛土または埋戻し土および活荷重による鉛直土圧によって生じる最大曲げ応力度およびたわみ率に対して、必要な更生管厚を公益社団法人日本下水道協会発刊の「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-」、「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」または「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」を元に算出することができます。
- 土圧算定式として、「ヤンセン公式」、「鉛直土圧式」または「緩み土圧式」から選択が可能。
- 緩み土圧式は「推進工法指針（2010年版）」、「推進工法指針（2003年版）」または「推進工法指針（2000年版）」から選択が可能。
- 「ヤンセン公式」に用いる仮想掘削幅を設定するのが困難な場合、土の内部摩擦角を用いて土の緩み幅を算出することにより、仮想掘削幅を自動計算にて設定することが可能。
- 「ヤンセン公式」では、通常、「内部摩擦角 = 0°」では鉛直等分布荷重の計算ができないが、「内部摩擦角 = 0°」でも計算が可能。
- 「緩み土圧式」では、均一地盤による緩み土圧に加え、多層地盤による緩み土圧を算出することが可能。
- 更生自立管の工法名を指定することにより、あらかじめ登録された自立管の諸元（曲げ強度・曲げ弾性係数・安全率・許容たわみ率等）を設定することが可能。また、任意の諸元に変更することも可能。
- 管に作用する自動車荷重は、T荷重種類を指定することにより、あらかじめ登録されたT荷重に対する後輪荷重、車両設置幅、分布角を自動的に設定したり、任意の等分布荷重を設定することが可能。
- 自動車荷重に考慮する衝撃係数を、道路土工カルバート工指針のボックスカルバートまたはパイプカルバートに従い土被りより自動的に設定することが可能。
- 「ヤンセン公式」または「鉛直土圧式」の場合、基礎の支承角として、「60°」、「90°」または「120°」から選択が可能。また同時に全ての支承角による安全性の照査を確認することが可能。
- 最小土被り、最大土被りおよび土被りピッチを指定することにより、複数の土被りに対する安全性の照査を一括で行うことが可能。
- 任意の複数の土被りを設定することにより、区間（スパン）ごとに対する安全性の照査を、外圧強さの種類ごとに、基礎形式ごとに一括で行うことが可能。
- 各検討項目に対しての照査結果を画面により確認可能。
- 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 CivilPlaza シリーズと同様にサポート。
地下水位等による外水圧によって生じる円周方向の座屈圧力に対して安全性の照査を行い、必要な更生管厚を算出することができます。
- 照査する外水圧の位置として、「管頂位置」、「管中心位置」または「管底位置」から選択が可能。
- 更生自立管の工法名を指定することにより、あらかじめ登録された自立管の諸元（長期曲げ弾性係数、支持向上率、ポアソン比、安全率、偏平率等）を設定することが可能。また、任意の諸元に変更することも可能。
- 最小土被り、最大土被りおよび土被りピッチを指定することにより、複数の土被りに対する安全性の照査を一括で行うことが可能。
- 任意の複数の土被りを設定することにより、区間（スパン）ごとに対する安全性の照査を、外圧強さの種類ごとに、基礎形式ごとに一括で行うことが可能。
- 各検討項目に対しての照査結果を画面により確認可能。
- 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 CivilPlaza シリーズと同様にサポート。
地震時の検討
地震時の管軸方向の検討では、公益社団法人日本下水道協会発刊の「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-」、「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」または「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」を元に、一体構造管きょに準拠して更生自立管の軸方向管体応力の検討、マンホールと管きょの接続部の検討（屈曲角、抜出し量）を行い、地震時の安全性の照査を行いことが可能です。
- 対象断面形状として円形の照査が可能。
- レベル１地震動では､地震動による軸方向管体応力、屈曲角および抜出し量より、安全性の照査を行うことが可能。
- レベル２地震動では､地震動による軸方向管体応力、屈曲角および抜出し量､地盤の液状化に伴う地盤沈下による管体応力、屈曲角および抜出し量､地盤の液状化に伴う側方流動による管体応力および抜出し量より、安全性の照査を行うことが可能。
- 埋設条件、既設条件および更生条件は、基本的に｢常時の検討｣と同様な設計条件を設定することが可能。
- 設計地震動の対象基準を公益社団法人日本下水道協会発刊の「下水道施設の耐震対策指針と解説 2014年版」、「下水道施設の耐震対策指針と解説 2006年版」または公益社団法人日本水道協会発刊の「水道施設耐震工法指針・解説 2009年版」、「水道施設耐震工法指針・解説 1997年版」から選択することが可能。
- 設計地震動の対象基準が公益社団法人日本下水道協会発刊の「下水道施設の耐震対策指針と解説 2014年版」の場合、“多層地盤（多層系せん断一次モード）の応答計算式”の選択が可能。
- せん断弾性波速度Ｖｓは､｢Ｎ値より算出｣または｢実測値を入力｣から選択可能。
