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限界状態設計法

2−2 限界状態設計法
 最近の設計体系は設計基準・技術資料においても、限界状態設計法に移行しつつあります。
 なんだか、限界状態設計法は難しいと決め付けて、拒否反応を示す方も多いのですが、実際問題限界状態設計法自体は難しくありません。
 実際の計算自体は回帰計算で行うのですが、パソコンで計算してくれるので、逆に楽です。

 限界状態設計法は、壊れることを前提とした設計法で、その構造物の耐力や状態そのものを明確化た設計体系です。
 どのように壊れるのかを、そのメカニズムをより現実に近づける設計手段というわけです。

 なので、実態に即した設計法であるといえますし、この限界状態設計法を活用すれば、更なるコスト縮減や実態に合った設計を行うことが期待されています。

 また、水理計算は、そもそも限界状態設計法といわれている手法そのものです。このように限界状態設計法は既に行われているものなので、特段新しい方法ではないです。

■限界状態設計法の進化
限界状態設計法には3つのレベルが存在していますが。通常設計する範疇であれば、レベル1手法で十二分です。
(これについては、別記事にて詳しく書きます)

■限界状態設計法は性能規定化に非常にマッチングする
 限界状態設計法は、仕様ではなく、性能を評価する(部材耐久力を評価する手法)手法なので、構造の耐久力を示してくれます。
 と同時に時間軸を考慮すれば、補修(メンテナンス)の計画も立てられ、維持管理費の費用なども見えてくることになります。

 そのため、ランニングコストも梱包して総合的に判断される性能規定において、限界状態設計法が現在の技術ではベストとはいきませんが、これしか無いという観点でマッチングすることになります。

■ISO2394関連
 現在の土木・建築のコードにおいては、徐々にですが、ISO2394にしたがって、設計段階から信頼性を考慮した設計(基準化)にすると決まっています。

 信頼性とは確率論を考慮して、という意味です。
単純にいえば、物事は100%のものが無いというので、信頼区間を%で設定しその最低値(下限値)を下回らないように修正を行うものです。

 大学生なら分かるかもしれませんが、入試試験の際に参考にした、偏差値なんかもこの類のものになります。

 信頼性といわれると難しいと思うかもしれませんが、確率論なので既に何気に使っているものなんです。

 一番身近なものでは生コンクリートがそうです。
 設計強度24Nが求めらた場合、信頼区間95%を満足する場合信頼区間95%なので、極端なことをいえば、100個作って、2個〜3個24N無くてもまぁ仕方ないかなぁという物でもOKになります(実際にはならないですよ、余裕があったりしますし)

 なので、逆に言えば、信頼性設計法を導入すれば、物事が100%ではなく完璧なものは無いという開き直りが出来るので、設計者の心情としては楽です。
 まぁデータが無いので安全係数を設定するもの大変なんですけどね。


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