解析例 |
表紙 操作メニュー 入力データ形式 画面入力エディタ 解析例 補足説明 鋼材一覧
1. ＦＳＡデータ（弾性解析）
2. ＦＬＡデータ（増分解析）
3. ＦＳＰデータ（一貫計算）
1. FSAデータ(弾性解析)
変更が容易なようにコメントを書き込んでいますが、これらは実行時にはすべて無視される位置に書いています。あっても無くても全く同じ計算をするので実行時間に影響はありません。
１層１スパンの門型フレームです。柱脚は固定で、内部に天井クレーンがあるのでそのブラケット位置に節点を設け、レールガーダーからの鉛直力とレール位置までの偏心距離による曲げモーメントを考慮しています。
==================================================
【一般条件】
GENERAL-------------------------------------------
さんぷる建屋
10 ; 節点数
9 ; 部材数
2 ; 断面種類数
2 ; 支持点数
4 ; 荷重パターン定義数
5 ; 荷重組合せケース数
2 ; 層間変形角計算 (Yes=層数, No=0)
==================================================
【節点座標】
No. x(cm) y(cm)
JOINT---------------------------------------------
1 0 0
2 0 457
3 0 803.5
4 200 803.5
5 400 803.5
6 800 803.5
7 1000 803.5
8 1200 803.5
9 1200 0
10 1200 457
==================================================
【層間変形角】
No. i j < y(i) < y(j) >
ANGLE---------------------------------------------
1 1 2
2 2 3
==================================================
【部材条件】 接続 =00: 両端ピン
01: 始端ピン，終端固定
10: 始端固定，終端ピン
11: 両端固定
No. start end member 接続
ELEMENT-------------------------------------------
1 1 2 1 11
2 2 3 1 11
3 8 10 1 11
4 9 10 1 11
5 3 4 2 11
6 4 5 2 11
7 5 6 2 11
8 6 7 2 11
9 7 8 2 11
==================================================
【断面特性】 I Z E
m A(cm2) (cm4) (cm3) (t/cm2) ;全項目指定
m B(cm) H(cm) 0 (t/cm2) ;矩形自動計算
MEMBER--------------------------------------------
1 92.18 10800 867 2100 0 0
2 40.8 6320 424 2100 0 0
==================================================
【固定条件】
(No) x y m
BOUNDARY------------------------------------------
1 1 1 1
9 1 1 1
==================================================
【荷重定義】
(No), X(t) Y(t) M(t･cm)
LOAD----------------------------------------------
TYPE 1 :dead load
3 0 -2.64 0
5 0 -1.26 0
6 0 -1.26 0
8 0 -2.90 0
0
TYPE 2 :live load
2 0.85 -17.9 -1475
10 0.39 -6.64 531
0
TYPE 3 :snow load
3 0 -1.83 0
5 0 -1.51 0
6 0 -1.51 0
8 0 -1.78 0
0
TYPE 4 :seismic load
3 -0.78 0 0
8 -0.83 0 0
0
==================================================
【荷重組合せ】
(No), 係数
COMBINE-------------------------------------------
CASE 1 :G
1 1
0
CASE 2 :G+P(Full)
1 1
2 1
0
CASE 3 :G+S
1 1
3 1
0
CASE 4 :G+P+S
1 1
2 1
3 1
0
CASE 5 :G+K
1 1
4 -1
0
2. FLAデータ(増分解析)
解析モデルは、１０節点、１０部材、２支持点で、図中の数字は節点番号、四角で囲まれた数字は部材番号です。支持条件は固定とします。等分布荷重をモデル化するために梁を３等分して節点を設けています。
固定・積載荷重を初期存在荷重としてケース１、そして地震水平力の増分荷重をケース２とします。
水平荷重は、節点２に 1.0 tonf、節点３に 1.2 tonfとして与えていますが、この絶対値に意味は無く、この荷重比を保って水平力が増加するという意味です。
ケース１のＭ図、変形図を下図左に、ケース２のＭ図、変形図を下図右に示します。（応力値は非表示としています。）。ケース２は崩壊時の状態です。この時の塑性ヒンジ配置は、操作メニューの図例に出ていますので参照ください。
次図は、崩壊に至るまでの、荷重-変位関係曲線です。上が絶対変位、下が層間の相対変位です。
層間変位計算で指定した層である層番号１（節点１−節点２）、層番号２（節点２−節点３）の２つの層について荷重変位関係が表示されます。曲線端部の数字は層番号です。
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【一般条件】
GENERAL-----------------------------------------
増分解析法実施例
10 ; 節点数
10 ; 部材数
4 ; 断面種類数
2 ; 支持点数
2 ; 荷重パターン定義数
2 ; 荷重組合せケース数
2 ; 層間変形角計算 (Yes=層数, No=0)
==================================================