- 公益社団法人日本水道協会発刊の「水道施設耐震工法指針・解説 2009年版」、「水道施設耐震工法指針・解説 1997年版」によりN値から地盤のせん断弾性波速度を算出する場合、せん断歪みの大きさを地震動レベル１、レベル２ごとに「10-3」、「10-4」、「10-6」から選択することが可能。
- 固有周期ＴＳを算出する時の地盤の特性値ＴＧに乗じる係数を地震動毎（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も可能 なため、地盤の動的解析等で得られた結果を反映することも可能。
- 設計応答速度を地震動毎(レベル１地震動･レベル２地震動)に直接入力することが可能なため、地盤の動的解析等で得られた結果を反映することが可能。
- レベル２地震動では､管と地盤の滑りを考慮した検討も可能。
- 地盤の動的せん断変形係数の算出では、管の埋設層の影響に加え、表層地盤および埋戻し土の影響を考慮することが可能。また、埋設層の地盤より動的せん断変形係数を算出する場合、地盤歪みの大きさに基づく補正係数Ｃｖを震動レベル１、レベル２ごとに設定することが可能。
- 地盤の剛性係数を求めるために用いる係数C1、C2を、表層厚さと管径から計算で求める方法と、任意に設定する方法を 選択することが可能。
- 各検討項目に対しての照査結果を画面により確認可能。
- 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 CivilPlaza シリーズと同様にサポート。
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。
- 設計地震動の対象基準を「日本道路協会2017年版」、「日本道路協会2012年版」、「日本水道協会2009年版」または「下水道協会2006年版」から選択することが可能。
- 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。
- 液状化に対しる抵抗値 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。
- 液状化の判定､液状化による沈下量､土質定数の低減係数および設計地盤の液状化指数を画面により確認可能。
- 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 CivilPlaza シリーズと同様にサポート。
諸元設定
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で、追加、変更および削除等の編集を随時行うことができます。
諸元データは、安全性の照査を行うケースごとに設計条件（埋設形式、荷重および基礎形式等）と同一諸元データは、安全性の照査を行うケースごとに設計条件（埋設形式、荷重および基礎形式等）と同一データファイル内に保存されるため将来にあたっても設計当時の諸元データのまま安全性を再確認することが可能で、また、最新の諸元データに一括更新することにより、容易に安全性を再検討することもできます。
諸元データの初期値として公益社団法人日本下水道協会発刊の「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-」、「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」または「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」に記載されている各自立管の工法毎の諸元を設定。
- 更生自立管の工法ごとに更生材の諸元（工法名・材質・ガラス繊維の有無・曲げ強度・曲げ弾性係数・安全率・許容たわみ率等）を設定することが可能。
- 土圧算定式別（「ヤンセン公式」、「鉛直土圧式」、「緩み土圧式」）に基礎形状・基礎支承角別の支承角係数を設定することが可能。
- 荷重毎に総重量、前・後輪荷重、車両設置幅、分布角を設定することが可能。
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。
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 10 Enterprise LTSB」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 10 / Windows 11 および Microsoft Office 2019 / Office 2021 / Microsoft 365 は、米国マイクロソフト社の商標です。
準拠図書
- 『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』
- 『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』
- 『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』
- 『水道施設耐震工法指針・解説 2009年版 公益社団法人日本水道協会』
- 『道路橋示方書・同解説 Ⅴ耐震設計編 平成24年3月 公益社団法人日本道路協会』
- 『道路橋示方書・同解説 Ⅴ耐震設計編 平成29年11月 公益社団法人日本道路協会』
バージョン別 機能比較
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更新履歴
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