JP5731647B2 - Corrugated steel sheet design method and corrugated steel sheet flume - Google Patents
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Description
この発明は、波付鋼板を用いて構成するＵ字形の波付鋼板フリュームの前記波付鋼板を設計（特にその波形状を設計）する波付鋼板の設計方法、及びその設計方法による波付鋼板を用いて構成される波付鋼板フリュームに関する。 The present invention relates to a corrugated steel sheet design method for designing the corrugated steel sheet of a U-shaped corrugated steel sheet flume composed of corrugated steel sheets (particularly, designing the corrugated shape thereof), and the corrugated steel sheet by the design method. The present invention relates to a corrugated steel sheet flume composed of
波付鋼板フリュームは、図４のような波形を有する波付鋼板１ａを用いて、図３に示すように、両側の側壁２と底部直線部長さｄの底部３とでＵ字形をなす断面形状にしたものであり、コルゲートフリュームあるいはＵ形フリューム等と称され、種々の開放された用水路あるいは排水路（開渠）などを構築する際に用いられている。この種の波付鋼板フリュームは、一般に、日本工業規格ＪＩＳＧ３４７１に「コルゲートパイプ及びコルゲートセクション」として規定されているコルゲートセクション（波付鋼板）を用いて構成される。 As shown in FIG. 3, the corrugated steel sheet flume uses a corrugated steel sheet 1a having a waveform as shown in FIG. 4, and has a U-shaped cross section with the side walls 2 on both sides and the bottom 3 of the bottom straight portion length d. These are called corrugated flumes or U-shaped flumes, and are used to construct various open irrigation channels or drainage channels (opening). This type of corrugated steel sheet flume is generally configured using a corrugated section (corrugated steel sheet) defined as “corrugated pipe and corrugated section” in Japanese Industrial Standard JISG3471.
波付鋼板フリュームに使用する波付鋼板の種類としては、ＪＩＳで規定されているコルゲートパイプの１形、２形セクション（コルゲートセクション）とそれぞれ同じ断面形状である１形、２形セクションがあり、１形セクションの断面形状は波のピッチｂが６８ｍｍで波の深さＨが１３．０ｍｍ、円形２形のセクションの断面形状は波のピッチｂが１５０ｍｍで波の深さＨが４８ｍｍ又は５０ｍｍである。
１形セクションを用いた波付鋼板フリュームは、例えば図１０（ａ）、（ｂ）のような断面形状で構築される。側壁２の上端部に沿って補強用のサイドアングル４がボルトで固定され、両側壁２は、その上端部間を連結する山形鋼によるストラット（支保部材）５をフリューム長手方向（図１０で紙面と直交する方向）に間隔をあけて設けて補強される。
図１０（ａ）のタイプは１枚のセクションからなるが、図１０（ｂ）のタイプは左右２枚のセクションからなり、底部３にボルト接合部を有する。
２形セクションを用いた波付鋼板フリュームは、断面形状としては前記（ａ）のタイプと概ね同様であるが、径間が大なので、図１１のように、対称的な左右のセクションと底部のセクションとの３つのセクションからなり、底部３の２箇所にボルト接合部を有する。The types of corrugated steel sheets used for corrugated steel flume include 1 type and 2 type sections that have the same cross-sectional shape as the corrugated pipe type 1 and type 2 (corrugated section) respectively defined by JIS. The cross-sectional shape of type 1 section is a wave pitch b of 68 mm and a wave depth H of 13.0 mm, and the cross-sectional shape of a circular type 2 section is a wave pitch b of 150 mm and a wave depth H of 48 mm or 50 mm. is there.
The corrugated steel sheet flume using the one-shaped section is constructed with, for example, a cross-sectional shape as shown in FIGS. A side angle 4 for reinforcement is fixed with a bolt along the upper end of the side wall 2, and both side walls 2 have struts (support members) 5 made of angle irons connecting the upper ends thereof in the longitudinal direction of the flume (in FIG. Are provided at intervals in a direction orthogonal to the direction).
The type shown in FIG. 10 (a) consists of one section, whereas the type shown in FIG. 10 (b) consists of two left and right sections and has a bolt joint at the bottom 3.
The corrugated steel sheet flume using the two-shaped section is substantially the same as the above-mentioned type (a) in cross section, but has a large span, so as shown in FIG. It consists of three sections, and has bolt joints at two locations on the bottom 3.
特許文献１において用いられている波付鋼板は、開渠などの用途とは異なり、荷重支持構造物として用いたものであるが、その波付鋼板の断面形状は、波のピッチが３０．５ｃｍ（１２インチ）、波の深さが１０．２ｃｍ（４インチ）である。 The corrugated steel sheet used in Patent Document 1 is used as a load-supporting structure, unlike applications such as unfolding, but the cross-sectional shape of the corrugated steel sheet has a wave pitch of 30.5 cm. (12 inches), wave depth is 10.2 cm (4 inches).
上記のように、従来の波付鋼板フリュームに用いる規格化された波付鋼板（コルゲートセクション）では、波の深さが特定の寸法に設定されているが、その特定の寸法は、波付鋼板フリュームの強度に対する鋼材使用量の効率性に関して根拠のあるものではない。
また、特許文献１に記載の波付鋼板では、波の深さが１０２ｍｍ（１０．２ｃｍ）などと大であるが、やはり、波付鋼板を用いて構築した構造物の強度に対する鋼材使用量の効率性に関して根拠のあるものではない。As described above, in the standardized corrugated steel sheet (corrugated section) used for the corrugated steel sheet flume, the wave depth is set to a specific dimension. There is no basis for the efficiency of steel usage relative to flume strength.
Moreover, in the corrugated steel sheet described in Patent Document 1, the depth of the wave is as large as 102 mm (10.2 cm). However, the amount of steel material used with respect to the strength of the structure constructed using the corrugated steel sheet is still large. There is no justification for efficiency.
Ｕ字形の用水路や排水路などを構築する場合に、従来の規格化された波付鋼板を用いて波付鋼板フリュームを構築する場合に許容される径間（Ｕ字形の両壁面間の距離）よりさらに大径間の構造を施工しようとすると、剛性を高くするために少なくとも従来の波付鋼板の断面形状を変更することが必要となる。
波付鋼板の断面形状を変更するに当たって、波付鋼板フリュームの強度との関係で鋼材使用量が必要以上に多くなることは、材料費増により施工コストが高くなるので避ける必要があり、波付鋼板フリュームの強度と鋼材使用量との関係で効率的な断面形状にすることが求められる。
しかし、Ｕ字形の両側壁が外圧を受ける波付鋼板フリュームに用いる波付鋼板について、そのような効率的な断面形状を算出する方法がないのが現状である。Allowable span when constructing corrugated steel flume using conventional standardized corrugated steel sheets when constructing U-shaped irrigation channels and drainage channels (distance between both U-shaped wall surfaces) When attempting to construct a structure having a larger diameter, it is necessary to change at least the cross-sectional shape of a conventional corrugated steel sheet in order to increase the rigidity.
When changing the cross-sectional shape of the corrugated steel sheet, it is necessary to avoid the excessive use of steel due to the strength of the corrugated steel sheet flume because the construction cost increases due to the increased material cost. An efficient cross-sectional shape is required in relation to the strength of the steel sheet flume and the amount of steel used.
