JP2002371578A - 地下構造物用蓋の補強リブパターン選択方法及び選択装置 - Google Patents

地下構造物用蓋の補強リブパターン選択方法及び選択装置

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JP2002371578A
JP2002371578A JP2001220636A JP2001220636A JP2002371578A JP 2002371578 A JP2002371578 A JP 2002371578A JP 2001220636 A JP2001220636 A JP 2001220636A JP 2001220636 A JP2001220636 A JP 2001220636A JP 2002371578 A JP2002371578 A JP 2002371578A
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JP
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underground structure
reinforcing rib
rib pattern
selecting
lid
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Masa Kojima
政 小島
Shunsuke Kusaka
俊輔 日下
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Asahi Tec Corp
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Asahi Tec Corp
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 重量に関しても機械的強度に関してもともに
満足すべき状態の地下構造物用蓋を構成することとなる
補強リブパターンを簡単に選択できる選択装置を提供す
る。 【解決手段】 3次元CADプログラムを実行してマン
ホール用蓋を設計し、重量を算出する。次に,FEMプ
リポストプロセッサを実行し、マンホール用蓋から有限
要素データを生成して、解析モデルを作成する。そし
て、FEM解析プログラムを実行し、所定荷重を加えた
場合の変位量(歪量)を測定し、マンホール用蓋の重量
と変位量(歪量)との積を評価値として演算する。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、マンホールの開口
を閉塞するマンホール用蓋のような地下構造物用蓋の補
強リブパターンを選択する方法及び装置に関する。
【0002】
【従来の技術】マンホール用蓋としては金属材料で一体
的なプレート状に形成されたものが多く用いられている
が、マンホール用蓋には自動車車輪などから下向き荷重
が繰り返し加えられるので、特に、中央部が大きく湾曲
して又はたわんで変形するおそれがある。このような変
形を防止するためには、マンホール用蓋を厚く形成すれ
ばよいが、蓋を厚く形成すると蓋の重量が過大となって
取扱性が悪くなってしまう。そこで、重量の増大を低く
おさえて必要な機械的強度(変形こわさ又は破壊強さ)
を確保するために、プレート状の蓋本体に補強リブを設
けた構成のマンホール用蓋も使用されている。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、マンホ
ール用蓋の重量及び機械的強度がともに満足すべきもの
となるように補強リブのパターンを設計するのは極めて
困難であって、機械的強度は十分であるが、マンホール
用蓋の重量が大きくなりすぎたり、反対に、マンホール
用蓋の重量は満足すべきものであるが、機械的強度が小
さくなりすぎたりしてしまう場合が多い。
【0004】そこで本発明は、重量に関しても機械的強
度に関してもともに満足すべき状態の地下構造物用蓋を
構成することとなる補強リブパターンを簡単に選択でき
る選択方法及び選択装置の提供を目的とする。
【0005】
【課題を解決するための手段】この目的を達成するため
の本発明の地下構造物用蓋の補強リブパターン選択方法
は、マンホール等の地下構造物の開口に設置される地下
構造物用蓋の補強リブパターンを選択する地下構造物用
蓋の補強リブパターン選択方法であって、補強リブを有
する地下構造物用蓋の解析モデルを作成するモデル作成
ステップと、前記解析モデルに所定の負荷を加えて歪を
生じさせる変形ステップと、前記解析モデルについて重
量と前記変形ステップで生じた歪量との積である評価値
を求める評価ステップと、を備え、複数の解析モデルに
ついての前記評価値を比較し、最適の評価値を示す解析
モデルの補強リブパターンを地下構造物用蓋の補強リブ
パターンとして選択するものである。複数の評価値のう
ちで最小のものを最適の評価値とすることが好ましい。
比較される複数の解析モデルは通常、補強リブ以外は同
一の構成を有している。重量と歪量との積を比較基準と
することにより、重量及び歪量のどちらか一方に偏った
評価による補強リブパターンの選択が防止され、重量及
び歪量の両方の要素がバランス良く考慮された選択が可
能となる。補強リブパターンの選択には通常、補強リブ
の高さや厚みの選択も含まれる。また、場合によって
は、補強リブパターンの選択には、当該補強リブパター
ンを有する地下構造物用蓋の選択も含まれる。
【0006】また、本発明の地下構造物用蓋の補強リブ
パターン選択装置は、マンホール等の地下構造物の開口
に設置される地下構造物用蓋の補強リブパターンを選択
する地下構造物用蓋の補強リブパターン選択装置であっ
て、補強リブを有する地下構造物用蓋の解析モデルを作
成するモデル作成手段と、前記解析モデルに所定の負荷
を加えた場合の歪量を演算する歪量測定手段と、前記解
析モデルについて重量と歪量との積である評価値を演算
する評価手段と、前記評価手段によって演算された評価
値を記憶する記憶手段と、前記記憶手段に記憶された複
数の解析モデルの評価値のうちの、少なくとも最適の評
価値を表示する表示手段と、を備えたものである。表示
手段は、複数の評価値のうちで最小のものを最適の評価
値とするように構成されていることが好ましい。
【0007】
【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を図面
を参照して説明する。
【0008】図1は本発明に係る地下構造物用蓋の補強
リブパターン選択装置の構成を示すブロック図である。
【0009】補強リブパターン選択装置1は、CPU3
及び重量又は変位量といったデータやプログラムを通常
