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湧水がある盛土の排水方法と、地下水の排水処理について、教えてください。

Ｑ
湧水がある盛土の排水方法と、地下水の排水処理について、
教えてください。
勾配のある地盤の盛土なので、湧水の道路への悪影響が心配です。
有効な盛土の排水方法と、地下水の排水処理について、
初心者でもイメージできる様に、簡単に教えて頂けないでしょうか。
水路の流量計算、構造計算ソフトについても、
オススメがありましたら、教えて下さい。

Ａ
側溝・集水桝の構造計算　フリーソフトのサイトです。
　　https://constupper.com/somasu-kensoft-267/

側溝による盛土の排水、地下排水工の種類についての、説明の一部です。

1. 盛土の排水
盛土の崩壊は、表面水と合わせて、浸透水及び湧水が原因となって生じることが多い。したがっ て、傾斜地盤上の盛土、谷間を埋める盛土、片切り片盛り、切り盛り境部では地山からの湧水が 盛り土内へ浸透し、盛土を不安定にすることが多いため、地下排水処理が重要となる。また、舗 装を健全な状態に維持するためには、路床・路盤の地下排水を確実に行うことが大切である。

2. 地下排水工の種類
地下排水溝、水平排水層は、 透水性が高くかつ粒度配合が良い材料を使用し、 盛土内の浸透水の排除を目的として設置する。
基盤排水層は、 地山から盛土への水の浸透防止を目的として設置する。
しゃ断排水層は、 路盤への水の浸透しゃ断を目的として設置する。
ふとんかご・じゃかごなどののり尻工は、 岩塊等の透水性が高い材料を使用し、 盛土内の浸透水の排除及びのり面の崩壊防止を目的として設置する。

　　　　　　　　参考文献：「道路土工－盛土工指針」

水路・側溝・集水桝の安定計算のフリーソフト、参考資料、技術情報のサイトです。
　　https://constupper.com/somasu-kensoft-267/

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断面一次モーメントから、図形の重心を求める計算を教えてください。

Ｑ
断面一次モーメントから、
図形の重心を求める計算を教えてください。
重心と図心は違うものなのですか。
わかりにくい構造力学を勉強するために、
参考になるものを探しています。
詳しい説明と例題のある参考書や計算ソフトを、教えてください。

Ａ
モーメント計算、重心計算　フリーソフトのサイトです。
　　https://constupper.com/momeju01/

☆画像　164g

断面一次モーメントを利用して、Ｌ形断面の図心を求める方法です。

矩形断面イ、ロの断面積と座標軸に対する断面一次モーメントを
計算してから図心を求めます。

・断面積
Aｲ = 5×3 = 15 cm2
Aﾛ = 2×7 = 14 cm2
ΣA = 15＋14 = 29 cm2

・x軸に関する断面一次モーメント
Sxｲ = 15×3／2 = 22.5 cm3
Sxﾛ = 14×（3＋7／2） = 91.0 cm3
ΣSx = 22.5＋91.0 = 113.5 cm3

・y軸に関する断面一次モーメント
Syｲ = 15×5／2 = 37.5 cm3
Syﾛ = 14×2／2 = 14.0 cm3
ΣSy = 37.5＋14.0 = 51.5 cm3

・重心位置
x0 = ΣSy／A = 51.5／29 = 1.78 cm
y0 = ΣSx／A = 113.5／29 = 3.91 cm

〇図心を通る軸についての断面一次モーメントは、常にゼロになります。
〇平面図形の中心を図心という。
〇断面の対称軸は必ず図心を通る。
〇平面図形の厚み（重量）が一定であれば図心と重心は一致する。

　　　　　　　　参考文献：「建築構造力学」山海堂

「イヤというほど詳しい 建築構造力学」［山海堂］は、 読んで、図を見て、力学を楽しく学べる、わかり易い参考書です。 現場に即した例題も、たくさん掲載されています。

このサイトでは、 重心計算、慣性モーメント計算、断面二次モーメント、周長、中性軸、中心点、 フェレ径、面積、体積、質量、荷重重心の計算 などの、参考資料が紹介されています。
　　https://constupper.com/momeju01/

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鋼構造の技術計算ができるソフトで、おすすめソフトはありませんか。