However, at present, there is no method for calculating such an efficient cross-sectional shape of a corrugated steel sheet used for a corrugated steel sheet flume where both U-shaped side walls receive external pressure.
Ｕ字形の両側壁が外圧を受ける波付鋼板フリュームに用いる波付鋼板について、効率的な断面形状を算出する方法を種々検討・考察するなかで、本願発明者らは効率的な断面形状は、必ずしも断面二次モーメントの観点から考察するだけでは不十分であるという点に着目した。すなわち、Ｕ字形の両側壁が外圧を受ける構造では、作用荷重に対して底部直線部分において材料が降伏して破壊される場合と底部直線部分が座屈により破壊される場合があるので、降伏による破壊と座屈による破壊に対する強度のバランスが取れた断面形状が効率的な断面形状であることに着目して本発明を得たものである。 While considering various methods for calculating the efficient cross-sectional shape of the corrugated steel sheet used for the corrugated steel sheet flume where both U-shaped side walls receive external pressure, the inventors of the present application We focused on the point that it is not always sufficient to consider from the viewpoint of the moment of inertia of the cross section. That is, in the structure in which both U-shaped side walls receive external pressure, the material may yield and break at the bottom straight portion with respect to the applied load, and the bottom straight portion may be broken due to buckling. The present invention has been obtained by paying attention to the fact that the cross-sectional shape that balances the strength against the failure due to the fracture and the buckling is an efficient cross-sectional shape.
本発明は上記背景のもとになされたもので、現状の波付鋼板の断面形状によっては構築できない大径間の波付鋼板フリュームを可能にするとともに、波付鋼板フリュームの強度と鋼材使用量との関係で波付鋼板の効率的な断面形状を得ることができる波付鋼板（特にその波形状）の設計方法、及びその設計方法による波付鋼板を用いて構築される波付鋼板フリュームを提供することを目的とする。 The present invention was made based on the above background, and enables a corrugated steel sheet flume having a large diameter that cannot be constructed depending on the cross-sectional shape of the current corrugated steel sheet, as well as the strength of the corrugated steel sheet flume and the amount of steel used. A corrugated steel sheet flume constructed using corrugated steel sheets according to the design method of corrugated steel sheets (especially the corrugated shape) capable of obtaining an efficient cross-sectional shape of corrugated steel sheets The purpose is to provide.
上記課題を解決する請求項１の発明の波付鋼板の設計方法は、波の深さＨの波形の波付鋼板からなる、両側壁と底部とでＵ字形をなし底部直線部長さｄの波付鋼板フリュームを構成する前記波付鋼板の波形状を設計する際に、波付鋼板フリュームの底部が前記両側壁外面に水平に作用する外圧により座屈する時の全体座屈相当圧力ｐｃｒと前記外圧により降伏する時の降伏応力σｙとが等しくなるように、底部直線部長さｄに対する波の深さＨを設定することを特徴とする。The method for designing a corrugated steel sheet according to the first aspect of the present invention that solves the above-mentioned problem is a corrugated steel sheet having a corrugated depth H, and has a U-shaped side wall and a bottom part, and a corrugated sheet having a bottom straight part length d. When designing the wave shape of the corrugated steel sheet constituting the corrugated steel sheet flume, the overall buckling equivalent pressure p cr when the bottom of the corrugated steel sheet flutes due to the external pressure acting horizontally on the outer surfaces of the both side walls and the The wave depth H with respect to the bottom straight portion length d is set so that the yield stress σ y when yielding due to external pressure becomes equal.
請求項２は、請求項１の波付鋼板の設計方法において、下記の（１）式で表される全体座屈相当圧力ｐｃｒと降伏応力σｙとが等しくなるように、底部直線部長さｄに対する波の深さＨを設定することを特徴とする。
但し、
ｄ：底部直線長さｍｍ
ｐｃｒ：全体座屈相当圧力 Ｎ／ｍｍ２
Ｅ：弾性係数 Ｎ／ｍｍ２
σｙ：降伏応力Ｎ／ｍｍ２
Ｂ：波付鋼板の幅（＝波付鋼板フリュームの波と直交する方向の長さ）ｍｍ
Ｉ：波付鋼板の幅Ｂ当たりの断面二次モーメントｍｍ４
Ａ：波付鋼板の幅Ｂ当たりの断面積ｍｍ２
However,
d: Bottom straight line length mm
p cr : Whole buckling equivalent pressure N / mm 2
E: Elastic modulus N / mm 2
σ y : yield stress N / mm 2
B: Width of corrugated steel sheet (= length in a direction perpendicular to the wave of corrugated steel sheet flume) mm
I: Sectional second moment mm per width B of corrugated steel sheet 4
A: sectional area mm 2 per width B of corrugated steel sheet
請求項３は、請求項２の波付鋼板の設計方法において、次式（７）により、底部直線部長さｄに対する波の深さＨを設定することを特徴とする。
但し、
ａ：波の振幅（＝Ｈ／２）ｍｍ
ｔ：板厚ｍｍ
However,
a: Wave amplitude (= H / 2) mm
t: Thickness mm
請求項４は、請求項２の波付鋼板の設計方法において、次式（９）により、底部直線部長さｄに対する波の深さＨを設定することを特徴とする。
但し、
ａ：波の振幅（＝Ｈ／２）ｍｍ
According to a fourth aspect of the present invention, in the corrugated steel sheet design method of the second aspect, the wave depth H with respect to the bottom straight portion length d is set by the following equation (9).
However,
a: Wave amplitude (= H / 2) mm
請求項５の波付鋼板の設計方法は、波の深さＨの波形の波付鋼板からなる、両側壁と底部とでＵ字形をなし底部直線部長さｄの波付鋼板フリュームを構成する前記波付鋼板の波形状を設計する際に、波付鋼板フリュームの底部が前記両側壁外面に水平に作用する外圧により座屈する時の全体座屈相当圧力ｐｃｒと前記外圧により降伏する時の降伏応力σｙとが等しくなるような底部直線部長さｄと波の深さＨの関係に基づいて、座屈荷重が降伏荷重より大きくなるように、底部直線部長さｄに対する波の深さＨを設定することを特徴とする。The method for designing a corrugated steel sheet according to claim 5 comprises the corrugated steel sheet flume having a U-shaped side wall and a bottom, and comprising a corrugated steel sheet having a bottom straight part length d. When designing the wave shape of the corrugated steel sheet, the total buckling equivalent pressure p cr when the bottom part of the corrugated steel sheet is buckled by the external pressure acting horizontally on the both side walls and the yielding when yielding by the external pressure. Based on the relationship between the bottom straight part length d and the wave depth H so that the stress σ y becomes equal, the wave depth H with respect to the bottom straight part length d is set so that the buckling load is larger than the yield load. It is characterized by setting.
