3.5 水道配水用ポリエチレン管の耐震設計法
3.5.2 設計フローチャート
次に，本研究で検討する青ポリ管の耐震設計フローを示す．現行の水道施設耐震工法指 針では，主に直管部を対象に耐震計算を行っているが，これまでの地震被害調査によると 地震時には，管軸方向から分岐した部位である異形管部や給水分岐，給水管が弱点となる ことが明らかになっている．よって，青ポリ管に対しては，直管部だけでなく 90°曲管や T字管などの異形管や給水分岐（サドル付分水栓），給水管を含めた管路システム全体の耐 震性能を照査することとする．
評価のポイントは管と地盤との滑り挙動およびその滑りが分岐部に与える影響評価であ る．これらの計算緒元は，直管の耐震計算までは水道施設耐震工法指針に則り算出し1)，滑 り量の算出および異形管，給水分岐の耐震計算は，高圧ガス導管耐震設計指針6)および本研 究の実験結果を参考とした．
計算フローに基づいた青ポリ管の耐震計算結果については，付録の計算事例集において 地盤モデル，対象地震動をいくつか設定した計算を行い，管路システム全体の耐震性能を 確認することとする．
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【水道配水用ポリエチレン管の耐震計算フローチャート】
START
地盤モデルの設定
表層地盤の固有周期TG
1) レベル1地震動 2) レベル2地震動
検討管種の緒元，配管モデル
２．各部位の耐震計算（応答変位法）
滑りが発生しない・・・地盤ひずみεG= 管体ひずみεP
滑りが発生する ・・・地盤ひずみεG×滑り低減率q＝管体ひずみεP
1
4
i si
i
G V
T H Hi：i層目の層厚(m)
Vs：平均せん断弾性波速度(m/s)
地震波の波長L
地盤の水平変位振幅Uh
地盤ひずみεG
(2) 直管εP
L1：表層地盤の波長(m) L2：基盤地盤の波長(m)
2 1
2
2 1
L L
L L L
H ' cos h T ' S ) ' h (
Uh v G
2 2
2
h'：地表面からの深さ(m)
Sv'：設計用速度応答スペクトル(m/s) H：表層厚(m)
η：地盤不均一度係数
（=1.0～2.0）
L Uh
G
εP：合成ひずみ εL：管軸方向のひずみ
α0：滑りを考慮した管軸方向の地盤変位伝達係数 α2：管軸直角方向の地盤変位伝達係数
2 2
M L
p
G
L
0
G
M L
D
22π
対象地震動の速度応答スペクトル
(1)常時荷重による管体ひずみεc
(a)
(b)
(c)
(d)
(e)
(f) １．計算条件
(g)
(h)
(j)
滑りの判定 (i)
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管と地盤との最大相対変位Δ
h* U
1 q*：相対変位に関する滑り係数 Uh：地盤水平変位振幅(m) α1：地盤変位伝達係数
滑りが発生しない・・・管が地盤に追随・・・相対変位量Δは、ゼロもしくは僅か 滑りが発生する ・・・管と地盤がズレる･･･相対変位量Δは、大きい（最大でUh）
(3) 異形管 a) 90°曲管
εB：曲管に作用する最大ひずみ βB：90°曲管の変換係数
B
B
b) T字管
T
T
εT：T字管に作用する最大ひずみ βT：T字管の変換係数
(4) 給水分岐（サドル付分水栓）
ΔP：サドル付分水栓に作用する荷重(kN) Af ： サドル付分水栓の張出面積(m2) k ：水平地盤反力係数（kN/m3)
P Af k
滑りに伴い，給水分岐に作用する地盤反力ΔP
３．耐震性の照査
地盤反力ΔP＜サドルの滑り抵抗力
a T, B
c
(1) 直管 a p
c
(2) 90°曲管，T字管
(3) 給水分岐
（1）～（3）が許容値以下？
地震動に対する許容ひずみ
εa：3% （水道配水用ポリエチレン管）
Yes
No 再検討
END
：水道施設耐震工法指針・解説を参考
：高圧ガス導管耐震設計指針を参考
：埋設実験結果に基づき，検討する項目
1
*q*
滑りの判定
(k)
(l)
(m)
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