【節点座標】
No. x(cm) y(cm)
JOINT---------------------------------------------
1 0 0
2 0 350
3 0 700
4 300 350
5 300 700
6 600 350
7 600 700
8 900 0
9 900 350
10 900 700
==================================================
【層間変形角】
No. i j < y(i) < y(j) >
ANGLE---------------------------------------------
1 1 2
2 2 3
==================================================
【部材条件】 接続 =00: 両端ピン
01: 始端ピン，終端固定
10: 始端固定，終端ピン
11: 両端固定
No. start end member 接続
ELEMENT-------------------------------------------
1 1 2 1 11
2 8 9 1 11
3 2 3 2 11
4 9 10 2 11
5 2 4 3 11
6 4 6 3 11
7 6 9 3 11
8 3 5 4 11
9 5 7 4 11
10 7 10 4 11
==================================================
【断面特性】 I Z
E
Mp(t*cm)
m A(cm2) (cm4) (cm3) (t/cm2) Mpｳｴ Mpｼﾀ
MEMBER--------------------------------------------
1 63.53 4720 472 2100 1260
1260
2 51.21 2880 330 2100
885 885
3 84.12 23700 1190 2100 3192
3192
4 37.66 4050 324 2100
878 878
==================================================
【固定条件】
(No) x y m
BOUNDARY------------------------------------------
1 1 1 1
8 1 1 1
==================================================
【荷重定義】
(No), X(t) Y(t) M(t･cm)
LOAD----------------------------------------------
TYPE 1 :exisiting load
4 0 -5 0
6 0 -5 0
5 0 -2 0
7 0 -2 0
0
TYPE 2 :incremental load
2 1.0 0 0
3 1.2 0 0
0
==================================================
【荷重組合せ】
(No), 係数
COMBINE-------------------------------------------
CASE 1 :初期荷重
1 1
0
CASE 2 :増分荷重
2 1
0
3. FSPデータ(一貫計算)
解析モデルは、１０節点、１０部材、２支持点で、図中の数字は節点番号、四角で囲まれた数字は部材番号です。支持条件は固定とします。等分布荷重をモデル化するために梁を３等分して節点を設けておきます。設計荷重は固定・積載荷重の長期荷重１ケースとこれに地震力を加えた短期荷重１ケースを想定し、２荷重ケースに対して考えます。
長期荷重として２Ｆと１Ｆの床荷重を節点 3, 5, 7, 9 及び 2, 4, 6, 8
に集中荷重として与えます。
短期荷重として地震荷重を節点 2, 3
にそれぞれ集中荷重として与えます。
簡単のため固定・積載荷重を１Ｆで 2000kg/m、２Ｆで 1000kg/m2 とします。これで１Ｆ計 12ton、２Ｆ計 6ton ということになるので、各節点の負担幅を考慮して集中荷重として節点 2, 8 にそれぞれ 2 ton、節点 4, 6 にそれぞれ 4 ton、節点節点 3, 9 にそれぞれ 1 ton、節点 5, 7 にそれぞれ 2 ton を下向きに与えます。
また地震荷重として１Ｆ/２Ｆに 2.4ton/1.2ton の水平力を与えます。ここでは、固定・積載荷重を地震荷重と組み合せるときには８０％評価として荷重係数を使ってみます。
使用鋼材は柱に広幅Ｈ型鋼、梁に細幅Ｈ型鋼を使うようにします。
１Ｆの梁と２Ｆ梁は別断面となってもよいとします。（断面番号２と３とする）
また１Ｆと２Ｆの柱は通しで同一部材となるようにします。（断面番号＝１）
変形制限を付ける部材は無しとします。
以上の条件を入力データとして作成したのが、添付サンプルです。これを例題１とします。
次に、このデータの一般条件ブロックの次の行を変更して、変更制限付きのデータにします。
0 ; 変形制限部材数 ０になっているのを
2 ; 変形制限部材数 ２に変更する。
実は、例題１で２つの部材について変形制限量を規定しているのですが、最初に制限部材数を０と宣言しているために、有効とならないだけです。変更したデータを例題２とします。両方を実行してみましょう。
計算結果のリスト最後に部材一覧として決定部材リスト、各部材重量と合計が出力されます。
例題１ のデータの場合の結果は次のようになっています。
【部材リスト】
( 1) Ｈ150x150x 7.0x10.0 L= 400.00cm W= 126.00kg
( 2) Ｈ150x150x 7.0x10.0 L= 400.00cm W= 126.00kg
( 3) Ｈ150x150x 7.0x10.0 L= 400.00cm W= 126.00kg
( 4) Ｈ150x150x 7.0x10.0 L= 400.00cm W= 126.00kg
( 5) Ｈ350x175x 7.0x11.0 L= 200.00cm W= 99.20kg
( 6) Ｈ350x175x 7.0x11.0 L= 200.00cm W= 99.20kg
( 7) Ｈ350x175x 7.0x11.0 L= 200.00cm W= 99.20kg
( 8) Ｈ300x150x 6.5x 9.0 L= 200.00cm W= 73.40kg
( 9) Ｈ300x150x 6.5x 9.0 L= 200.00cm W= 73.40kg
