T はじめに
技術士の口頭試験において、性能設計が農業土木にどのように取り入れられるかを質問され、性能設計の意味を十分理解しないまま、とっさの思いつきで返答したが、試験官は納得してくれたようだった。その後、農業土木学会誌で性能設計に関する特集が組まれ、ここに掲載された2,3の報文に目を通したら、性能設計というものが口頭試験で答えたような単純なものではなく、非常に奥の深い、難解なものであることが分かった。いや、分かったのではなく理解できなかったから、そう結論付けたのだが、今年の東海農業土木技術士会総会での特別講演で性能設計についての話� ��聞くことができ、漠然とではあるが、その実態がつかめてきたような気がしてきたので、学会誌や講演資料を基に、自分として理解した性能設計をここにまとめてみる事とする。
U 何故、性能設計なのか
今何故、新たな設計手法に変わろうとしているのか。 これには、世界貿易機構(WTO)と国際標準化機構(ISO)がかかわっている。どちらも最近よく聞く、馴染みのある言葉であるが、こんな所でも関係してきているのである。
まず、WTO協定の中には「貿易の技術的障害に関する協定(TBT協定)」と「政府調達に関する協定」が含まれており、 「国内規格の基礎として国際規格を採用する」こと、規格を定める際には「デザインまたは記述的に示された特性より性能に着目して定める< /span>」ことが規定されている。
ここから、性能設計という言葉が生まれて来たようであり、国際規格としてはISO以外に無いため、ISO2394が掲げる信頼性設計法を採用し、計算方法として限界状態設計法が用いられるようになったのである。1)
V 性能設計とは何か
今後、取り入れられていく設計手法が性能設計なら、これまで行われてきた設計は何なのか? これは、仕様設計といわれている。この2者の特徴をみると 1)
1.仕様設計
@ 手法や方法を指定することによって目的を達する
A 過去の経験や事例を基礎とし、許容応力法を用いて設計
B 手法を拘束しているため、新技術、新工法に柔軟に対応することが困難
C マニュアル化が容易
2. 性能設計
@達成すべき目的を設定し、必要な機能を確保するための種々の性能(要求性能)を明示し、設計する
A要求性能を満たす手段は規定しないが、個々の施設ごとに性能を規定し、要求性能を満たしているかどうかを検証(照査)することが必要になる。
B新技術・新工法への対応が容易である
C機能や安全度を選択出来る
Dリスクの存在、その説明と受認が必要となる
性能設計が仕様設計と大きく異なるのは設計で重要視されるものが性能(結果)であり、手法や方法(過程)では無いことである。
自立矢板の根入れはCangの方法と釣り合いモーメント法では異なる長さになる。N値から内部摩擦角を推定する場合も、採用する式により大きく異なってくる。このため、会検対策もあり、設計手法の統一が検討されてきた経緯があるが、性能設計となればこの辺りの拘束は無くなるのだろう。 設計の自由度が増� �ことは良いことだが、設計基準を妄信し、Cangの方法や釣り合いモーメント法の結果を検証したことなどないコンサル技術者に、性能設計が出来るのだろうか?
性能設計の考え方を示すものに、階層モデルと言うものがある。ここに、平成12年 地盤工学会が国際標準と整合させた形で国内の設計基準作成の基準となるものを目指して提案した「地盤コード21Ver.1」と称される階層モデルと、平成14年、道路橋示方書・同解説の改訂により示された階層モデル、さらに、これらを参考にして土地改良事業計画設計基準が現在目指している階層モデルの3つのモデルを見てみると。2)
目的→機能→要求性能まではどれも同じであるが、要求性能の検証の仕方の表現がそれぞれ微妙に異なっている。
地盤コー ド21における性能照査の考え方は