[ 1 ] 計算書概要 架構図

---***
目
次
***---
[ 1 ] 計算書概要　架構図 [ 2 ] 計算要旨
[ 3 ] 鉛直荷重　風圧荷重図
[ 4 ] 荷重算定　[ 5 ] 柱の設計　荷重図　[ 6 ] 柱の断面算定　看板筐体の断面算定　[ 7 ] 基礎の形状と設計　上記スラブ筋　[ 8 ] 基礎スラブ筋断面 （ 配筋 ）の計算　パンチングシャーの検討　基礎転倒に対するチェック　[ 9 ] 基礎柱主筋の計算
帯筋の計算
スタットジベルの計算
[ 10 ] 基礎図　[ 11 ] 基礎接地圧及びスラブ応力分布図　[ 12 ] スタッドジベル概略図　柱脚　[ 建柱養生時にアンカーボルトの必要がある場合の参考＝無負荷であること ]
アンカーボルトの施工は基礎柱周囲が大きくなり、フーチングも大きくなります故にジベルで計算しています
-----**** 表示上の値についてご承諾のお願い ****----パソコンの特性として0.1を100回加えても9.999999999999999のような結果となります。従いまして
表示された結果を電卓で検算されましても完全に一致する事はまれでありますことをご理解下さい。
(例) A*Ｂ=Cの場合 A.B は四捨五入して表示しています。ＣはAとＢの四捨五入前の値を乗じた
結果を表示しています。因って少数以下は数字の重みとしてとらえて戴きますようお願い致します｡
更に少数繰り上がりの結果、正数第１位の増減もやむを得ない場合があります。
F.O.T
-1p-
---*** 構　造　計　算　書 ***---
4m
2m
2m
0.8m
3.6m
■
10m
■
6.4m
■
stk41φ=355.6 t=11.1mm
S=1/ 100
[ 立面図 ]
150
■
980
■
1570
■
440
■
2710
950
■
810
■ 2710
■
950
■
Ｙ方向
1220
810
1220
3250
X方向
[ 建設地 ]
東　京　都
[ 工作目的 ]
広　告　塔
[ 架構概要 ]
本紙面上図の如し
F.O.T
-2p-
[ 設計方針 ]
建築基準法 ： 同施行令
日本建築学会設計基準 及び 日本建築センター基準に準拠
[ 材料の許容応力度 ]
鋼　材　ＳＳ４００　：　ＳＴＫ４００------Ｆ＝ 235.44 N/m㎡
溶接の許容応力度
長期許容応力度　剪断：圧縮：引張：曲げ = 8.152 kN/c㎡ ( 母材強度の90%に低減 )
短期許容応力度　剪断：圧縮：引張：曲げ = 12.228 kN/c㎡ ( 母材強度の90%に低減 )
地　耐　力　長　期　49.05 kN/㎡　短　期　98.1 kN/㎡
コンクリート　Ｆｃ＝　21 N/m㎡
コンクリート　Ｌｆｃ＝　687 N/ｃ㎡
鉄　筋　ＳＤ２９５Ａ　fa ＝309.02N/c㎡
Ｓfｃ ＝ 1373 N/c㎡
Ｆ＝　295 N/m㎡
[ 面積当たり自重の設定 ]
サインの　面積　当り重量を　588.6 N/（㎡） とする
柱の１m　当り重量を 925 N/(m)とする
[ 地震力の震度 ]　(地上部分)
水平震度　Ｋ＝ 0.5
[ 風圧力の算定 ]　風　速　Vo ＝　32 m/sec
風力係数　Ｃ ＝ 1.2 板状看板
風力係数　Ｃ ＝ 0.7 丸鋼管柱
地表面粗度区分　Zb　Zg　α
2
5 m 350 m 0.15
Er = 1.7 * ( H / Zg ) ^α = 1.7 * ( 10 / 350 ) ^ 0.15 = 0.997
地表面粗度区分　H<10　H>=40　2
2.2
2.0
ガスト影響係数 ：補完　Gf = 2.2 + (2.0 - 2.2) * ( 10 - 10) / (40 - 10) = 2.200
q = 0.6 * Er ^ 2 * Gf * Vo ^ 2 = 0.6 * 0.997 ^ 2 * 2.2 * 32 ^ 2 = 1344.47 N /㎡
風圧力　w=ｑ * C ＝ 1.344 * 1.2 ＝ 1.6 kN/㎡
