直管部に発生するひずみ

直管に発生する地震時ひずみは，軸ひずみと曲げひすみをを合成する式(5.7)により算出す る．計算の結果を対象地震動ごとに表-5.6～表-5.9に示す．直管部のひずみに関しては，呼 び径による差は少ないため，呼び径 200 の結果を代表として示す．他の計算結果について は，参考資料1の水道配水用ポリエチレン管の設計事例集に示すこととする．

計算結果より，曲げひずみは，軸ひずみ比べて1/500程度と極めて小さくなるため，耐震 計算に与える影響は限定的であることがわかる．また，最も大きなひずみが発生する場合 でも管体ひずみが2%（レベル2地震動×2倍，モデルI）程度であり，青ポリ管の許容ひず み3%に比べて小さくなり，耐震設計上，安全と考える．一方，レベル2地震動×2倍の地 震動の場合，地盤モデル I～地盤モデル III で滑りが発生しているため，地盤ひずみが低減 されて管体に伝達されている．この場合、相対変位が分岐部に与える影響の検討が必要と なる．よって，次章では分岐部の応力集中を評価する．



_p

 

_L²

 

_B² (5.7)

ここで，εp：合成ひずみ εL：管軸方向ひずみ εB：管軸直角方向ひずみ 管軸方向のひずみは式(5.4)となる。



_L

 

₀

 

_G (5.8) また，管軸直角方向のひずみは式(5.5)となる。

G

B L

D

 

  ₂²

(5.9) ここで，α2：管軸直角方向の地盤変位伝達係数 （=1.0とする）

表-5.6 レベル1地震動時の管体ひずみ

Ⅰ Ⅱ Ⅲ Ⅳ

εG 0.12% 0.11% 0.09% 0.02%

管軸方向 εL 0.12% 0.10% 0.07% 0.01%

(地盤変位伝達係数） (α₀) (0.978) (0.914) (0.817) (0.467) 管軸直角方向 εB 0.01% 0.02% 0.01% 0.002%

合成ひずみ εp 0.12% 0.10% 0.07% 0.01%

レベル1地震動 地盤モデル

地盤ひずみ 管体ひずみ

72

表-5.7 レベル2地震動時の管体ひずみ

表-5.8 レベル2地震動×1.5倍の管体ひずみ

表-5.9 レベル2地震動×2.0倍の管体ひずみ

図-5.11 青ポリ管の直管部に発生するひずみ（呼び径200）

Ⅰ Ⅱ Ⅲ Ⅳ

εG 1.01% 0.93% 0.43% 0.10%

管軸方向 εL 0.99% 0.85% 0.35% 0.04%

(地盤変位伝達係数） (α0) (0.978) (0.914) (0.817) (0.467) 管軸直角方向 εB 0.01% 0.02% 0.01% 0.002%

合成ひずみ εp 0.99% 0.85% 0.35% 0.04%

地盤モデル

管体ひずみ

地盤ひずみ レベル2地震動

Ⅰ Ⅱ Ⅲ Ⅳ

εG 1.51% 1.40% 0.65% 0.19%

管軸方向 εL 1.48% 1.11% 0.53% 0.09%

(地盤変位伝達係数） (α0) (0.978) (0.795) (0.817) (0.467) 管軸直角方向 εB 0.01% 0.02% 0.01% 0.003%

合成ひずみ εp 1.48% 1.11% 0.53% 0.09%

レベル2地震動×1.5倍 地盤モデル

地盤ひずみ

管体ひずみ

Ⅰ Ⅱ Ⅲ Ⅳ

εG 2.02% 1.87% 0.86% 0.25%

管軸方向 εL 1.97% 1.21% 0.67% 0.12%

(地盤変位伝達係数） (α0) (0.974) (0.649) (0.781) (0.467) 管軸直角方向 εB 0.02% 0.03% 0.01% 0.004%

合成ひずみ εp 1.97% 1.21% 0.67% 0.12%

地盤ひずみ

管体ひずみ

レベル2地震動×2.0倍 地盤モデル

0.0%

0.5%

1.0%

1.5%

2.0%

2.5%

3.0%

レベル1地震動 レベル2地震動 レベル2地震動×1.5倍 レベル2地震動×2.0倍

管体ひずみ（%）

モデルⅠ モデルⅡ モデルⅢ モデルⅣ

地盤ひずみ 管体ひずみ

滑りによるひずみ低減

地盤ひずみ 管体ひずみ

：滑り発生

：滑り発生

73 5章参考文献

1) 日本ガス協会：高圧ガス導管耐震設計指針，pp.26-49，2013.

2) 日本水道協会：水道施設耐震工法指針・解説，I総論，pp.257 pp.-272，2009.

3) 小池武：埋設パイプラインの地震時ひずみ評価，土木学会論文報告集，No. 331, pp. 13-24, 1983.

4) 西川源太郎，塩浜裕一，鈴木剛史，大沼博幹，清野純史：水道配水用ポリエチレン管 の地震動に対する耐震性評価に関する研究，土木学会論文集 A1，Vol.72，No.4，pp.

I_424-I_433，2016.

5) 西川源太郎，塩浜裕一，鈴木剛史，大沼博幹，清野純史：地震時における水道配水用 ポリエチレン管の異形管・給水分岐の耐震性評価，土木学会論文集A1，Vol.73，No.4，

pp. I-412-I_421，2017.

6) 配水用ポリエチレンパイプシステム協会：水道配水用ポリエチレン管の耐震設計の手 引き，2018.

7) 大林組技術研究所：水道配水用ポリエチレン管の耐震性評価におけるレベル 2 設計地 震動の妥当性に関する調査報告書，2017年11月

第６章

異形管と給水分岐の耐震性評価

74

6 章 異形管（曲管，T 字管）と給水分岐の耐震性評価

ドキュメント内 水道配水用ポリエチレン管の耐震性評価 に関する研究 平成 30 年 西川源太郎 (ページ 89-94)