Ｑ
鋼構造の技術計算ができるソフトで、おすすめソフトは
ありませんか。
鋼材の重量と重心の計算、取り合い計画、鋼材の疲労検討と安全率の計算、 鋼管や形鋼の寸法重量の表示機能などのあるソフトです。
ネットなどで、簡単に入手できますでしょうか。
材料として鋼材を使う場合の注意点についても、教えてください。

Ａ
鋼材の重量計算、強度計算、断面計算　フリーソフトのサイトです。
　　https://constupper.com/kouzai01/

このサイトでは、
鋼材重量の集計と塗装面積の計算、鋼材の取り合い計算、ボルトのサイズ重量表示、 形鋼の重量・断面性能の表示、形鋼・角形鋼管・軽量形鋼の断面特性の計算、 鋼材の質量・重心の計算、断面積・周長を求める計算、 歩留まり計算などのソフトが、ダウンロードできます。

鋼構造のソフトは、
鋼材の重量計算・強度計算、鋼材数量計算・鋼材重量集計、H鋼の計算、 鋼管の強度計算・管厚計算・管種選定、鉄筋の継手・加工・定尺長の計算、 軽量鋼矢板の計算 などのソフトに人気があります。

鋼材の長所と短所についてです。
鋼材の長所は、材料の強度が大きく、粘り強くて、材料の信頼性が高いこと。 比重に対する強度が他構造と比べて大ぎいため、骨組みを軽くできること。 工事現場の環境や工程を考慮して工法を自由に選ぶことができること。 骨組みが耐震性能に優れ、変形してもすぐに崩れないこと、などがあげられます。 一方、鋼材の短所は、高温になると強度が低下し、変形しやすくなり、低温ではもろくなること。 通常の火災の温度で骨組みは軟化・変形するため、耐火被覆が必要なこと。 水分と空気中の酸素により表面に錆びが生じるため、防錆処理が必要なこと。 他の金属と接触することで電気化学反応が起こり、腐食する場合があることなどです。

鋼材の重量計算、強度計算、断面計算など、鋼材のフリーソフトがあるページです。
　　https://constupper.com/kouzai01/

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ボックスカルバートを縦断勾配の大きい場所に設置するのですが、勾配の制限はありますか。

Ｑ
ボックスカルバートを縦断勾配の大きい場所に設置するのですが、
勾配の制限はありますか。
構造計算の寸法は、勾配直角方向ですか、
鉛直方向で考えるのですか。
ボックスカルバートの滑り止め対策は必要ですか。
決定根拠が見つかりません。
記載のあるもの、教えてください。

Ａ
ボックスカルバートの構造計算　フリーソフトのサイトです。
　　https://constupper.com/boxwing01/

　縦断勾配の大きいボックスカルバートについては、次のような記載があります。

　ボックスカルバートの最急勾配は、ボックスカルバート上部の盛土の安定及びコンクリート打 設時の施工性を考慮し、10％程度にすることが望ましい。
　ボックスカルバートの構造寸法は勾配直角方向で決定し、応力計算及 び配筋は鉛直方向で行う。
　なお、縦断勾配が10%以下の場合は、勾配直角方向によって計算した鉄筋を、鉛直方向に配筋してよい。
　縦断勾配が10％をこえるボックスカルバートの場合は、滑り止工を設けるのがよい。
　なお、滑り止工は枕梁と兼用できるものとし、配筋方法は枕梁に準じて決定するが、滑りに対 する鉄筋のせん断についても検証するものとする。
　　　　　　参考文献：「道路土工－カルバ－ト工指針」

ボックスカルバート・ウイングの安定計算のフリーソフト、参考資料、技術情報のサイトです。
　　https://constupper.com/boxwing01/

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基礎工の構造計算のソフトについて、教えてください。

Ｑ
基礎工の構造計算のソフトについて、教えてください。
直接基礎の安定計算、基礎スラブ・基礎梁の配筋計算、即時沈下や側方変位量の計算、 ウェルポイントの設計などができるソフトはありませんか。
ダウンロードできるサイトをページを教えてください。
また、基礎工の支持、転倒、滑動などの計算方法についても、教えてください。