鉛直荷重 風圧荷重 X方向
-3p-
4m
2m
2m
[1]
10m
N=8.48kN
P=23.04kN
3.6m
[1] D=0.8m
6.4m
G.L
1段目 鉛直荷重 風圧荷重 X方向
S=1/ 100
-4p[[ 荷 重 算 定 ]]　Ｘ方向
w = 588.6 N/㎡
* H 3.6 m
* W4m
= 8475.84 N → 8.48 kN
看板本体自重　@/㎡≒ 588.6 N/㎡
――――――――――――――――――――――――――――――――――
看板風圧荷重　@/㎡≒ 1600 N/㎡
P = 1600 N/㎡
* H 3.6 m
* W4m
= 23040 N
→ 23.04 kN
――――――――――――――――――――――――――――――――――
[[　地震時　]]　Ｑ ＝ K * W
＝ 0.5 * 8.48 ＝ 4.24 kN
[[　風圧時　]]　＝ 23.04 kN　>　4.24 kN
∴ 風で決定
[[　地震時　]]
-5p-
[[ 柱　の　設　計 ]] Ｘ方向
[ 風圧力 自重 曲げﾓｰﾒﾝﾄ　]
4m
2m
2m
[1]
10m
3.6m
N=8.48kN
8.2m
P=23.04kN
8.2m
188.93kN.m
[1] D=0.8m
6.4m
G.L
S=1/ 100
柱自身の風圧荷重水平力
柱巾 0.3556 m
長さ
鋼管 C=0.7
面積Ａ
10 m
3.556 ㎡
P= q * 0.7 = 1.34 * 0.7 = 0.94
風圧力P
0.94 kN
H=A*P
3.35 kN
柱の負担する「風圧による」曲げモーメント [ Mx ]
水平荷重(P)
V 距離(h)
曲げ Mx(P*h)
看　板　23.04 kN
8.2 m
188.93 kN.m
柱
3.35 kN
5m
16.75 kN.m
鉛直荷重頁より　柱に掛かる看板荷重
ΣＮ 8.48 kN + 柱 9.25 kN = 17.73 kN
自重
9.25 kN ( 0.925 kN/m）
看　板 = 188.93 kN.m
柱　= 16.75 kN.m
――――――――――
柱の負担M 計 M = 205.68 kN.m
-6p-
[[ 柱　の　設　計 ]] 使用材　Lk=Free 2000 cm
断　面　算　定
○- 355.6 mm
t= 11.1 mm
A = 120.1 c㎡
i = 12.2 cm
Z = 1000 cm^3
柱脚部　Mｘ = 188.93 kN.m
N = 17.73 kN;
柱M = 16.73 kN.m
柱脚部
Mｘ + 柱M = 205.66 kN.m
Q = 水平(風圧)Wx +ｑ * Ｃ * 柱A * 柱長 (柱風圧を加算)
= 23.04 + 1.34 * 0.7 * 0.36 * 10 = 26.39 kN
λ = Lk / i = 2000 / 12.2 = 164 < 200
fc = 3.49 kN/c㎡ * 1.5 = 5.24 kN/c㎡
σc = N / A = 17.73 kN / 120.1 c㎡ = 0.15 kN/c㎡
σb = ( Mx + 柱M ) / Z = 20566 kN.cm / 1000 = 20.57 kN/c㎡
σc / fc + σb / fb = ( 0.15 / 5.24 ) + ( 20.57 / 23.54 ) = 0.9 < 1 (短期)
τ= ( 2 * Q ) / A = ( 2 * 26.39 ) / 120.1 = 0.44 kN/c㎡
組合わせ応力
Σ =√(σbc ^ 2 + 3 * (τ / F) ^ 2)=√( 0.9 ^ 2 + 3 * ( 0.44 / 23.54 ) ^ 2 ) = 0.9 < 1
F.O.T
-7p-
**************************
◇基礎の設計と形状◇
**************************
fe= 98.1 kN/㎡,
ＧＬ上の水平力P= 23.04 kN,
GL迄の曲げM= 205.66 kN.m
