設計条件入力

堆積高(h) 算出用条件

配筋選択

※断面積: D10=71.3, D13=126.7, D16=198.6, D19=286.5, D13D16=162.6

土砂災害特別警戒区域における外壁等の構造計算書

■ 計算条件 (入力値)

ρm: 土石等の密度 t/m³ σ: 土石等の比重
g: 重力加速度 m/s² c: 土石等の容積濃度
h_sm: 土石等の移動の高さ m fb: 流体抵抗係数
H: 急傾斜地の高さ m φ: 内部摩擦角 度
X: 建築物までの水平距離 m γ: 単位体積重量 kN/m³
θu: 急傾斜地の傾斜度 度 h: 土石等の堆積の高さ m
θd: 下端隣接地の傾斜度 度 δ: 壁面摩擦角 度
d: 控壁の突出長さ m

1. 土石等の堆積の高さ (h) の算定

$$h = \frac{-X_1 + \sqrt{X_1^2 + 2S \cdot \tan(90^\circ - \theta_u)}}{\tan(90^\circ - \theta_u)}$$
  • \(h\): 土石等の堆積の高さ = m
  • \(S\): 土砂の断面積（単位あたりの土砂量） = \(V / W =\) m²
  • \(V\): 崩壊土量 = m³
  • \(W\): 最大崩壊幅 = m
  • \(X_1\): 急傾斜地下端からの距離 = m
  • \(\theta_u\): 急傾斜地の傾斜度 = 度

2. 急傾斜地の崩壊に伴う土石等の移動・堆積による力の算定

国土交通省告示第三百三十二号 第2の1（移動による力）

$$F_{sm} = \rho_m g h_{sm} \left[ \frac{b_u}{a} \left\{ 1 - \exp\left( \frac{-2a H}{h_{sm} \sin\theta_u} \right) \right\} \cos^2(\theta_u - \theta_d) \exp\left( \frac{-2a X}{h_{sm}} \right) + \frac{b_d}{a} \left\{ 1 - \exp\left( \frac{-2a X}{h_{sm}} \right) \right\} \right]$$ $$b_u = \cos\theta_u \left\{ \tan\theta_u - \frac{(\sigma - 1)c}{(\sigma - 1)c + 1}\tan\phi \right\}, \quad b_d = \cos\theta_d \left\{ \tan\theta_d - \frac{(\sigma - 1)c}{(\sigma - 1)c + 1}\tan\phi \right\}, \quad a = \frac{2}{(\sigma - 1)c + 1} f_b$$
  • \(F_{sm}\): 移動により建築物に作用すると想定される力の大きさ = kN/m²
  • 算出係数: \(a =\) , \(b_u =\) , \(b_d =\)

国土交通省告示第三百三十二号 第2の2（堆積による力）

$$F_{sa} = \frac{\gamma h \cos^2\phi}{\cos\delta \{ 1 + \sqrt{\sin(\phi + \delta)\sin\phi / \cos\delta} \}^2}$$
  • \(F_{sa}\): 堆積により建築物に作用すると想定される力の大きさ = - kN/m²

3. 外壁等の構造方法及び必要鉄筋量の検定

国土交通省告示第三百八十三号 第一、第二 に基づき、移動による最大力 \(p\) 及び堆積による最大力 \(w\) を用いて検定を行う。本計算において \(p = \max(F_{sm}, 0)\) 、 \(w = F_{sa}\) と定義する。

  • \(p\): 移動による最大力の大きさ = kN/m²
  • \(w\): 堆積による最大力の大きさ = kN/m²
※警告：算定された力または高さが告示第三百八十三号の「第二号（構造計算ルート）」の適用条件を満たしています。本仕様規定（第一号）の配筋表による検定は適用できず、荷重組み合わせ（G+P+Sm等）を考慮した詳細な構造計算が必要となります。
部位 告示の条件・数式 必要断面積
(mm²/m)		 採用鉄筋
及びピッチ		 設計断面積
(mm²/m)		 判定
移動/堆積の区分 断面積の和(計算式)
計算コード：国土交通省告示第332号・第383号準拠

■ 補足事項（計算結果の物理的考察）

【重要】移動による力（Fsm）の算定結果に関する考察

国土交通省告示第三百三十二号の数式を厳密に計算すると、本条件では移動による力 $F_{sm}$ は負の値となります。これは「下端平坦部（$\theta_d=0^\circ$）での摩擦抵抗による減速効果が大きく、土石流が離隔距離 $X=3.0\text{m}$ 先の建築物に到達する前に停止する」という物理現象を表しています。

本構造計算においては、告示式を適正に評価し、算出された力が負となる場合は建築物への衝突荷重が発生しないものとして $p = 0.00 \text{ kN/m}^2$ と定義し、外壁等の検定を行っています。