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構　造　計　算　書
工事名
平成26年度施工浄水場場内整備工事
平成
年
月
日
MOLTEC
目　次
§１．一般事項
----------------------------------------
1
１－１）　適用範囲
-----------------------------------
1
１－２）　工事名
-----------------------------------
1
１－３）　工事場所
-----------------------------------
1
１－４）　構造概要図
-----------------------------------
1
１－５）　使用材料及び許容応力度
１－６）　荷重
-------------------------
----------------------------------------
１－７）　準拠基準及び適用図書
§２．　断面算定の根拠
2
-----------------------------------
2
３－１）　風荷重算出の条件
-----------
3
-------------------------
3
３－２）　格子状フェンスの面積・水平力・モーメント
３－３）　支柱地際の判定
-----------
4
-------------------------
4
§４．　P種荷重による検討 （地上高1.1ｍに規定の人荷重を掛ける）
４－１）　水平荷重による検討
§５．積雪の検討
4
-----------------------------------
4
-------------------------
4
-----------------------------------
5
-----------------------------------
3
-------------------------
5
-------------------------
5
--------------------
5
-------------------------
5
-----------------------------------
6
§６．　支柱根入れ長さの検討
６－１）　水平力・モーメントの比較　６－２）　o点の曲げモーメント　：　Mo
６－３）　応力度　：　ｓδｃ
§７．基礎石の検討
4
-------------------------
４－３）　垂直荷重による検討
４－４）　断面算定
2
-------------------------
§３．風荷重時の検討（平成12年建設省告示第1454号）
４－２）　断面算定
1
７－１）　地盤及びコンクリートに関する諸数値
-----------
6
７－２）　基礎に作用する外力
-------------------------
6
７－３）　基礎の転倒モーメント
-------------------------
6
７－４）　滑動に対する検討
-------------------------
6
７－５）　転倒に対する検討
-------------------------
7
７－６）　地盤応力度に対する検討
-------------------------
7
MOLTEC
§１．一般事項
1
１－１）　適用範囲
本設計計算書は、格子状フェンス（転落防止柵）構造耐力の検討について適用する。
１－２）　工事名
平成26年度施工浄水場場内整備工事
１－３）　工事場所
＊＊＊＊
１－４）　構造概要図
１－５）　使用材料及び許容応力度
種類
名称
断面積
（ｃ㎡）
単重
（N/ｍ）
断面係数
（ｃｍ3）
支柱
□-50×50×3.2
5.727
40.86
8.16
胴縁
□-50×50×2.3
4.252
32.75
6.3
主柱受風幅
50 mm
胴縁受風幅
50 mm
スパン
1500 mm
鋼材
SS400、STK400
Lft = 156 N/㎟
コンクリート
18-40-5　相当
Lfc = 6 N/㎟
地耐力
Lfe＞　100 KN/㎡
MOLTEC
１－６）　荷重
2
P種荷重
転落防止柵の時 （北海道開発局、歩行者・自転車用柵の設置区間、種別の設定　より抜粋）
種別 設計強度(N/m以上) 設置目的 適用路線
垂直荷重
590
水平荷重
390
垂直荷重
980
水平荷重
2500
P
SP
備考
転落防止
荷重は、防護柵の最上部に
横断防止 一般国道 作用するものとする。この
地域高規 時種別のPにあっては部材
格道路 の耐力を許容限度として設