GLﾗｲﾝ迄の鉛直荷重N= 17.73 kN,
看板偏心自重による：Mey= 0 kN.m
基礎柱偏心距離　X方向 εx = 0 m　Y方向 εy = 0 m
◆ 基礎底面の設計 ◆
Df= 1.42 m,
D= 0.44 m,
基礎柱地上部重量
Ｌ= 3.25 m,
L'= 2.71 m,
a = 0.81 m,
a'= 0.81 m
A = 8.81 ㎡
N0 = 0.15 * 0.81 * 0.81 * 23.54 = 2.32 (kN)
基礎柱+看板及基礎柱重量　N1 = 0.81 * 0.81 * 0.98 * 23.54 + 17.73 = 32.87 (kN)
フーチング重量
N2 = 3.25 * 2.71 * 0.44 * 23.54 = 91.3 (kN)
埋戻し重量
N3 = ( 3.25 * 2.71 - 0.81 * 0.81 ) * 0.98 * 15.7 = 125.47 (kN)
基礎底面の荷重 ΣN = N0 + N1 + N2 + N3 = 251.95 (kN)
基礎深さ分の水平力モーメントx = 23.04 (kN) * 1.42 (m) = 32.72 (kN.m)
基礎底面のΣMx = 205.66 (kN.m) + 32.72 (kN.m) = 238.37 (kN.m)
◇ 基礎底面の確認 ◇ ≪長期荷重時 ≫
MFx(L) =( N0+N1) *εx =( 2.32 + 32.87 ) * 0 = 0 kN.m
MFy(L) = Abs((N0 + N1) * εy - Mey) = Abs(( 2.32 + 32.87 ) * 0 - 0 )= 0 kN.m
ex(L) = MFx(L) / N = 0 / 251.95 = 0 m
0 <= 3.25 / 6
αx(L) = 1 + 6 * ex(L) / L = 1 + 6 * 0 / 3.25 = 1
ey(L) = MFy(L) / N = 0 / 251.95 = 0 m
0 <= 2.71 / 6
αｙ(L) = 1 + 6 * eｙ(L) / L’ = 1 + 6 * 0 / 2.71 = 1
σe(L) = αx(L) * αy(L) * N / A = 1 * 1 * 251.95 / ( 8.81 ) = 28.59 < 49.05 =fe 長期 OK
≪短期荷重時 ≫
e = 238.37 (kN.m) / 251.95 (kN) = 0.95
αy(L) = 1
e / L = 0.29 > 1 / 6 = 0.1667
α = 2 / ( 3 * ( 1/ 2 - 0.29 ) = 3.19
Xn = 3 * 3.25 * ( 1/ 2 - 0.2909 ) = 2.04
maxσ = α * αy(L) * N / A
= 3.19 * 1 * 251.95 / 8.81
1220
810
1220
G.L
= 91.16 (kN / ㎡) < 98.1 (kN / ㎡) OK
150
980
1570
440
3250
950
810
2710
950
F.O.T
◆ 基礎スラブ筋の計算 ◆ -7-(1)-b
基礎当たり土圧N =( 3.25 * 2.71 - 0.81 * 0.81 )* 15.7 (kN) * 0.98 (m) = 125.47 (kN)
N' = 251.95 - 125.47 = 126.48 (kN)
e'=M/N' = 238.37 / 126.48 = 1.88 e'/L= 0.58 > 0.166
基礎1㎡当たり土圧 = 15.7 (kN) * 0.98 (m) = 15.38 (kN/㎡)
Σe = maxσ - 基礎1㎡当たり土圧 = 91.16 - 15.38 = 75.78 (kN/㎡)
Xn_ = Xn * Σe / maxσ= 2.039 * 75.78 / 91.16 = 1.7 (m)
※　h= 1.22 (m)