請求項６は、請求項５の波付鋼板の設計方法において、波付鋼板フリュームの底部が前記両側壁外面に水平に作用する外圧により座屈する時の全体座屈相当圧力ｐｃｒと前記外圧により降伏する時の降伏応力σｙとが等しくなるような底部直線部長さｄに対する波の深さＨの第１の関係線を設定する工程と、前記第１の関係線に基づき、底部直線部長さｄに対して所定の区間毎に、波の深さＨが段階的に変わる第２の関係線を設定する工程と、前記第２の関係線に基づいて、底部直線部長さｄに対する波の深さＨを設定する工程と、を備え、前記第１の関係線に対して一方の領域は、座屈荷重が降伏荷重より大きくなる領域であり、前記第１の関係線に対して他方の領域は、降伏荷重が座屈荷重より大きくなる領域であり、前記第２の関係線は、前記一方の領域に設定され、一の前記所定の区間内で、底部直線部長さｄの変化によらず波の深さＨが一定であることを特徴とする。According to a sixth aspect of the present invention, there is provided a method for designing a corrugated steel sheet according to the fifth aspect, wherein the bottom portion of the corrugated steel sheet is buckled by an external pressure acting on the outer surface of the both side walls horizontally and by the overall buckling equivalent pressure p cr and the external pressure. A step of setting a first relation line of the wave depth H with respect to the bottom straight part length d such that the yield stress σ y when yielding is equal, and the bottom straight part length based on the first relation line a step of setting a second relationship line in which the wave depth H changes stepwise for each predetermined section with respect to d, and a wave depth with respect to the bottom straight portion length d based on the second relationship line A step of setting the height H, wherein one region with respect to the first relationship line is a region where a buckling load is greater than a yield load, and the other region with respect to the first relationship line Is a region where the yield load is larger than the buckling load, and the second relationship line Is set in the one region, and the wave depth H is constant within one predetermined section regardless of the change in the bottom straight portion length d.
請求項７の発明の波付鋼板の設計方法は、波の深さＨの波形の波付鋼板からなる、両側壁と底部とでＵ字形をなし底部直線部長さｄの波付鋼板フリュームを構成する前記波付鋼板の波形状を設計する際に、次式（８）により、底部直線部長さｄに対する波の深さＨを設定することを特徴とする。
但し、
ａ：波の振幅（＝Ｈ／２）ｍｍ
ｔ：板厚ｍｍ
However,
a: Wave amplitude (= H / 2) mm
t: Thickness mm
請求項８の発明の波付鋼板フリュームは、波の深さＨの波形の波付鋼板からなる、両側壁と底部とでＵ字形をなし底部直線部長さｄの波付鋼板フリュームにおける前記波付鋼板の波の深さＨが、請求項１〜７のいずれか１項に記載の波付鋼板の設計方法により決定された寸法を有することを特徴とする。 A corrugated steel sheet flume according to an eighth aspect of the present invention is the corrugated steel flume of the corrugated steel sheet flume having a U-shape on both side walls and the bottom and made of a corrugated steel sheet having a corrugated depth H. The wave depth H of the steel sheet has a dimension determined by the method for designing a corrugated steel sheet according to any one of claims 1 to 7.
本発明の設計方法により得られた波付鋼板は、波付鋼板フリュームの特定の底部直線部長さｄに対応する波の深さＨが、当該波付鋼板を用いて構成した波付鋼板フリュームの底部直線部分が座屈する時の全体座屈相当圧力ｐｃｒと、前記底部直線部分が降伏する時の降伏応力とが等しくなるように設定されている。すなわち、その波付鋼板を用いて構成した波付鋼板フリュームは、当該波付鋼板フリュームの底部直線部分が座屈する時の全体座屈相当圧力ｐｃｒと、前記底部直線部分が降伏する時の降伏応力σyとが概ね等しい。
したがって、全体座屈と降伏とが概ね同時に起きる。全体座屈が生じた時に降伏に対して余裕があるということ、あるいはその逆に、降伏した時に全体座屈に対して余裕があるということは、波付鋼板フリュームの部材断面が作用荷重に対して全面的に負担していないということであるが、全体座屈と降伏とが概ね同時に起きるということは、部材断面が作用荷重に対して全面的に負担していることである。したがって、そのような断面形状は、波付鋼板フリュームの強度と鋼材使用量との関係で効率的な断面形状（波形状）であると言える。The corrugated steel sheet obtained by the design method of the present invention has a corrugated steel sheet flume having a wave depth H corresponding to a specific bottom straight portion length d of the corrugated steel sheet flume. the overall seat屈相those pressure p cr when the bottom straight portion buckles, said bottom straight portion is set so that the yield stress is equal at the time of surrender. Namely, corrugated steel flumes constructed using the corrugated steel sheet, the yield of when the entire seat屈相those pressure p cr when the bottom straight portion of the wave with steel flumes buckles, wherein the bottom straight portion is surrender The stress σ y is almost equal.
Therefore, overall buckling and yielding occur almost simultaneously. The fact that there is room for yielding when overall buckling occurs, or conversely, that there is room for overall buckling when yielding occurs, which means that the cross section of the corrugated steel sheet flume is subject to the applied load. However, the fact that the overall buckling and yielding occur almost simultaneously means that the member cross-section is fully burdened against the applied load. Therefore, it can be said that such a cross-sectional shape is an efficient cross-sectional shape (wave shape) in relation to the strength of the corrugated steel sheet flume and the amount of steel used.
請求項２の式（１）は、請求項１の発明により断面形状を設計するに際して、波の深さＨ（＝２×波の振幅ａ）を全体座屈相当圧力ｐｃｒと降伏相当圧力ｐｙとが等しなるように設定するための具体的な式を示している。
請求項３は、請求項２の発明により波付鋼板の波の深さＨ（＝２ａ）を設定するための直接的な式を示している。この式において板厚ｔの数値を決めれば、直ちに底部直線長さｄと波の深さＨ（＝２ａ）との関係が得られる。
請求項４も、請求項２の発明により波付鋼板の波の深さＨ（＝２ａ）を設定するための直接的な式を示すが、この請求項４では、請求項３の式において板厚ｔの影響が微小であることから、板厚ｔの項を省略して、底部直線長さｄと波の深さＨ（＝２ａ）との直接的な関係として簡略化した式を示す。これにより、波付鋼板の波形の設計が極めて簡易になる。When designing the cross-sectional shape according to the invention of claim 1, the equation (1) of claim 2 is obtained by changing the wave depth H (= 2 × wave amplitude a) to the total buckling equivalent pressure p cr and the yield equivalent pressure p. A specific formula for setting y to be equal is shown.
Claim 3 shows a direct expression for setting the wave depth H (= 2a) of the corrugated steel sheet according to the invention of claim 2. If the value of the plate thickness t is determined in this equation, the relationship between the bottom straight line length d and the wave depth H (= 2a) is immediately obtained.
Claim 4 also shows a direct formula for setting the wave depth H (= 2a) of the corrugated steel sheet according to the invention of claim 2, but in this claim 4, the plate in the formula of claim 3 is shown. Since the influence of the thickness t is very small, the term of the plate thickness t is omitted, and a simplified expression is shown as a direct relationship between the bottom straight length d and the wave depth H (= 2a). This greatly simplifies the design of the corrugated steel sheet.
以下、本発明を実施した波付鋼板の設計方法、及び、その設計方法による波付鋼板を用いて構成される波付鋼板フリュームを、図面を参照して説明する。
［実施例１］DESCRIPTION OF EMBODIMENTS Hereinafter, a corrugated steel sheet design method embodying the present invention and a corrugated steel sheet flume configured using corrugated steel sheets according to the design method will be described with reference to the drawings.