転落防止
計することができる。
１－７）　準拠基準及び適用図書
『建築基準法・同施工令』
『鋼構造設計基準』
・・・・・・・
日本建築学会
『防護柵の設置基準・同解説』
・・・・・・・
日本道路協会
『車両用防護柵標準仕様・同解説』
・・・・・・・
日本道路協会
§２．　断面算定の根拠
建築基準法施工令　第３款　許容応力度　（鋼材等）　第９０条より　鋼材の許容応力度が
下記数値を満足するよう検証する。
（以下建築基準法より抜粋）
第90条　鋼材等の許容応力度は、次の表１又は表２の数値によらなければならない。
第90条
表１
長期に生ずる力に対する許容応力度（単位　１平 短期に生ずる力に対する許容応力度（単位　１平
種類／許容応力 方ミリメートルにつきニュートン）
方ミリメートルにつきニュートン）
度
圧縮
引張り
曲げ
せん断
圧縮
引張り
曲げ
せん断
炭素 構造用鋼材
網 ボルト 黒皮
F／1.5
F／1.5
F／1.5
－
F／1.5
－
F／1.5√3 長期に生ずる力に対する圧縮、引張り、曲げ又は
せん断の許容応力度のそれぞれの数値の1.5倍と
－
する。
以下省略
この表において、Ｆは、鋼材等の種類及び品質に応じて国土交通大臣が定める基準強度（単位　１平方ミリメートルにつ
きニュートン）を表すものとする。
建築基準法施行令（昭和25年政令第338号）第90条、第92条、第96条及び第98条の規定に基づき、
鋼材等及び溶接部の許容応力度並びに鋼材等及び溶接部の材料強度の基準強度を次のように定める。
第1 鋼材等の許容応力度の基準強度
第1
一　鋼材等の許容応力度の基準強度は、次号に定めるもののほか、次の表の数値とする。
表２
基準強度
鋼材等の種類及び品質
（単位　N/mm2)
SKK400
炭
素
鋼
構
造
用
鋼
材
STK400
STKR400
235（鋼材の厚さ
が40ｍｍ以下の
もの）
SS400
・
・
MOLTEC
§３．風荷重時の検討（平成12年建設省告示第1454号）
3
３－１）風荷重算出の条件
建築場所
＊＊＊＊
建物の高さ
H = 1.8 m ＜ 10 m
風速
Vo = 30 m／sec
北海道の基準風速　（ｍ／ｓ）　５０音順
厚
岸
町 32 雄
武
町 32 札
幌
市 32 千
歳
市 32 登
別
市 34 鵡
川
町 34
厚
田
郡 32 奥
尻
郡 34 様
似
郡 32 天
塩
郡 32 函
館
市 34 室
蘭
市 34
厚
真
町 34 興
部
町 32 佐 呂 間 町 32 常
呂
町 32 浜
中
町 34 目
梨
郡 34
網
走
市 32 小
樽
市 32 静
内
郡 32 苫 小 牧 市 34 浜
益
郡 32 女 満 別 町 32
虻
田
郡 34 音威子府村 32 標
津
郡 34 苫
前
郡 32 早
来
町 34 紋
別
市 32
石
狩
郡 32 上
郡 34 島
牧
郡 34 中
川
町 32 美
深
町 32 門
別
町 34
石
狩
市 32 上 湧 別 町 32 下
川
町 32 長
沼
町 32 美
幌
町 32 山
越
郡 34
磯
谷
郡 34 亀
田
郡 34 積
丹
郡 34 名
寄
市 32 檜
山
郡 34 湧
別
町 32
岩
内
町 36 茅
部
郡 34 斜
里
町 34 東 藻 琴 村 32 平
取
町 32 由
仁
町 32
有
珠
郡 34 川
上
郡 32 白
老
郡 34 南
幌
町 32 風
連
町 32 余
市
郡 34
浦
河
郡 32 北 広 島 市 32 寿
都
郡 34 新
冠
郡 32 古
宇
郡 34 利
尻
郡 32
枝
幸
郡 32 共
和
町 34 瀬
棚
郡 34 西 興 部 村 32 穂
別
町 32 留
萌
郡 32
恵
庭
市 32 清
里
町 32 宗
谷
郡 32 爾
志
郡 34 幌
泉
郡 32 留
萌
市 32
江
別
市 32 久
遠
郡 34 伊
達
市 34 根
室
市 34 増
毛
郡 32 礼
文
郡 32
追
分
町 32 小 清 水 町 32 端
野
町 32 野
付
郡 34 三
石
郡 32 稚
内
市 32
磯
そ の 他 地域
地表面祖度区分
30
Ⅲ　（Ⅰ・Ⅱ・Ⅳ以外の区域）
Zb = 5 m
Zg = 450 m
α = 0.2
地表面粗度区分は、平成１２年建設省告示第１４５４号によりⅠ～Ⅳの４区分に
分類されています。都市計画区域内か否か、海岸線、湖岸線からの距離、建築物
の高さにより適用が分かれています。
地表面粗度区分ⅠとⅣについては，特定行政庁が規則で定めることができると
されていますが、現在のところ、本道では定めていませんので、地表面粗度区分は
ⅡかⅢとなります。