Σe' = Σe * ( Xn' - h ) / Xn'= 75.78 * ( 1.7 - 1.22 ) / 1.7 = 21.21 (kN/㎡)
σa =Σe * L' = 75.78 * 2.71 = 205.37 (kN/㎡)
σb =Σe' * L' = 21.21 * 2.71 = 57.47 (kN/㎡)
QF = ( σa + σb ) / 2 * h = ( 205.37 + 57.47 ) / 2 * 1.22 = 160.46 (kN)
g = ( 2 * σa + σb ) / ( σa + σb ) * h / 3
= ( 2 * 205.37 + 57.47 ) / ( 205.37 + 57.47 ) * 1.22 / 3 = 0.73 (m)
MF = QF * g = 160.46 * 0.73 = 116.34 (kN.m)
-8p◇ 配筋 ◇ (基礎スラブ筋断面の計算) 風向←QF1＝ 160.46 kN
風向←MF1 = 116.34 kN.m
風向→QF2＝ 160.46 kN
風向→MF2 = 116.34 kN.m
SD295,
fc= 21 N/m㎡
sfa = 309.015 N/c㎡
sft = 29.43 kN/c㎡
基礎スラブせい D = 0.44 m d = 0.44 -0.07 = 0.37 m
sfs = 103.005 N/c㎡
j = 7/8 * 0.37 = 0.32374 m→ 32.4 cm
ψ = QF / sfa j = 160460 N / ( 309.02 * 32.4 ) = 16.04 cm
D 13 = 4 cm →ψ周長/本
本数 = ψ / ψ1 = 16.04 / 4 = 4.01
4.01 -D 13 325.2 cm に 4.01 本はやゝ間隔が大きくなるので
14 本使用し　縦筋は約 250 mm間隔とする
at = MF / sft j = 11631999 N.cm/( 29430 * 32.4 ) = 12.21 c㎡
D 13 = 1.27 c㎡ →断面積/本
本数 = at / Ａ = 12.21 / 1.27 = 9.61 本 横筋は約 250 mm間隔とする
設定
縦 14 -D 13
横 11 -D 13
◇ パンチングシャーの検討 ◇　Ａo = π / 4 * d ^ 2 + ( a + a' ) * d + aa'
= ( 3.14 / 4 ) * 0.37 ^ 2 + ( 0.81 + 0.81 ) * 0.37 + 0.81 * 0.81 = 1.36 ㎡
bo = 2 * (a + a') + π * d = 2 * ( 0.81 + 0.81 ) + 3.14 * 0.37 = 4.40179 m→ 440.18 cm
a = L * L = 3.25 * 2.71 = 8.81 ㎡
Qpd = sN' * ( A - Ao ) / A = 126.48 * ( 8.81 - 1.36 ) / 8.81 = 106.92034 kN→ 106920.34 N
Qpd / 1.5bo j = 106920.3 / ( 1.5 * 440.18 * 32.4 ) = 5 < 103.01 N/c㎡= sfs
OK
◇ 基礎転倒に対するチェック ◇
転倒Mx = 238.37 (t.m)
抵抗rM = 251.95 * 3.25 / 2 = 409.67 (kN.m)
安全率α = 409.67 / 238.37 = 1.72 > 1.5 且つ [ L/3 > e/L ]　= [ 1.08 > 0.29 ]
-9p[長方形柱計算図表]
◇ 基礎柱の計算 ◇
Fc = 21 N/m㎡ 短期 Fc = 14 N/m㎡ ft = 29430 n = 15
天端M Mx = 205.66 (kN.m)
1275
天端Q = 23.04 (kN)
天端N
= 17.73 (kN)
1177
1079
『 設計用 』
981
フーチング上端M =
883
205.66 + ( 23.04 * 0.98 ) = 228.237 (kN.m)