[Example 1]
本発明に係る実施形態では、波の深さＨの波形の波付鋼板からなる、両側壁と底部とでＵ字形をなし底部直線部長さｄの波付鋼板フリュームを構成する前記波付鋼板の波形状を設計する際に、波付鋼板フリュームの底部が前記両側壁外面に水平に作用する外圧により座屈する時の全体座屈相当圧力ｐｃｒと前記外圧により降伏する時の降伏応力σyとが等しくなるように、底部直線部長さｄに対する波の深さＨを設定する。
そのことを図１で説明すると、（ａ）のように波付鋼板フリューム１が両側の側壁２の外面に水平な外圧（矢印で表している）を受ける場合、底部３の直線部（底部直線部長さｄの部分）に圧縮荷重が作用する。図２は底部直線部に圧縮荷重（白抜き矢印で示す）が作用する状況を示す。この場合、破壊の態様としては、図１（ｂ）に示すように底部直線部が直線状態を保てずに座屈する座屈破壊の場合と、図１（ｃ）に示すように底部直線部が直線状態を保ったまま圧縮され降伏する降伏破壊の場合とがある。図１（ｂ）、（ｃ）において、２点鎖線は波付鋼板フリュームの元の断面形状を示し、ｄ’、ｄ”は元の底部直線部長さｄに対応する部分の長さを示す。
図４は波付鋼板フリュームに用いる一般的な波付鋼板の波形状を示し、波のピッチをｂ、波の深さをＨ、板厚をｔで示す。同図に示すように、一般的な波付鋼板の波形状は、直線と曲線との組み合わせによって形成されているが、計算の簡略化の観点から波形状を図５に示すように、近似的にｓｉｎ波（サインカーブ）として取り扱う。In the embodiment according to the present invention, the corrugated steel sheet is formed of a corrugated steel sheet having a corrugated depth H, the corrugated steel sheet flume having a U-shape on both side walls and the bottom and having a bottom straight part length d. When designing the wave shape, the total buckling equivalent pressure p cr when the bottom portion of the corrugated steel sheet is buckled by the external pressure acting horizontally on the outer surfaces of the both side walls and the yield stress σ y when yielding by the external pressure, Is set to be equal to the bottom straight portion length d.
This will be explained with reference to FIG. 1. When the corrugated steel sheet flume 1 receives horizontal external pressure (indicated by arrows) on the outer surfaces of the side walls 2 on both sides as shown in FIG. A compressive load acts on the portion d). FIG. 2 shows a situation where a compressive load (indicated by a white arrow) acts on the bottom straight portion. In this case, as a mode of destruction, as shown in FIG. 1B, the bottom straight portion buckles without maintaining a straight state, and the bottom straight portion as shown in FIG. 1C. There is a case of yield failure that compresses and yields while maintaining a straight state. 1B and 1C, the two-dot chain line indicates the original cross-sectional shape of the corrugated steel sheet flume, and d ′ and d ″ indicate the length of the portion corresponding to the original bottom straight portion length d.
FIG. 4 shows a wave shape of a general corrugated steel sheet used for a corrugated steel sheet flume, where the wave pitch is b, the wave depth is H, and the sheet thickness is t. As shown in the figure, the wave shape of a general corrugated steel sheet is formed by a combination of a straight line and a curve. From the viewpoint of simplifying the calculation, the wave shape is approximated as shown in FIG. Are treated as sin waves (sine curves).
図５において、ｂは波のピッチ、ａは波の振幅（＝Ｈ／２（波の深さＨの半分））である。また、板厚ｔを図示のように近似的に２つのｓｉｎ波間の距離として取り扱う。
前記の全体座屈相当圧力ｐｃｒは式（１）式で表される。この全体座屈相当圧力ｐｃｒの式（１）はオイラーの公式の両端ピン支持境界条件から導いている。In FIG. 5, b is the wave pitch, and a is the wave amplitude (= H / 2 (half the wave depth H)). Further, the plate thickness t is treated as a distance between two sin waves approximately as shown.
The total buckling equivalent pressure p cr is expressed by the equation (1). The entire seat屈相those pressure p cr of the formula (1) is derived from the official across pin support boundary condition of Euler.
上記の式（１）における記号ｐｃｒ、Ｅ、σｙ、Ｉ、Ａ、Ｂ、ｄは、下記の通りである。
ｄ：底部直線長さｍｍ
ｐｃｒ：全体座屈相当圧力 Ｎ／ｍｍ２
Ｅ：弾性係数 Ｎ／ｍｍ２
σｙ：降伏応力Ｎ／ｍｍ２
Ｂ：波付鋼板の幅（＝波付鋼板フリュームの幅（管軸方向の長さ））ｍｍ
Ｉ：波付鋼板の幅Ｂ当たりの断面二次モーメントｍｍ４
Ａ：波付鋼板の幅Ｂ当たりの断面積ｍｍ２ The symbols p cr , E, σ y , I, A, B, and d in the above formula (1) are as follows.
d: Bottom straight line length mm
p cr : Whole buckling equivalent pressure N / mm 2
E: Elastic modulus N / mm 2
σ y : yield stress N / mm 2
B: Width of corrugated steel sheet (= width of corrugated steel sheet flume (length in tube axis direction)) mm
I: Sectional second moment mm per width B of corrugated steel sheet 4
A: sectional area mm 2 per width B of corrugated steel sheet
前記の通り本発明では、波付鋼板フリュームの底部直線部が座屈する時の全体座屈相当圧力ｐｃｒと降伏する時の降伏応力σｙとが等しくなるように、波付鋼板の波形状を設定する。すなわち、σｙ＝ｐｃｒ であるから、直ちに次の式（２）が成立する。
式（２）におけるＡ（波付鋼板の幅Ｂの断面積）は、１波長（波のピッチｂ）分の断面積を算出し、それをＢ／ｂ倍する事によって求めることができ、後の段落に記載の式（３）にように表される。式（３）中の「Ｂ／ｂ」が前記Ｂ／ｂ倍のことである。
波付鋼板の幅Ｂの断面積Ａを求める式（３）を導く要領を図６に示す。図６のＵＲＳＶで囲まれる部分の面積は、波のピッチｂの４分の１の部分の面積であるから、断面積Ａの４分の１（Ａ／４）である。この断面積Ａ／４（＝面積ＵＲＳＶ）は、ＵＲＺで囲まれる面積−ＶＳＺで囲まれる面積である。したがって、式（３）が得られる。式（３）の右辺を解くと、式（４）が得られる。A in equation (2) (cross-sectional area of the width B of the corrugated steel sheet) can be obtained by calculating the cross-sectional area for one wavelength (wave pitch b) and multiplying it by B / b. It is expressed as shown in Equation (3) described in the paragraph. “B / b” in the formula (3) is the B / b times.
FIG. 6 shows a procedure for deriving Equation (3) for obtaining the cross-sectional area A of the width B of the corrugated steel sheet. Since the area of the portion surrounded by URSV in FIG. 6 is the area of a quarter of the wave pitch b, it is a quarter of the cross-sectional area A (A / 4). This cross-sectional area A / 4 (= area URSV) is an area surrounded by URZ−area surrounded by VSZ. Therefore, equation (3) is obtained. Solving the right side of Equation (3) yields Equation (4).
