鋼管 [Pipes and Tubes]

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5.埋設配管がトラック荷重を受けたときの強度と変形

本ページの記載内容は、日本水道鋼管協会（WSP）殿資料より引用しています。

1 埋設強度計算式

（1）土圧 （a）埋め戻しによる土圧 Wv（kg／cm2）

  • Wv＝γs・H （土被りH≦2m）
  • Wv＝Cd・γs・B （H＞2m）

ここで

  • Cd＝（1－e（－2Kμ'・H／B））／（2Kμ'）
  • K＝（1－sinφ）／（1＋sinφ）
  • μ'＝tanφ'
  • Wv：鉛直土荷重強度 （kg／cm2）
  • γs：土の単位体積重量 （0．0018kg／cm3）
  • H ：管頂からの土被り （cm）
  • Cd：溝型の場合の土圧係数
  • K ：ランキンの土圧係数
  • φ ：埋戻し土の内部摩擦角 （°）
  • φ' ：埋戻し土と溝側面の摩擦角（°）（通常φ'＝φ）
  • B ：管頂における溝幅 （cm）

（b）自動車荷重強度 Wt（kg／cm2）

  • Wt＝2nP（1＋i） / （（nL＋（n－1）C＋b＋2Htanθ） （a＋2Htanθ））
土被りの高さ（m） 衝撃係数i
H＜1.5 0.5
1.5≦H＜6.5 0.65－0.1H
H≧6.5 0
  • W：自動車重量（kg）
  • P：後輪荷重0.4xW（kg）
  • b：後輪輪帯幅（50cm）
  • a：車輪接地長（20cm）
  • L：後輪中心間隔（175cm）
  • C：相隣る自動車間の後輪中心間隔（100cm）
  • n：占有幅に接して並ぶ自動車台数
  • H：管頂までの土被り（cm）
  • θ：分散角（45°）

（2）変形量 ΔX（cm）

  • ΔX＝2Kx（Wv＋Wt）R4／（EI＋0．061E'R3）

（3）変形率 （％）

  • 変形率＝ΔX／（管外径（cm））x100

（4）曲げ応力度 σb（kg／cm2）

  • 2(Wv+Wt)*(Kb*R^2*EI+0.00171*E'R^5／（fZ（EI＋0．061E'R^3））
  • ΔX：水平方向の変形量 （cm）
  • σb：外圧による管底部曲げ応力度 （kg／cm2）
  • f：形状係数1．5
  • Z：管の単位幅の断面係数t2／6 （tは管厚cm）
  • Wv：鉛直度荷重強度 （kg／cm2）
  • Wt：自動車荷重 （kg／cm2）
  • R：管の平均半径 （cm）
  • E：鋼の弾性係数 （2100000kg／cm2）
  • I：管の単位幅の断面2次モーメントt3／12 （cm3）
  • E'：土の反発係数 （kg／cm2）
  • Kb：管底における曲げモーメント係数
  • Kx：水平方向変形係数
支持角（°） Kb Kx 0.051Kb-0.083Kx
60 0.189 0.103 0.00307
90 0.157 0.096 0.00171
120 0.138 0.089 0.00107
150 0.128 0.085 0.00082
施工方法 反発力E' kg/cm2
素掘 28
矢板 14

計算例（SGP）

EXCELデーターを添付しております。

15A （109KB）エクセルファイル 20A （101KB） エクセルファイル 25A （101KB）エクセルファイル
32A （101KB）エクセルファイル 40A （101KB）エクセルファイル 50A （101KB）エクセルファイル
65A （101KB）エクセルファイル 80A （101KB）エクセルファイル 100A （101KB）エクセルファイル
125A （101KB）エクセルファイル 150A （101KB）エクセルファイル 200A （101KB）エクセルファイル
250A （101KB）エクセルファイル 300A （101KB）エクセルファイル 350A （101KB）エクセルファイル
400A （101KB）エクセルファイル 450A （101KB）エクセルファイル 500A （105KB）エクセルファイル

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