785
フーチング上端N =
17.73 + ( 0.81 * 0.81 *( 0.98 + 0.15 ) * 23.54 )= 35.1853 (kN)
687
↑
bD = 81 * 81 = 6561
N/bD
N/c㎡
bD^2 = 81 * 81 * 81 = 531441
N/bD = 35185 / 6561 = 5.36 (N/c㎡)
589
0.6
491
392
Xn=0.5
M/bD^ 2=
294
22823721 / 531441 = 42.95 (N/c㎡)
196
pt= 0.17 % → 0.0017
at = 0.0017 * 81 * 81 = 11.15 (c㎡)
0.4%
2.0%
1.0%
0.5%
0.2%
98
3 -D 22
0.1%
0%
1.5%
0.3%
11.15 < 3 -D 22 ： ( at = 11.61 ) (c㎡)
0
柱断面の必要鉄筋量→断面積が2000c㎡以上 8000c㎡以下
39
-9.81 0 -98
19.62
∴直線補間値を計算
59
78
98
118
137
157
177
196
216
235
255
275
294
314
334
353
373
392
N/bD^2
N/c㎡
→
X％ = 0.008 - ( ( 6561 - 2000 ) * 0.003 / 6000 ) = 0.0057195
b= 81 cm
Σat = 6561 * 0.0057195 = 37.53 (c㎡)
10 -D 22
38.7 (c㎡)
設計 12 - D 22
46.44 (c㎡)
D=81cm
◇ 基礎柱帯筋の計算 ◇
j = ( 81 - 5 ) * 7 / 8 = 66.5 (cm)
[ 柱脚の設計 ]　Ｘ方向　Q = 23.04 (kN)
QA = ( 81 * ( 66.5 * 103 ) ) / 1000 = 554.84 (kN)
QA = 554.84 > 23.04 = Q
フープ筋　D13
A = 1.267 (c㎡)
＠ = 10 (cm)
Pw = 2 * 1.267 / ( 10 * 81 ) * 100 = 0.31 > 0.2％
◇ 鋼柱脚と基礎柱接続スタットジベルの計算 ◇
Mp = ΣM2 - Ｄ * P = 238.37 - 0.44 * 23.04 = 228.24 (kN.m)
Q = Mp / 鋼柱せい = 228.24 / 0.36 = 641.84 (kN)
スタッドbolt径 22 φ
5 (段)
2 (列) ........風上側及風下側共
[ ﾔﾝｸﾞ係数=210 ｺﾝｸﾘｰﾄ強度 Fc= 0.21 φ1=0.6
STUD Ａ 3.8 ]
[ ｽﾀｯﾄﾞｼﾞﾍﾞﾙ　短期許容剪断力= 0.6 * 0.5 * 3.8 * √( 210 * 0.21 ) = 74.254 (kN) ]
= 短期 74.25 (kNｆs) * 5 * 2 = 742.55 (kN)
片側設定分 ... 剪断力
641.84 kN < 742.55 kN... 許容剪断力
F.O.T
412
432
-11p-
基礎接地圧_スラブ応力分布図
X方向 接地圧
3.25
3.25
1.22
1.22
1.22
0.81
1.22
0.81
Xn2.04
maxσ91.16kN
2.71
2.71
0.95
0.95
0.95
0.81
0.95
0.81
X方向 スラブ応力
3.25
3.25
1.22
1.22
1.22
0.81
Σe75.78kN Xn’1.7m
maxσ91.16kN
g
0.73m
1.22
0.81
Xn2.04
Σe’21.21kN
2.71
0.95
2.71
0.95
0.81
0.95
0.95
0.81
F.O.T
-12p-
[ 柱脚の設計 ]　Ｘ方向　810
227.2
355.6
Stud径22φ　上下ﾋﾟｯﾁ190　左右ｹﾞｰｼﾞ127
Stud_L100mm Long
150
GL
980