本設、仮設の安全率の違い

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構造物において本設時と仮設時の安全率の違いについてですが、
本設時の安全率が仮設時の安全率よりも高い理由などありますでしょうか?
ご教授お願いしたく、宜しくお願い致します。

コメント

ユーザー Tomoyuki Nakasuji の写真

 tagから、構造物は開削tunnelで、仮設が土(山)留で本設が鉄筋concrete(RC)造又は土留の本体利用と私は推します。許容応力度設計法に拠る仕様規定について、供用期間には本設
RC造は正負交番応力で疲労し、CO_2に因る中性化と水が有る条件(根拠1)では鉄筋が腐食して膨張し被りconcreteが剥離します。
 同じtunnelであるshield tunnelの標準示方書(文献2)では、本設(常)時許容応力度を一時的な荷重に対して割り増す事が出来るとしている。
 一時的な(短期)荷重は施工時荷重、中規模(Level1)地震動、近接施工の影響、併設tunnelの影響で示される後続tunnelの施工時荷重及びsegment(一次覆工)の貯蔵及び運搬又は特
殊な組立方法に因る荷重等がある。此れ等の荷重に対する許容応力度の割増しは、本来、tunnelの設計条件、施工条件、完成後の維持管理に与える影響、segmentの使用条件等を考慮し、
荷重の種類と組合せに対して定められるべきだが、個々の荷重が同時に作用する可能性や其れ等の影響が累積する可能性が余り高くない事から個々の荷重条件に対して許容応力度
を下記のように割り増す事が出来る。
1)concrete及び鉄筋は許容応力度の50%を上限とする。
2)鋼材、球状黒鉛鋳鉄及び溶接構造用鋳鋼品は降伏点又は耐力を上限とする。
3)bolt及び溶接部は許容応力度の50%を上限とする。
 但し、cocrete部材の許容剪断応力度を割り増す場合、其の破壊性状を考慮して慎重に検討を要す。
 2)の鋼材では、本設時の安全率は、
 (降伏強度)/(本設時許容応力度)=1.7
です。降伏強度を下回り本設時許容応力度を50%割り増した仮設時の安全率は、
 (降伏強度)/(仮設時許容応力度)=(降伏強度)/{1.5×(本設時許容応力度)}=1.7/1.5≈1.1
です。仮設時の安全率を本設時の其れよりも低い(本設時の安全率を仮設時の其れよりも高い)仕様にしようとする理由は、仮設費を低減し、切梁・腹起しの間に鋼材やbackhoeを吊り
降ろす空間を確保する為だと私は思います。其の為に、設計者及び施工者は上記の一時的な荷重を同時に作用させず、其れ等の影響を累積させない高精度の荷重・変位想定、管理を要
します(私が東北大 航空宇宙構造力学で槇原 幹十郎 教員から聞いた航空機安全率1.1と同等)。過去に山留が崩壊し作業者の方々が生き埋めに成った例が有り、安全率設定に留意
を要します。
 他者が管理して要因は複合して私が遭遇した下記のtrouble例の教訓を以下に記します。
・開削tunnel床付掘削時に中間杭が浮き上がらぬ様に、盤膨れ条件に依り、底盤改良に加えて防止を施す。
・鋼製segmentのbolt締結について、impact wrenchの衝撃力で降伏強度を超えて切れぬ様にtorque wrenchで静的に管理する。
根拠・文献
1)Chijiwa:integrated modeling of reinforced concrete structure's lecture at Tokyo institute of technology,2017.
2)土木学会:トンネル標準示方書シールド工法,2006.

ユーザー Tomoyuki Nakasuji の写真

 上記で私が航空機安全率を聞いた方を槙原 幹十朗 教員に訂正致します。

ユーザー 匿名投稿者 の写真

長期安全を要すか、短期安全で良いかと言う事です。