なお、式（３）の右辺の計算の過程は次の通りである。
式（２）におけるI（断面二次モーメント）は、Ａの場合と同様に1波長（波のピッチｂ）分の断面二次モーメントを算出し、それをＢ／ｂ倍する事によって求めることができ、式（５）にように表される。
波付鋼板のI（断面二次モーメント）を求める式（５）を導く要領を図７に示す。図７のＵＲＳＶで囲まれる部分の断面二次モーメントｉは、１波長（波のピッチｂ）分の断面二次モーメントの４分の１である。そして、この断面二次モーメントｉ（＝ＵＲＳＶの部分の断面二次モーメント）は、ＵＲＺで囲まれる部分の断面二次モーメントｉ１−ＶＳＺで囲まれる部分の断面二次モーメントｉ２である（i＝ｉ１−ｉ２）。したがって、I＝４・Ｂ／ｂ・iであり、式（５）が得られる。
なお、例えばＵＲＺで囲まれる部分の断面二次モーメントｉ１は、図７中の微小面積ΔＫの部分についての中立軸（Ｘ軸）回りの断面二次モーメントｙ２・ΔＫを、ｙ＝０からｙ＝ａ＋ｔ／２まで積分したものである。断面二次モーメントｉ２についても同様である。In equation (2), I (cross-sectional secondary moment) can be obtained by calculating the cross-sectional secondary moment for one wavelength (wave pitch b) and multiplying it by B / b as in the case of A. It can be expressed as equation (5).
FIG. 7 shows a procedure for deriving the equation (5) for obtaining I (cross section secondary moment) of the corrugated steel sheet. The section secondary moment i in the portion surrounded by URSV in FIG. 7 is a quarter of the section secondary moment for one wavelength (wave pitch b). The cross-sectional secondary moment i (= the cross-sectional secondary moment of the portion of URSV) is the cross-sectional secondary moment i 2 of the portion surrounded by the portion surrounded by URZ i 1 -VSZ (i = i 1 -i 2). Therefore, I = 4 · B / b · i, and Equation (5) is obtained.
For example, the cross-sectional secondary moment i 1 of the portion surrounded by URZ is the cross-sectional secondary moment y 2 · ΔK around the neutral axis (X axis) for the portion of the minute area ΔK in FIG. It is integrated up to y = a + t / 2. The same applies to the second moment i 2.
式（５）の右辺を解くと、式（６）が得られる。
式（２）におけるＡ及びＩとして、式（４）のＡ及び式（６）のＩを代入し、波の振幅ａについて整理すると、式（７）が得られる。
Substituting A in Formula (4) and I in Formula (6) as A and I in Formula (2) and rearranging the wave amplitude a yields Formula (7).
式（７）は、全体座屈相当圧力ｐｃｒと降伏応力σｙとが等しくなる条件（板厚ｔと底部直線部長さｄと波の振幅ａとの関係）を示している。
式（７）から分るように、波のピッチｂは全体座屈相当圧力ｐｃｒと降伏応力σｙとが等しくなる条件に関与していない。但し、全体座屈相当圧力ｐｃｒ自体の大きさには式（１）の通り、当然関与している（波のピッチが変れば断面積Ａ、断面二次モーメントＩが変る故）。Expression (7) shows a condition (relationship between the plate thickness t, the bottom straight portion length d, and the wave amplitude a) in which the overall buckling equivalent pressure p cr and the yield stress σ y are equal.
As can be seen from the equation (7), the wave pitch b is not related to the condition that the total buckling equivalent pressure p cr and the yield stress σ y are equal. However, the magnitude of the total buckling equivalent pressure p cr itself is naturally concerned as shown in the equation (1) (because the cross-sectional area A and the secondary moment I change when the wave pitch changes).
円形２形のコルゲートパイプの材質と同じＳＳ３３０を用いた場合で、板厚ｔが２．７ｍｍと４．０ｍｍとの２種について、式（７）の関係をグラフで表せば、図８の通りとなる。このグラフでは、縦軸を波の深さＨ（波の振幅ａの２倍）に修正して表わしている。
なお、式（７）において、
Ｅ＝２．１×１０5Ｎ／ｍｍ２、
σｙ＝２０５Ｎ／ｍｍ２、
とした。
図８の通り、底部直線部長さｄと波の深さＨとの関係を表す関係線は殆んど直線である。また、板厚ｔが２．７ｍｍの場合における底部直線部長さｄと波の深さＨとの関係と、板厚ｔが４．０ｍｍの場合における底部直線部長さｄと波の深さＨとの関係とは、図８で関係線が1本に見える通り、殆んど同じである（実際には２本の線であり、カラーで表示したグラフでは識別できる）。When the same SS330 as the material of the circular corrugated pipe of the circular shape 2 is used, the relationship of the formula (7) is expressed in a graph with respect to two types having a plate thickness t of 2.7 mm and 4.0 mm, as shown in FIG. It becomes. In this graph, the vertical axis is corrected to the wave depth H (twice the wave amplitude a).
In equation (7),
E = 2.1 × 10 5 N / mm 2 ,
σ y = 205 N / mm 2 ,
It was.
As shown in FIG. 8, the relationship line representing the relationship between the bottom straight portion length d and the wave depth H is almost straight. Further, the relationship between the bottom straight portion length d and the wave depth H when the plate thickness t is 2.7 mm, and the bottom straight portion length d and the wave depth H when the plate thickness t is 4.0 mm. The relationship is almost the same as the relationship line appears as one in FIG. 8 (actually, there are two lines, which can be identified in the graph displayed in color).
底部直線部長さｄと波の深さＨとの関係が図８の関係線上にあるとき、座屈荷重と降伏荷重とが等しくなり（全体座屈相当圧力と降伏応力とが等しくなり）、この時の断面形状が、波付鋼板フリューム（コルゲートフリューム）の耐力と鋼材使用量との関係で最も効率的である。
関係線より上の領域は、座屈荷重が降伏荷重より大きい領域である。すなわち、この領域では波付鋼板フリュームの破壊は降伏により起きる。また、関係線より下の領域は、降伏荷重が座屈荷重より大きい領域である。すなわち、この領域では波付鋼板フリュームの破壊は座屈により起きる。底部直線部長さｄと波の深さＨとの関係が関係線から上又は下にずれるほど、座屈荷重と降伏荷重との差が大きくなり、効率の悪い断面形状となり、要求される許容荷重に対して鋼材使用量が増大する。
上記の通り、底部直線部長さｄと波の深さＨとの関係が、図６の関係線上にあるのが、要求される許容荷重と鋼材使用量という効率性の観点では最適である。
しかし、座屈荷重が降伏荷重より大きければ、座屈破壊が降伏破壊に先行するということがなく、コルゲートパイプを用いた構造物の靭性が向上し、急激な破壊の発生が防止されるので、関係線より上の領域である座屈荷重が降伏荷重より大きい領域の範囲を採用することが望ましい。
すなわち、底部直線部長さｄと波の深さＨ（Ｈ＝２ａ）との関係で言えば、式（８）のように設定するのが、急激な破壊の発生が防止する上で望ましい。
The region above the relationship line is a region where the buckling load is larger than the yield load. That is, in this region, the corrugated steel sheet flume is destroyed by yielding. The region below the relationship line is a region where the yield load is greater than the buckling load. That is, in this region, the corrugated steel sheet flume is broken by buckling. The more the relationship between the bottom straight line length d and the wave depth H deviates above or below the relationship line, the greater the difference between the buckling load and the yield load, resulting in a less efficient cross-sectional shape and the required allowable load. However, the amount of steel used increases.