＊地表面祖度区分の決定・・・北海道庁ＨＰより転載
ガスト影響係数
Gf = 2.5
高さ方向分布係数
H = 1.8 m ≦ Zb = 5 m
Er = 1.7×（Zｂ／Zg　）＾α = 1.7×( 5／450 )^0.2 = 0.691
速度影響係数
E = Er^2×Gf = 0.691^2　× 2.5 = 1.194
風力係数
H = 1.8 m ＜ 5 m
Kz = 1
金網その他板状の構造物
Cf = 1.4 × Kz = 1.4 × 1 = 1.4
MOLTEC
３－２）格子状フェンスの面積・水平力・モーメント
4
格子状フェンスの受風面積
支柱
0.05×1.8 = 0.09 ㎡
胴縁
0.05×1.45×2 = 0.15 ㎡
格子
（ 0.019×0.15×2 + 0.019×1.35 ） × 12 = 0.38 ㎡
合計
0.09 + 0.15 + 0.38 = 0.62 ㎡
速度圧
ｑ　=　0.6×E×Vo^2 = 0.6×1.194×30^2 = 644.8 N／㎡
風圧力
PW = Cf × A × ｑ　（N）
Cf ： 風力係数
A ： 受圧面積　（　㎡　）
ｑ ： 速度圧　= 644.8 N／㎡
水平力
支柱
1.4 × 0.09 × 644.8 = 81.24 N
胴縁
1.4 × 0.15 × 644.8 = 135.41 N
格子
1.4 × 0.38 × 644.8 = 343.03 N
ΣP = 81.24 + 135.41 + 343.03 = 559.68 N
支柱地際に作用するモーメント
支柱
81.24 × 0.9 = 73.1 N・m
胴縁
135.41 × 0.925 = 125.3 N・m
格子
343.03 × 0.925 = 317.3 N・m
ΣＭ = 73.1 + 125.3 + 317.3 = 515.7 N・m
３－３）支柱地際の判定
支柱地際の許容応力度
51570／8.16 = 6320 ＜ 23500
ＯＫ
§４．　P種荷重による検討 （地上高1.1ｍに規定の人荷重を掛ける）
４－１）　水平荷重による検討
水平力 = 390 N/m
支柱地際に作用するモーメントは
390 × 1.5 × 1.1 = 643.5 N・m
４－２）　断面算定
使用部材　□-50×50×3.2
断面係数　= 8.16 ㎤
ｓδｂ = Mk／Zx = 64350／8.16 = 7886 N／㎠ = 78.86 N／㎟
ｓδｂ／ｓｆｂ = 78.86／235 = 0.336 ＜ 1 OK
４－３）　垂直荷重による検討
垂直荷重 = 590 N/m
自重 = 32.8 × 1.5 × 2 + 9.20844435 × 1.75 × 12 = 291.8 N
291.8／1.5 = 195 N/m
合計
590 + 195 = 785 N/m
胴縁に作用するモーメントは
Mｇ=（Fmax×L^2）／8 =（ 785×1.5 ^2）／ 8 = 220.8 N・m
MOLTEC
４－４）　断面算定
5
使用部材　□-50×50×2.3
断面係数 = 6.3 ㎤
ｓδｂ = Mk／Zx = 22080／6.3 = 3504.8 N／㎠
上記より　当該部材であれば、P種荷重が作用しても安全であるといえる。
§５．積雪の検討
（積雪深より上胴縁が高い所にあるが、雪の付着、下胴縁への上載により沈降力が発生すると仮定する。）
建築基準法施行令第８６条第３項に基づく道内市町村の垂直積雪量より ＊＊＊＊ の積雪深を 1.4 ｍとする
（北海道開発局　防雪柵の実施設計　３－５－５　雪荷重より）
積雪重量により垂直方向に引っ張られる場合、最大沈降力は
Ｆmax = 0.018 × （ Ｗmax ）1.5
ここに
Ｆmax
:： 単位長さ当たりの最大沈降力　（　KN／ｍ　）
Wmax
：
単位面積当たりの最大積雪重量　（　KN／㎡　）
雪密度　= 3.5 KN／ｍ３
積雪深　= 1.4 ｍ
Ｆmax　=　0.018×（Ｗmax）^1.5　= 0.018× ( 3.5×1.4 )^1.5 = 0.195 KN/m
パネル重量 = 195 N/m
自重を考慮すれば　Ｆmax　は
Ｆmax　= 195 + 195 = 390 N／ｍ
上胴縁に作用する沈降力により、生じる曲げモーメント　：　Mg２
Mｇ2 = （ Fmax × L^2　）／8　= （ 390×1.5 2　）／ 8 = 109.6875 N・m = 10969 N・ｃｍ
上胴縁に生じる曲げ応力度　：　ｓδｂ
ｓδｂ　=　Mｇ　／Zg　= 10969／6.3 = 1741 ＜ 23500 Ｎ／㎠
ＯＫ
§６．　支柱根入れ長さの検討
６－１）水平力・モーメントの比較　風荷重の場合