Ａ
基礎工・地盤支持力の計算、直接基礎・べた基礎の計算　フリーソフトのサイトです。
　　https://constupper.com/tbkiso01/

このサイトでは、 地盤許容応力度・地耐力の計算、沈下量の計算、直接基礎の許容鉛直支持力の計算、地盤改良層厚の検討、 円弧すべりの計算、深層混合改良の計算、直接基礎の支持・滑動・転倒の照査、建築物のべた基礎の接地圧の検討 などのソフトが、ダウンロードできます。

基礎工のソフトは、 基礎杭計算、地盤の支持力計算、軟弱地盤の検討、地盤改良の計算 などのソフトに人気があります。

基礎工の安定計算は、支持、転倒、滑動について行います。 支持について、直接基礎底面における鉛直地盤反力は、基礎底面地盤の許容鉛直支持力を 超えてはなりません。 転倒について、直接基礎に作用する荷重の合力の作用位置は、 常時には底面の中心より底面幅の１／６以内、地震時(震度法)には底面幅の１／３以内とします。 滑動について、直接基礎底面におけるせん断地盤反力は、基礎底面地盤の許容せん断抵抗力を 超えてはなりません。

基礎工・地盤支持力の計算、直接基礎・べた基礎の計算などのフリーソフトが、ダウンロードできます。
　　https://constupper.com/tbkiso01/

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梁の応力度の計算には、許容応力度設計法と使用限界状態設計法がありますが、計算結果の違いを教えてください。

Ｑ
梁の応力度の計算には、許容応力度設計法と使用限界状態設計法がありますが、計算結果の違いを教えてください。
計算する断面やケースごとに、どちらかが大きくなったり、小さくなったりする、規則的な傾向があるのでしょうか。
構造計算を考える上では理解しておかなければならない項目について、 詳しく解説されている、参考書や計算ソフトをさがしています。
構造計算の詳しいサイト、資料などがあれば教えてください。

Ａ
単純梁・連続梁・片持ち梁・固定梁の計算　フリーソフトのサイトです。
　　https://constupper.com/hari01/

M=120kN･m、b=30cm、fck'=24N/mm2、SD295とするとき、 単鉄筋長方形断面の応力度を、許容応力度設計法と使用限界状態設計法により比較します。

引張鉄筋比 p は、許容応力度設計法　16.32/(30×50)=0.0109 (1.09%)、使用限界状態設計法　同値
弾性係数比 n は、許容応力度設計法　15、使用限界状態設計法　8.00
中立軸比 k は、許容応力度設計法　0.432、使用限界状態設計法　0.340
内力間距離比 j は、許容応力度設計法　0.857、使用限界状態設計法　0.887

コンクリート応力度 σc [ 2M／kjbd^2 (N/mm2) ] は、許容応力度設計法　8.64＜σca=9 OK、使用限界状態設計法　10.61＞σca=9 NG

鉄筋応力度 σs [ n×(1-k)/k×σc (N/mm2) ] は、許容応力度設計法　170.4＜σsa=176 OK、使用限界状態設計法　164.8＜σsa=176 OK

コンクリートの曲げ圧縮応力度に関しては、許容応力度法は、使用限界状態法より約20%も小さくなり、 許容応力度法のほうが危険側にあります。

引張鉄筋の応力度については、許容応力度法は、使用限界状態法より約3%ほど大きくなりますが、 両設計法とも大差がないことがわかります。

一般的には、 使用限界状態設計法の計算結果に比べ、許容応力度設計法の値は、 コンクリート応力度σcは小さく危険側になり、鉄筋応力度σsは大きく安全側になる、という特徴があります。

　　　　　　　　　　参考文献：「鉄筋コンクリート工学」共立出版

「鉄筋コンクリート工学　共立出版」は、 構造計算の流れがわかりやすく説明されている参考書です。 具体的な例題も、たくさん掲載されています。

このサイトでは、 単純梁・連続梁・片持ち梁・固定梁の計算などの、参考資料が紹介されています。 固定モーメント法による連続梁の応力計算、梁の固定端モーメント、 単純梁の中央モーメント、せん断力・たわみの計算、圧縮梁の座屈計算など。
　　https://constupper.com/hari01/

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