As described above, the relationship between the bottom straight portion length d and the wave depth H is on the relationship line in FIG. 6, which is optimal from the viewpoint of efficiency such as the required allowable load and the amount of steel used.
However, if the buckling load is larger than the yield load, the buckling failure does not precede the yielding failure, the toughness of the structure using the corrugated pipe is improved, and the occurrence of abrupt failure is prevented. It is desirable to adopt the range of the region where the buckling load, which is the region above the relationship line, is larger than the yield load.
That is, in terms of the relationship between the bottom straight portion length d and the wave depth H (H = 2a), it is desirable to set as in the formula (8) in order to prevent the occurrence of abrupt destruction.
上記のような底部直線部長さｄに対する波の深さＨ（＝２ａ）の設定方法を採用することで、次のような効果が得られる。
・材料強度を有効に利用する事が可能となり、鋼材を効率的に使用でき、鋼材使用量の節約に繋がる。
・大径間の波付鋼板フリューム構造物への適用が可能となる
・ストラット等の支保部材の数を少なくすることが可能であり、鋼材使用量の削減や施工性の向上が図られる。また、支保部材の数は同じでサイズを小サイズにした場合には、鋼材使用量を削減できる。
・断面剛性（断面二次モーメント）が高くなるので、同じ荷重条件では板厚を薄くする事が可能となる。
・波の深さＨを深くすることで、地盤との付着量が増加するので、従来よりも急斜面での設置が可能となる。
・波の深さＨを深くすることで、流速が必要以上に速くならず、急斜面においても減勢工を必要としない。
・座屈荷重を降伏荷重より大きく設定した場合には、座屈破壊が降伏破壊に先行するということがなく、波付鋼板フリュームの靭性が向上し、急激な破壊の発生が防止される。By adopting the setting method of the wave depth H (= 2a) with respect to the bottom straight portion length d as described above, the following effects can be obtained.
-Effective use of material strength enables efficient use of steel materials, leading to savings in steel usage.
・ Applicable to corrugated steel flume structures with large diameters. ・ The number of support members such as struts can be reduced, reducing the amount of steel used and improving workability. Moreover, when the number of supporting members is the same and the size is reduced, the amount of steel used can be reduced.
・ Since the cross-sectional rigidity (secondary moment of cross-section) is high, it is possible to reduce the plate thickness under the same load conditions.
・ By increasing the depth H of the wave, the amount of adhesion with the ground increases, so installation on a steep slope is possible.
・ By increasing the depth H of the wave, the flow velocity does not become faster than necessary, and no depressurization work is required even on steep slopes.
-When the buckling load is set larger than the yield load, the buckling failure does not precede the yielding failure, and the toughness of the corrugated steel sheet flume is improved and the occurrence of rapid failure is prevented.
前述した通り、図８において関係線が殆んど直線的であり、かつ、板厚ｔによらず殆んど１本に見えることは、式（７）において、底部直線部長さｄの項に対して、板厚ｔの項が著しく小さく、板厚ｔの影響を無視することができることを示している。すなわち、式（７）における底部直線部長さｄを図８における最小の２０００ｍｍとし、板厚ｔを厚い方の４．０ｍｍとしても、ｄ２＝４×１０６、ｔ２＝１６であり、ｄ２≫ｔ２ なので、それぞれの係数（２σｙ／π２Ｅ、１／６）の値の大小を考慮しても、板厚ｔの影響は無視できることが分る（詳細計算は省略）。
したがって、式（７）に代えて、実用的な次の式（９）の近似式を用いることができる。
Therefore, a practical approximate expression of the following expression (9) can be used instead of the expression (7).
式（７）あるいは式（９）の通り、底部直線部長さｄと最適な波の深さＨ（＝２ａ）の関係は降伏応力（σｙ）に依存している(鋼の種類による弾性係数Ｅの差はあまりない)。したがって、使用する鋼材の降伏応力に応じて、底部直線部長さｄと最適な波の深さＨ（＝２ａ）の関係を求めるとよい。例えば、コルゲートフリュームの材料として一般に使用されるＳＳ３３０の降伏応力は２０５Ｎ／ｍｍ２である。なお具体的な範囲としては、板厚ｔは、１．６〜９．０ｍｍである。弾性係数Ｅは、２０．１×１０４〜２１．６×１０４Ｎ／ｍｍ２である。降伏応力σｙは、１６８〜３２５Ｎ／ｍｍ２である。As shown in Equation (7) or Equation (9), the relationship between the bottom straight portion length d and the optimum wave depth H (= 2a) depends on the yield stress (σ y ) (elastic modulus depending on the type of steel) There is not much difference in E). Therefore, the relationship between the bottom straight portion length d and the optimum wave depth H (= 2a) may be obtained in accordance with the yield stress of the steel material used. For example, the yield stress of SS330, commonly used as a corrugated film material, is 205 N / mm 2 . As a specific range, the plate thickness t is 1.6 to 9.0 mm. The elastic modulus E is 20.1 × 10 4 to 21.6 × 10 4 N / mm 2 . The yield stress σ y is 168 to 325 N / mm 2 .
このような設計方法は、波付鋼板フリュームの底部直線部長さｄが大きいものである場合に、特に効果が顕著となる。底部直線部長さが小さい場合は、過度に補強部材を設けずとも、板厚の調整程度で十分に強度対策をすることができる。一方、底部直線部長さが大きい場合は、補強部材を多く用いる必要性が生じる。本実施形態のような最適な設計方法を採用することで、このような補強部材を低減できる。上述の実施形態では、効果が顕著になる範囲として、底部直線部長さｄが２０００ｍｍ以上の範囲についての例を示した。底部直線部長さｄの下限値は２０００ｍｍに限らず、材質などによって異なり、例えば１０００ｍｍであってもよく、３０００ｍｍであってもよい。上限値に関しては特に限定されないが、６０００ｍｍとしてもよい。なお、実施形態では、底部直線部長さｄが５０００ｍｍ以下の範囲についての例を示した。 Such a design method is particularly effective when the bottom straight part length d of the corrugated steel sheet flume is large. When the bottom straight part length is small, sufficient strength measures can be taken by adjusting the plate thickness without excessively providing a reinforcing member. On the other hand, when the bottom straight part length is large, it is necessary to use many reinforcing members. By adopting the optimum design method as in this embodiment, such reinforcing members can be reduced. In the above-mentioned embodiment, the example about the range whose bottom straight part length d is 2000 mm or more was shown as a range where an effect becomes remarkable. The lower limit value of the bottom straight portion length d is not limited to 2000 mm, and varies depending on the material, and may be, for example, 1000 mm or 3000 mm. Although it does not specifically limit regarding an upper limit, It is good also as 6000 mm. In addition, in embodiment, the example about the range whose bottom part straight part length d is 5000 mm or less was shown.