転落防止柵の場合
水平力　：　ΣPH = 559.68 N
ΣPH = 429 N
曲げモーメント　：　Mmax = 515.7 N・ｍ
Mmax = 643.5 N・m
∴風荷重の 559.68 Nを採用する
６－２）　o点の曲げモーメント　：　Mo
Mo = Mmax + ΣPH × L = 559.68×( 0.9 ＋ 0.7 ) = 895.49 N・m = 89549 N・cm
６－３）　応力度　：　ｓδｃ
ｓδｃ = （ΣPH／ｂ×a ） + （Mo／Zp） 、Zp = ｂ × a2／6　より
ｓδｃ　= 429／( 5 × 40 ) + 6 × 89549／(5×40^2 ) = 69.31 N／㎠
= 0.69 ＜ sfc = 2 × 6 = 12 N／㎟
ここに　OK
ｂ
：
支柱正面幅
a
：
支柱根入れ深さ
Zp
：
断面2次モーメント　比較対象許容応力度 ：
建築基準法施工令　第91条より
圧縮強度 = 1/3 × Fc （短期は2倍）
コンクリートに　C-4　を使用すれば 1800 ×　1/3 = 600 N/㎠ = 6 N／㎟
短期であるから
6 × 2 = 12 N／㎟
MOLTEC
§７．基礎石の検討
6
７－１）　地盤及びコンクリートに関する諸数値
１）コンクリート
２）地盤
設計基準強度
Fc　= 18 N／㎟
単位体積重量
γｃ = 23 KN／㎥
単位体積重量
ｒa = 18 KN／㎥
内部摩擦角
φ = 30 °
摩擦係数
ρ = 0.55
主働土圧係数
Ka = 0.3
受働土圧係数
Kp = 3
長期地耐力
Lfe = 200 KN／㎡
３）基礎サイズ
正面幅（A) × 奥行（B） × 深さ（C） = 0.35 × 0.35 × 0.7 m
７－２）　基礎に作用する外力
曲げモーメント
Mmax = 321.75 N・m
水平力
ΣPH = 214.5 N
基礎自重
Wc = A × B × C × γｃ = 0.35 × 0.35 × 0.7 × 23 = 1.972 KN
７－３）　基礎の転倒モーメント
M = Mmax + ΣPH×C = 321.8 + 214.5 × 0.7 = 471.95 N・m = 0.472 KN・m
７－４）　滑動に対する検討
１）基礎自重による抵抗力　：　Pw
Pw = ρ × Wc = 0.55 × 1.972 = 1.085 KN
２）基礎側面の土圧による抵抗力
Pf = ρ × Ka × γa × C2 × B
= 0.55 × 0.3 × 18 × 0.67^2 × 0.35 = 0.467 KN
MOLTEC
３）基礎前面の土圧による抵抗力　：　Ps
7
2
Ps = １／2 × Kp × γa × C × A
= 0.5 × 3 × 18 × 0.67^2 × 0.35 = 4.24 KN
４）滑動抵抗力の合計　：　Pr
Pr = Pw + Pf + Ps = 1.085 + 0.467 + 4.24 = 5.792 KN
５）滑動に対する検討
Sr = Pr／ΣPH = 5.792／0.21 = 27.58 ＞ 1
OK
７－５）　転倒に対する検討
１）基礎自重による抵抗力モーメント　：　Mw
Mw = Wc × B／2 = 1.972 × 0.35／2 = 0.345 KN・m
２）基礎側面の土による抵抗モーメント　：　Mf
Mf = Pf × B／2 = 0.467 × 0.35／2 = 0.082 KN・m
３）基礎前面の土による抵抗モーメント　：　Ms
Ms = Ps × C／3 = 4.24 × 0.7／3 = 0.989 KN・m
４）抵抗モーメントの合計　：　Mr
Mr = Mw + Mf + Ms = 0.345 + 0.082 + 0.989 = 1.416 KN・m
５）転倒に対する検討
Sr = Mr／Mmax = 1.416／0.47 = 3.01 ＞ 1
OK
７－６）　地盤応力度に対する検討
Mi = Mmax - Mf - Ms = 0.322 - 0.082 - 0.989 = -0.749 KN・m
ここに
Mi
:
モーメントの総和
Mmax
:
基礎天端に作用するモーメント
Mf
:
基礎側面の土による抵抗モーメント
Ms
:
基礎前面の土による抵抗モーメント
→
0.749
KN・ｍ
δ = Wc／(A × B ） + ｛ 6 × Mi／（A × B2）｝
= 1.972／( 0.35 × 0.7) + ｛ 6 × 0.749／(0.35 × 0.7^2 ) ｝ = 34.25 KN／㎡
δa = ｓｆ × δ = 1.2 × 34.25 = 41.1 ＜ 66.67 KN／㎡
OK
MOLTEC