は一時記憶するメモリ5を備えたパーソナルコンピュー
タ7で構成され、パーソナルコンピュータ7には、表示
手段であるディスプレイ9及びプリンタ11、並びにキ
ーボード及びマウスから構成されている入力手段13が
接続されていて、内蔵されたハードディスク15(記憶
手段)には3次元CADプログラム17、有限要素法
(FEM)プリポストプロセッサ19及びFEM解析プ
ログラム(ソルバー)21がインストールされている。
ハードディスク15にはまた、解析モデルの解析結果及
び評価値についての管理テーブル23が記録されてい
る。
【0010】図2は補強リブパターン選択装置1の動作
を説明するフローチャート、図3は解析モデルの変形状
態を説明する図である。
【0011】補強リブパターンを選択するにはまず、3
次元CADプログラム17(モデル作成手段)を実行し
て、例えば図3の(a)に示すような、長方形プレート
状の蓋本体25及びこの蓋本体25の表面側周縁部分に
沿って一体的に設けられた枠部27から形成されている
マンホール用蓋29を設計し、ディスプレイ9に表示す
る(S−1:図3ではマンホール用蓋29の片側半分の
み図示)。マンホール用蓋29の枠部27内には補強リ
ブ31が設けられ、この補強リブ31のそれぞれの下端
は蓋本体25の表面に一体的に、かつ両方の側端(長さ
方向端)は枠部27の内面に一体的に接続されている。
補強リブ31は枠部27と平行にかつ互いに直交するよ
うに形成されている。マンホール用蓋29は金属材料で
一体的に鋳造されたものとして設計されていて、設計さ
れたマンホール用蓋29の体積と、入力手段13から入
力された使用金属材料の単位体積当たりの重量とからマ
ンホール用蓋29の重量が算出され(S−2)、算出さ
れた重量はハードディスク15の管理テーブル23に記
録される。マンホール用蓋29は、長方形プレート状の
蓋本体25及びこの蓋本体25の表面側周縁部分に沿っ
て一体的に設けられた枠部27のみから形成されてい
る、同一金属材料製のマンホール用蓋の重量を1.0と
した場合に、2.0の重量を有している。
【0012】次に、FEMプリポストプロセッサ17
(モデル作成手段)を実行して、必要なデータを入力
し、設計されたマンホール用蓋29から有限要素データ
を生成して、解析モデルを作成する(S−3)。
【0013】そして、FEM解析プログラム21(歪量
測定手段、評価手段及び表示手段)を実行し、マンホー
ル用蓋29(解析モデル)の裏面4隅を支持した状態で
上面中央部に所定の負荷又は荷重(例えば17000k
gf/m)を加えた場合の変位量(歪量)を測定する
(S−4:図3の(b)参照)。すなわち、マンホール
用蓋29に所定の負荷を加えて歪を生じさせ、変位量を
測定している。測定された変位量はハードディスク15
の管理テーブル23に記録される。歪量は、無負荷時の
マンホール用蓋29の裏面中央高さ位置と、負荷を加え
た場合のマンホール用蓋29の裏面中央高さ位置との距
離として測定され、ここでは、マンホール用蓋29の歪
量が2.85(mm)と測定されている。そして、マン
ホール用蓋29の重量と変位量(歪量)との積が評価値
として演算される(S−5)。演算された評価値は、補
強リブパターン(例えば、マンホール用蓋29の全体形
状が認識できる図)、重量、歪量、その他の必要なデー
タとともにハードディスク15の管理テーブル23に記
録される。ここでは、マンホール用蓋29の評価値は
5.7である。ディスプレイ9には、図3の(b)に示
すような態様で、負荷の大きさ、位置及び方向ととも
に、マンホール用蓋29の変形状態が表示される。
【0014】そして、他に解析評価したい補強リブパタ
ーンがあるか否かの確認が求められ(S−6)、すべて
の補強リブパターンに対する評価値が得られていれば、
管理テーブル23に記録された各マンホール用蓋の評価
値をFEM解析プログラム21の実行によりディスプレ
イ9に表示するとともに、プリンタ11から出力(表
示)する(S−7)。管理テーブル23に記録された他
のマンホール用蓋の補強リブパターンは図4に示すよう
になっている(図4では各マンホール用蓋は片側半分の
み図示)。マンホール用蓋291及び293では、補強
リブ31は蓋本体25の両対角線と平行に形成され、マ
ンホール用蓋293ではさらに、枠部27と平行にかつ
互いに直交するように形成された補強リブ31が組み合
わされている。マンホール用蓋295及び297では、
補強リブ31は蜘蛛の巣状に形成され、マンホール用蓋
297の方が補強リブ31の本数が増加している。マン
ホール用蓋299では、補強リブ31は蜂の巣状に形成
されている。
【0015】各マンホール用蓋29、291、293、
295、297及び299の評価値は、重量及び歪量の
表示をともない、図5に示す態様でディスプレイ9に表
示され、プリンタ11から出力される。ここでは例え
ば、マンホール用蓋293の重量は1.9、歪量は2.
3であるから、評価値は4.4となり、他のマンホール
用蓋の評価値と比較して最小のものとなることが確認で
きる。したがって、ここではマンホール用蓋293又は
マンホール用蓋293の補強リブ31のパターン(高さ
や厚みも含む)が選択されることとなる。
【0016】なお、比較判定プログラム(比較判定手
段)を用い、管理テーブル23に記録されている補強リ
ブパターンの評価値を比較し、最小の評価値を示す補強
リブパターンをディスプレイ9に表示し、プリンタ11
から出力するようにしたり、最小の評価値を示す補強リ
ブパターンが他から独立して認識されるように、ディス
プレイ9に表示し、プリンタ11から出力するようにし
てもよい。
【0017】
【発明の効果】以上説明したように、本発明の地下構造
物用蓋の補強リブパターン選択方法又は選択装置を用い
れば、重量及び強度の両方がともに好ましい状態のマン
ホール用蓋を容易に設計できる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明に係る地下構造物用蓋の補強リブパター
ン選択装置の構成を示すブロック図である。
【図2】補強リブパターン選択装置の動作を説明するフ
ローチャートである。
【図3】解析モデルの変形状態を説明する図である。
【図4】管理テーブルに記録された他のマンホール用蓋
の補強リブパターンを示す図である。
【図5】各マンホール用蓋の重量、歪量及び評価値の表
示態様を示す図である。
【符号の説明】
1 補強リブパターン選択装置 15 ハードディスク(記憶手段) 17 3次元CADプログラム(モデル作
成手段) 19 FEMプリポストプロセッサ(モデ
ル作成手段) 23 FEM解析プログラム(歪量測定手
段、評価手段及び表示手段) 29,291,293,295,297,299
マンホール用蓋