また、図８のグラフに基づいて、座屈荷重と降伏荷重とが等しくなる関係線の上、または座屈荷重が降伏荷重より大きくなる領域であれば、どのように、底部直線部長さｄに対する波の深さＨを設定してもよいが、当該領域に対して上限を定めてもよい。例えば、安全率を考慮して上限を定めてもよい。具体的には、図１２に示すように、「座屈荷重／安全率＝降伏荷重」となるような底部直線部長さｄと波の深さＨとの関係線を設定する。ここでは、安全率＝１．６８を採用している。管径Ｄに対する波の深さＨは、「座屈荷重＝降伏荷重」の関係線と「座屈荷重／安全率＝降伏荷重」の関係線との間の値に設定してよい。これにより、座屈破壊が降伏破壊に先行することをなくしつつも、降伏強度についても十分な安全性を確保することができる。なお、安全率は材質等に対して定められた値を用いればよく、国の違いなどにより基準が異なる場合は、当該基準に合わせた値を用いればよい。
［実施例２］Further, based on the graph of FIG. 8, if the buckling load and the yield load are equal to each other, or if the buckling load is larger than the yield load, how is the bottom straight portion length d? Although the wave depth H may be set, an upper limit may be set for the region. For example, the upper limit may be set in consideration of the safety factor. Specifically, as shown in FIG. 12, a relationship line between the bottom straight portion length d and the wave depth H is set such that “buckling load / safety factor = yield load”. Here, the safety factor = 1.68 is adopted. The wave depth H with respect to the pipe diameter D may be set to a value between the relationship line of “buckling load = yield load” and the relationship line of “buckling load / safety factor = yield load”. As a result, it is possible to ensure sufficient safety with respect to the yield strength while preventing the buckling failure from preceding the yield failure. In addition, what is necessary is just to use the value defined with respect to the material etc. for a safety factor, and when a reference | standard changes with differences in a country etc., what is necessary is just to use the value according to the said reference | standard.
[Example 2]
底部直線部長さｄと波の深さＨの関係を、式（７）や式（９）で得られる関係線上にあるように設定する場合、底部直線部長さｄの大きさに無段階に対応させて波の深さＨを設定するのは、製造上、施工上その他種々の面で煩雑でありコスト増になるので、波の深さＨを底部直線部長さｄに対して段階的に対応させることが実用的である。
例えば図９に示すように、底部直線部長さｄに対して１０００ｍｍ毎に波の深さＨを変える設定方法を採用することができる。
段階的に変える場合において、急激に破壊が起きる座屈破壊より、急激な破壊とはなりにくい降伏破壊の方が構造物の破壊態様として適切と言えるので、降伏破壊が先行するように設定、すなわち、「座屈荷重＞降伏荷重」の領域において設定（「座屈荷重＜降伏荷重」の領域に入らないように設定）するのがよい。図９の段階的な関係線は、そのような設定である。底部直線部長さｄ範囲毎の波の深さＨを具体的に示すと、次の通りである。
底部直線部長さｄが２０００ｍｍ〜３０００ｍｍの範囲で波の深さＨが８４ｍｍ
底部直線部長さｄが３０００ｍｍ〜４０００ｍｍの範囲で波の深さＨが１１４ｍｍ
底部直線部長さｄが４０００ｍｍ〜５０００ｍｍの範囲で波の深さＨが１４２ｍｍ
上記のように、波の深さＨを図９の関係線に沿うような形で段階的に深くすることで、前述した種々の効果が得られるとともに、座屈破壊ではなく降伏破壊が先行するので、急激な破壊の発生が防止される。When the relationship between the bottom straight part length d and the wave depth H is set so as to be on the relational line obtained by the equations (7) and (9), it corresponds to the size of the bottom straight part length d steplessly. Therefore, setting the wave depth H is complicated in terms of manufacturing, construction, and other aspects and increases the cost. Therefore, the wave depth H corresponds to the bottom straight portion length d step by step. Is practical.
For example, as shown in FIG. 9, a setting method of changing the wave depth H every 1000 mm with respect to the bottom straight portion length d can be adopted.
In the case of changing in stages, it can be said that the yield failure, which is unlikely to be abrupt, rather than the buckling failure that causes abrupt failure, is more appropriate as a structure failure mode. It is preferable to set in the region of “buckling load> yield load” (set so as not to enter the region of “buckling load <yield load”). The stepwise relationship line in FIG. 9 is such a setting. Specifically, the depth H of the wave for each bottom straight line length d range is as follows.
Wave length H is 84mm when bottom straight part length d is in the range of 2000mm to 3000mm.
Wave depth H is 114 mm when bottom straight part length d is in the range of 3000 mm to 4000 mm.
Wave depth H is 142mm when bottom straight part length d is in the range of 4000mm to 5000mm.
As described above, by increasing the wave depth H step by step along the relational line in FIG. 9, the various effects described above can be obtained, and yielding failure precedes buckling failure. As a result, the occurrence of sudden destruction is prevented.
図９のような方法により波の深さＨを設定する場合の設計プロセスは、（ｉ）〜（ｉｉｉ）のようになる。
（ｉ）波付鋼板フリュームの底部が前記両側壁外面に水平に作用する外圧により座屈する時の全体座屈相当圧力ｐｃｒと前記外圧により降伏する時の降伏応力σｙとが等しくなるような底部直線部長さｄに対する波の深さＨの第１の関係線（図９に示す「座屈荷重＝降伏荷重」の関係線）を設定する。
（ｉｉ）第１の関係線に基づき、底部直線部長さｄに対して所定の区間毎（図９の例では、１０００ｍｍ毎の区間が設定されている）に、波の深さＨが段階的に変わる第２の関係線（図９に示す段階的な関係線）を設定する。
（ｉｉｉ）第２の関係線に基づいて、底部直線部長さｄに対する波の深さＨを設定する。The design process when setting the wave depth H by the method shown in FIG. 9 is as shown in (i) to (iii).
(I) The total buckling equivalent pressure p cr when the bottom portion of the corrugated steel sheet is buckled by the external pressure acting horizontally on the outer surfaces of both side walls is equal to the yield stress σ y when yielding by the external pressure. A first relationship line of the wave depth H with respect to the bottom straight portion length d (relation line of “buckling load = yield load” shown in FIG. 9) is set.
(Ii) Based on the first relational line, the wave depth H is stepwise for each predetermined section with respect to the bottom straight part length d (in the example of FIG. 9, a section every 1000 mm is set). A second relationship line (stepwise relationship line shown in FIG. 9) is set.
(Iii) Based on the second relation line, the wave depth H is set with respect to the bottom straight part length d.
第１の関係線に対して上側の領域（一方の領域）は、「座屈荷重＞降伏荷重」となる領域であり、第１の関係線に対して下側の領域（他方の領域）は、「座屈荷重＜降伏荷重」となる領域である。第２の関係線は、「座屈荷重＞降伏荷重」の領域に設定され、一の区間内で、底部直線部長さｄの変化によらず波の深さＨが一定である。 The upper region (one region) with respect to the first relationship line is a region where “buckling load> yield load”, and the lower region (the other region) with respect to the first relationship line is , “Buckling load <Yield load”. The second relation line is set in the region of “buckling load> yield load”, and the wave depth H is constant within one section regardless of the change in the bottom straight portion length d.
