このページでは、コンクリートの側圧計算のフリーソフトについて紹介しています。
型枠の側圧とは、流し込まれたコンクリートが型枠を押し広げようとする力のことです。
側圧の計算方法をを間違えると、コンクリートを流し込んだときに、型枠が崩壊し、生コンが溢れ出してしまうこともあります。
そのため、型枠側圧計算を行う場合は、コンクリートの柱や壁に発生する問題を考慮して計算を行う必要があります。
ここでは、型枠側圧計算におすすめのフリーソフトの紹介とコンクリートの側圧で注意するポイントについて解説していきます。
フリーソフトを使ったコンクリート側圧計算方法
型枠側圧計算におすすめのソフトについてですが、柱・壁にかかるコンクリートの側圧計算に特化したフリーソフトは多くありません。
床板型枠や梁型枠の型枠支保工計算ソフトは多くの種類がありますが、無料で使える型枠側圧計算のフリーソフトは数が少ないです。
今回は、その中で特に簡単に利用できる無料の型枠側圧計算のアプリは2つ紹介します。
型枠支保工計算ソフトについては、「型枠支保工計算ソフトおすすめ４選！機能の違いを徹底比較！」で詳しくまとめていますので、そちらをご確認ください。
「型枠支保工計算ソフトおすすめ４選！機能の違いを徹底比較！」のまとめ
「型枠計算テンプレート 02」を使ったコンクリートの側圧計算方法
「型枠計算テンプレート02」は、型枠の構造計算をするためのエクセルツールですが、コンクリートの柱や壁の側圧計算ができる機能を有しています。
もともとは、各部材や荷重に応じた部材間隔を単純梁として逆算するフリーソフトのアプリですが、コンクリートの側圧計算だけを行いたい場合は、「2.検討条件」で以下の4つの項目を入力すれば、コンクリートの側圧を簡単に計算できます。
・コンクリートの単位体積重量
・構造物形状（柱、壁[3m以下]、壁[3m越]）
・コンクリートの打設速さ（10m以下、10m超20m以下、20m超）
・コンクリートの打設高さ
コンクリートの側圧の計算方法には、いろいろな側圧推定式がありますが、こちらでは、建築工事標準仕様書の荷重算定式が用いられています。
（ 建築工事標準仕様書・同解説 JASS 5 鉄筋コンクリート工事 2003 ）
W₀（kN/m³）：フレッシュコンクリートの単位容積質量（t/m³）に重力加速度を乗じたもの
H（m）:フレッシュコンクリートのヘッド（側圧を求める位置から上のコンクリートの打込み高さ）
「コンクリートの側圧計算ツール」を使ったコンクリートの側圧計算方法
「コンクリートの側圧計算ツール」は、コンクリートの側圧に影響する項目を入力することで、簡単にコンクリートの側圧計算ができるオンラインツールです。
「コンクリートの側圧計算ツール」は、ダウンロードして利用するようなフリーソフトではなく、ブラウザ上で動作するツールとなります。
このコンクリートの側圧計算ツールでは、以下の3項目を入力すれば、コンクリートの柱や壁の側圧を簡単に計算できます。
・打ち込み高さ
・打上り速度
・型枠内コン温度
このコンクリート側圧計算ツールでは、土木学会標準示方書の荷重算定式が用いられています。
「型枠計算テンプレート02」ツールとは、計算式が異なりますので、ご注意ください。
（ 2012年制定 コンクリート標準示方書 施工編 土木学会 ）
W₀（kN/m3）:コンクリートの単位容積質量（t/m3）に重力加速度を乗じたもの
R（m/h）:コンクリートの打上り速度
T（℃） : 型枠内のコンクリート温度
H（m） :コンクリートの打上り高さ
使用上の注意点
コンクリートの側圧計算ツールでは、3項目を入力すれば、簡単にコンクリートの側圧を計算できますが、計算条件を理解しないまま使用すると、間違った解釈で打設に失敗する場合もあります。
コンクリートの側圧計算アプリでは、以下のような条件で計算されていますので、利用する場合は、しっかり理解しましょう。
・側圧が液圧を超えた場合は、液圧を用いる
・側圧が上限値を超えた場合は、上限値を用いる
コンクリート側圧計算で注意するポイント
型枠の側圧は、流し込まれたコンクリートが型枠を押し広げようとする力で、コンクリートを型枠内に流し込んでいくと真下にかかる重量、型枠に働く力に分かれます。
側圧は、コンクリートの重量以外に、幅の広さや生コンのスランプのやわらかさでも変わってきます。
つまり、型枠を設計する上で最も重要なことは、コンクリートを型枠に流し込んだときの側圧といえます。
コンクリートでは、以下のような問題を考慮して側圧計算を行う必要があります。
・骨材の内部摩擦やアーチ作用
・セメントペーストの粘性
・セメントの凝結
・コンクリートの打ち込み速度や型枠の材質
・気温または突き固めの問題
・バイブレーターや剛性などの影響を受ける可能性
柱や壁にかかるコンクリート側圧の特徴
こちらは、柱や壁にかかるコンクリート側圧の特徴をまとめたものです。
コンクリート側圧の特徴を知ることは、問題点を把握することにつながりますので、覚えておきましょう。
１．型枠に作用する側圧は、打ち込み高さによって上昇するが、ある高さで側圧が最大となり、その後コンクリートの高さが増加しても側圧の最大値は変わらない。
２．コンクリートの側圧は、コンクリートを打ち上げる高さの速度に比例して、側圧が大きくなる。
３．気温の高さ、凝結の早さ、スランプの大きさ、単位容積質量の大きさに反比例して、側圧は小さくなる。（気温高い・凝結早い・スランプ小さい・質量小さい→側圧小さくなる）
４．コンクリートポンプなどで軟らかいコンクリートを柱や壁に急速に打ち込む場合は、ほとんど液圧として作用する。
５．高性能AE減水剤を使用したコンクリートなどの流動性の高いコンクリートの側圧は、液圧に近くなる。
まとめ
ここまで、型枠側圧計算におすすめのフリーソフトの紹介とコンクリートの側圧で注意するポイントについて解説しました。
型枠側圧計算は、建築と土木で計算式が異なります。
使用するソフトがどのような計算式用いてコンクリートの側圧を計算しているか、しっかり理解した上で利用するようにしましょう。
また、コンクリートの側圧に関する特徴もしっかり理解しましょう。
型枠を設計する上で、コンクリートを型枠に流し込んだときの側圧を理解することが最も重要なことなので、単にフリーソフトを利用するのではなく、どのような問題が発生するのか計算方法を考慮するようにしてください。