Claims (4)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 マンホール等の地下構造物の開口に設置
    される地下構造物用蓋の補強リブパターンを選択する地
    下構造物用蓋の補強リブパターン選択方法であって、 補強リブを有する地下構造物用蓋の解析モデルを作成す
    るモデル作成ステップと、 前記解析モデルに所定の負荷を加えて歪を生じさせる変
    形ステップと、 前記解析モデルについて重量と前記変形ステップで生じ
    た歪量との積である評価値を求める評価ステップと、を
    備え、 複数の解析モデルについての前記評価値を比較し、最適
    の評価値を示す解析モデルの補強リブパターンを地下構
    造物用蓋の補強リブパターンとして選択する、ことを特
    徴とする地下構造物用蓋の補強リブパターン選択方法。
  2. 【請求項2】 複数の評価値のうちで最小のものを最適
    の評価値とする、ことを特徴とする請求項1記載の地下
    構造物用蓋の補強リブパターン選択方法。
  3. 【請求項3】 マンホール等の地下構造物の開口に設置
    される地下構造物用蓋の補強リブパターンを選択する地
    下構造物用蓋の補強リブパターン選択装置であって、 補強リブを有する地下構造物用蓋の解析モデルを作成す
    るモデル作成手段と、 前記解析モデルに所定の負荷を加えた場合の歪量を演算
    する歪量測定手段と、 前記解析モデルについて重量と歪量との積である評価値
    を演算する評価手段と、 前記評価手段によって演算された評価値を記憶する記憶
    手段と、 前記記憶手段に記憶された複数の解析モデルの評価値の
    うちの、少なくとも最適の評価値を表示する表示手段
    と、を備えたことを特徴とする地下構造物用蓋の補強リ
    ブパターン選択装置。
  4. 【請求項4】 前記表示手段は、複数の評価値のうちで
    最小のものを最適の評価値とする、ことを特徴とする請
    求項3記載の地下構造物用蓋の補強リブパターン選択装
    置。
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Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH0649537U (ja) * 1992-10-01 1994-07-08 株式会社ホクキャスト 超軽量のマンホールふた
JPH0686739B2 (ja) * 1986-09-17 1994-11-02 日本鋼管株式会社 マンホ−ル用角型鉄蓋
JPH11190037A (ja) * 1997-10-20 1999-07-13 Hoku Cast:Kk マンホールふた

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Title
近藤泰夫 外3名, 構造力学, vol. 改訂11版, JPN6010020201, 20 February 1968 (1968-02-20), pages 227 - 233, ISSN: 0001592817 *

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