なお、段階的に波の深さＨを設定する場合であっても、図１２に示すような、「座屈荷重／安全率＝降伏荷重」の関係線を考慮してもよい。すなわち、「座屈荷重＝降伏荷重」の関係線と「座屈荷重／安全率＝降伏荷重」の関係線との間の領域で、段階的な第２の関係線を設定してよい。 Even when the wave depth H is set stepwise, the relationship line of “buckling load / safety factor = yield load” as shown in FIG. 12 may be considered. That is, a stepwise second relationship line may be set in a region between the relationship line of “buckling load = yield load” and the relationship line of “buckling load / safety factor = yield load”.
本発明は、波付鋼板を用いて構成するＵ字形の波付鋼板フリュームの前記波付鋼板を設計（特にその波形状を設計）する波付鋼板の設計方法、及びその設計方法による波付鋼板を用いて構成される波付鋼板フリュームに利用可能である。 The present invention relates to a corrugated steel sheet design method for designing the corrugated steel sheet of a U-shaped corrugated steel sheet flume composed of corrugated steel sheets (particularly, designing the corrugated shape thereof), and the corrugated steel sheet by the design method. It can be used for corrugated steel sheet flume constructed using
１ 波付鋼板フリューム
１ａ 波付鋼板
ｄ：（波付鋼板フリュームの）底部直線部長さ ｍｍ
ｐｃｒ：全体座屈相当圧力 Ｎ／ｍｍ２
Ｅ：弾性係数 Ｎ／ｍｍ２
σｙ：降伏応力Ｎ／ｍｍ２
Ｂ：波付鋼板の幅（波付鋼板フリュームの波と直交する方向の長さ）ｍｍ
Ｉ：波付鋼板の幅Ｂ当たりの断面二次モーメントｍｍ４
Ａ：波付鋼板の幅Ｂ当たりの断面積ｍｍ２
ｔ：板厚ｍｍ
Ｈ：波の深さｍｍ
ａ：波の振幅（＝Ｈ／２）ｍｍ1 Corrugated steel sheet flume 1a Corrugated steel sheet d: Length of bottom straight line (of corrugated steel sheet flume) mm
p cr : Whole buckling equivalent pressure N / mm 2
E: Elastic modulus N / mm 2
σy: Yield stress N / mm 2
B: Width of corrugated steel sheet (length in a direction perpendicular to the wave of corrugated steel sheet flume) mm
I: Sectional second moment mm per width B of corrugated steel sheet 4
A: sectional area mm 2 per width B of corrugated steel sheet
t: Thickness mm
H: Wave depth mm
a: Wave amplitude (= H / 2) mm
Claims (7)
但し、
ｄ：底部直線長さ ｍｍ
ｐ ｃｒ ：全体座屈相当圧力 Ｎ／ｍｍ ２
Ｅ：弾性係数 Ｎ／ｍｍ ２
σ ｙ ：降伏応力Ｎ／ｍｍ ２
Ｂ：波付鋼板の幅（＝波付鋼板フリュームの波と直交する方向の長さ）ｍｍ
Ｉ：波付鋼板の幅Ｂ当たりの断面二次モーメントｍｍ ４
Ａ：波付鋼板の幅Ｂ当たりの断面積ｍｍ ２
However,
d: Straight line length at the bottom mm
p cr : Whole buckling equivalent pressure N / mm 2
E: Elastic modulus N / mm 2
σ y : yield stress N / mm 2
B: Width of corrugated steel sheet (= length in a direction perpendicular to the wave of corrugated steel sheet flume) mm
I: Sectional second moment mm per width B of corrugated steel sheet 4
A: sectional area mm 2 per width B of corrugated steel sheet
但し、
ａ：波の振幅（＝Ｈ／２）ｍｍ
ｔ：板厚ｍｍ
However,
a: Wave amplitude (= H / 2) mm
t: Thickness mm
但し、
ａ：波の振幅（＝Ｈ／２）ｍｍ
However,
a: Wave amplitude (= H / 2) mm
但し、
ｄ：底部直線長さ ｍｍ
ｐ ｃｒ ：全体座屈相当圧力 Ｎ／ｍｍ ２
Ｅ：弾性係数 Ｎ／ｍｍ ２
σ ｙ ：降伏応力Ｎ／ｍｍ ２
Ｂ：波付鋼板の幅（＝波付鋼板フリュームの波と直交する方向の長さ）ｍｍ
Ｉ：波付鋼板の幅Ｂ当たりの断面二次モーメントｍｍ ４
Ａ：波付鋼板の幅Ｂ当たりの断面積ｍｍ ２
However,
d: Straight line length at the bottom mm
p cr : Whole buckling equivalent pressure N / mm 2
E: Elastic modulus N / mm 2
σ y : yield stress N / mm 2
B: Width of corrugated steel sheet (= length in a direction perpendicular to the wave of corrugated steel sheet flume) mm
I: Sectional second moment mm per width B of corrugated steel sheet 4
A: sectional area mm 2 per width B of corrugated steel sheet
前記第１の関係線に基づき、底部直線部長さｄに対して所定の区間毎に、波の深さＨが段階的に変わる第２の関係線を設定する工程と、
前記第２の関係線に基づいて、底部直線部長さｄに対する波の深さＨを設定する工程と、を備え、
前記第１の関係線に対して一方の領域は、座屈荷重が降伏荷重より大きくなる領域であり、前記第１の関係線に対して他方の領域は、降伏荷重が座屈荷重より大きくなる領域であり、
前記第２の関係線は、前記一方の領域に設定され、一の前記所定の区間内で、底部直線部長さｄの変化によらず波の深さＨが一定であることを特徴とする請求項４に記載の波付鋼板の設計方法。 The bottom straight part length so that the total buckling equivalent pressure p cr when the bottom part of the corrugated steel sheet is buckled by the external pressure acting horizontally on the outer surfaces of both side walls is equal to the yield stress σ y when yielding by the external pressure. Setting a first relationship line of the wave depth H to the depth d;
Setting a second relationship line in which the wave depth H changes stepwise for each predetermined section with respect to the bottom straight portion length d based on the first relationship line;
Setting a wave depth H with respect to the bottom straight part length d based on the second relationship line, and
One region with respect to the first relationship line is a region where the buckling load is greater than the yield load, and the other region with respect to the first relationship line is where the yield load is greater than the buckling load. Area,
Wherein said second relationship line, the set in the one region, characterized by in one of the predetermined interval, it depth H of the wave irrespective of the change of the bottom straight portion length d is constant Item 5. A corrugated steel sheet design method according to Item 4 .
但し、
ａ：波の振幅（＝Ｈ／２）ｍｍ
ｔ：板厚ｍｍ
Ｅ：弾性係数 Ｎ／ｍｍ ２
σ ｙ ：降伏応力Ｎ／ｍｍ ２
However,
a: Wave amplitude (= H / 2) mm
t: Thickness mm
E: Elastic modulus N / mm 2
σ y : yield stress N / mm 2
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