( 10) Ｈ300x150x 6.5x 9.0 L= 200.00cm W= 73.40kg
-------------------------------------------------------------
Total weight = 1021.80kg
これに対し、例題２のデータの場合の結果は次のようになっています。
比較してみると柱サイズが、一回り大きくなっているのがわかります。
【部材リスト】
( 1) Ｈ175x175x 7.5x11.0 L= 400.00cm W= 160.80kg
( 2) Ｈ175x175x 7.5x11.0 L= 400.00cm W= 160.80kg
( 3) Ｈ175x175x 7.5x11.0 L= 400.00cm W= 160.80kg
( 4) Ｈ175x175x 7.5x11.0 L= 400.00cm W= 160.80kg
( 5) Ｈ350x175x 7.0x11.0 L= 200.00cm W= 99.20kg
( 6) Ｈ350x175x 7.0x11.0 L= 200.00cm W= 99.20kg
( 7) Ｈ350x175x 7.0x11.0 L= 200.00cm W= 99.20kg
( 8) Ｈ300x150x 6.5x 9.0 L= 200.00cm W= 73.40kg
( 9) Ｈ300x150x 6.5x 9.0 L= 200.00cm W= 73.40kg
( 10) Ｈ300x150x 6.5x 9.0 L= 200.00cm W= 73.40kg
-------------------------------------------------------------
Total weight = 1161.00kg
例題１の場合は指定した柱の部材角が、1/125 ぐらいになりますが、例題２では制限値を 1/200 としているために部材が不適と判定され柱のサイズが大きくなります。
また、梁部材には 1/300 の変形制限を指定しましたが、許容応力度で決定された部材が変形制限範囲内であるため、サイズ変更はありません。
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【一般条件】
GENERAL-------------------------------------------
例題１
10 ; 節点数
10 ; 部材数
3 ; 断面種類数
2 ; 支持点数
2 ; 荷重パターン定義数
2 ; 荷重組合せケース数
2 ; 層間変形角計算 (Yes=層数, No=0)
0 ; 変形制限部材数
==================================================
【節点座標】
No. x(cm) y(cm)
JOINT---------------------------------------------
1 0 0
2 0 400
3 0 800
4 200 400
5 200 800
6 400 400
7 400 800
8 600 400
9 600 800
10 600 0
==================================================
【層間変形角】
No. i j < y(i) < y(j) >
ANGLE---------------------------------------------
1 1 2
2 2 3
==================================================
【部材条件】 接続 00: 両端ピン
lb : 曲げ座屈長(cm) 01: 始端ピン，終端固定
lkx,lky: 圧縮座屈長(cm) 10: 始端固定，終端ピン
11: 両端固定
No. start end 断面 接続 lb lkx lky
ELEMENT-------------------------------------------
1 1 2 1 11 0 520 0
2 2 3 1 11 0 520 0
3 8 9 1 11 0 520 0
4 8 10 1 11 0 520 0
5 2 4 2 11 600 0 0
6 4 6 2 11 600 0 0
7 6 8 2 11 600 0 0
8 3 5 3 11 600 0 0
9 5 7 3 11 600 0 0
10 7 9 3 11 600 0 0
==================================================
【変形制限】
DISP----------------------------------------------
1 1 200
2 2 300
==================================================
【断面特性】
id=(WH,MH,NH,STK,STKR,BH,BX,SH,BCR,BCP,BOX,STKN)
No id Ｆ値(t/cm2) 初期断面, 使用軸(X=1/Y=0)
MEMBER--------------------------------------------
1 WH 2.4 0, 1
2 NH 2.4
0 1
3 NH 2.4 0 1
==================================================
【固定条件】
(No) x y m
BOUNDARY------------------------------------------
1 1 1 1
10 1 1 1
==================================================
【荷重定義】
(No), X(t) Y(t) M(t･cm)
LOAD----------------------------------------------
TYPE 1 :dead & live load
2 0 -2 0
4 0 -4 0
6 0 -4 0
8 0 -2 0
3 0 -1 0
5 0 -2 0
7 0 -2 0
9 0 -1 0
0
TYPE 2 :seismic load
2 2.4 0 0
3 1.2 0 0
0
==================================================
【荷重組合せ】
(No), 係数
COMBINE-------------------------------------------
CASE 1 L:G+P
1 1
0
CASE 2 S:G+P+K
1 0.8
2 1
0