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Introduction
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可分析任意立體結構的三維分析軟體。根據靜力、動力載重進行線性與非線性分析,並可處理幾何學的非線性。從計算斷面應力,根據日本公路橋梁規範可對應檢核
容許應力與載重,並依據日本土木學會混凝土標準規範可對臨界狀態與設計進行計算,並同時具備高度結構分析與桿件設計功能。另3D模型可輸出3DS格式,支援本公司UC-win/Road軟體中使用。
●產品背景
FORUM8從2002年11月開始提供本產品,基於分析任意立體結構的功能,運用纖維元素進行3D非線性分析,並具備活載重影響線分析,根據日本公路橋梁規範與日本土木學會混凝土標準規範來進行設計與檢核。並支援日本公路橋梁規範V耐震設計規範中,具有鋼橋、RC橋、剛架橋與混凝土橋樑等的動力分析與檢核,並可處理所有結構的分析與桿件設計
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UC-win/FRAME(3D) Ver.6 (平成24年公路設計規範)
Ver.6.01.02
UC-win/FRAME(3D)(customize) Ver.1.00.02
<2012年
10月
12日發布>
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1.增加模型支援規模
模型例
節點數
4500、彈性梁元素數2900、纖維元素數2300、3萬個分析steps
節點數
840、彈性梁元素數920、M-φ元素數190、30個Run,總計18萬個分析steps
2.增加桿件變形
顏色改變顯示
選項
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軟體介紹
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■分析 |
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材料
載重 |
・線性/非線性
・靜力・・・節點・桿件載重、組合載重(線性)
・動力・・・加速度歷時
・活載重・・・影響縣分析 |
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幾何學 |
・微小位移/大位移 |
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分析理論 |
・動力分析・・・時間歷時直接積分法(Newmarkβ(1/4))
・特徵值分析・・・輔助空間法 |
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元素 |
・梁要素・・・線性、非線性(纖維元素、M-φ元素)
・彈簧元素・・・線性、非線性(雙折線型、三折線型)
・剛體元素・・・集中質量、剛域
・分佈彈簧・・・線性 |
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質量 |
・分佈質量(包含轉動慣性)、集中質量(組合、轉動) |
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黏性阻尼 |
・Rayleigh型(初期剛性、瞬間剛性)
・元素別剛性比例型(初期剛性、瞬間剛性) |
■斷面檢核 |
・容許應力檢核(道示III・IV・V)、臨界狀態設計 |
○:支援、-:不支援
UC-win/FRAME(3D)
功能項目 |
UC-1
FRAME
(2D) |
UC-win/FRAME(3D) |
Lite
價格 300,000JPY
(含稅 315,000JPY) |
Standard
價格 480,000JPY
(含稅 504,000JPY) |
Advanced
價格 680,000JPY
(含稅 714,000JPY) |
平面模型 |
○ |
○ |
○ |
○ |
2D靜力載重(節點、桿件載重、預力載重) |
○ |
○ |
○ |
○ |
材料線形分析(組合)[微小位移] |
○ |
○ |
○ |
○ |
三維模型 |
- |
○ |
○ |
○ |
3D靜力載重 |
- |
○ |
○ |
○ |
活載重(影響線分析) |
- |
○ |
○ |
○ |
材料非線性分析、幾何非線性 |
- |
- |
○ |
○ |
動力載重、特徵值分析、纖維元素 |
- |
- |
○ |
○ |
M- φ元素、連續執行、3波平均、殘留位移檢核 |
- |
- |
OP1 |
○ |
纖維元素-遲滯效應
(包辛格鋼筋、PC剛才、纖維布等) |
- |
- |
OP2 |
○ |
容許應力校核 |
- |
OP3 |
OP3 |
○ |
動畫視覺化 |
- |
- |
OP4 |
○ |
※ 1: |
M- φ&MultiRun
項目 |
擴充支援 |
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※ 2: |
COM3
& Advanced Hysteresis項目 Ver.2 |
擴充支援 |
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※ 3: |
UC-win/Section
項目 |
擴充支援 |
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※ 4: |
AVI 項目 |
擴充支援 |
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軟體功能表 |
●一般分析功能
節點數上限 |
無限制 |
模型 |
2D、3D模型 |
活載重分析 |
梁模型 |
靜力分析功能 |
組合 |
幾何非線性 |
大位移 |
軸力變動元素 |
纖維元素 |
二軸彎曲元素 |
纖維元素 |
●動力分析功能
時間歷時分析 |
直接積分法、Newmark-β |
質量矩陣 |
分佈質量、集中質量 |
阻尼模型(剛性) |
元素別剛性比例、Rayleigh(初期、瞬間) |
地震方向 |
南北、東西、垂直向(NS、WE、UD) |
●日本公路橋梁規範相關功能
對應規範 |
道示III檢核、道示IV檢核
道示V動力校核
(3波平均、殘留位移、容許曲率、剪切耐力)
※道示V保耐未支援 |
連續執行 (平均數) |
無限制 |
支承設計 |
無支援 |
其他產品同步支援 |
UC-1橋墩設計、震度計算、UC-BRIDGE |
●橋梁動力非線形分析模型相關功能
橋梁
形式 |
直線橋 |
連續桁架橋(RC單柱橋墩) |
震度計算 |
連續桁架橋(鋼製單柱橋墩) |
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PC剛架橋 |
UC-BRIDGE |
RC拱橋、鋼拱橋、鋼桁架橋 |
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曲線橋、任意橋 |
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橋墩 |
橋墩類型 |
單柱 |
橋墩設計 |
混凝土填充、剛架、任意橋 |
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斷面作成 |
RC、RC補強 |
橋墩設計 |
SRC、混凝土填充、鋼、PC、矩形、圓形、橢圓、中空、任意 |
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M-φ
M-θ
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直接指定、負坡度、線性(降伏剛性)、
雙折線、Takeda、三折線、Takeda
三折線、普通、雙折線、普通(不支援非對稱)
四折線、Takeda、四折線 |
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纖維 |
鋼材:Com3、雙折線、修正M-P
混凝土:Com3、堺-川島、JSCE、名高速FRP、PC鋼材 |
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上部
結構 |
斷面製作功能(PC桿件可能) |
UC-BRIDGE |
非線性 |
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非對稱模型
(纖維元素、Takeda、非線性彈性、原點指向、最大點指向、其他) |
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支承 |
方向性:任意 |
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形狀輸入 |
震度計算 |
彈簧、遲滯模型(線性、雙折線、Gap、其他(名古屋高速道路公社型)) |
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基礎 |
任意方向、非對稱、彈簧、非線性地表彈簧、樁基礎模型 |
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※ 板(Shell)元素[線性/非線性]、剛體元素[線性/非線性]在「Engineer's
Studio®」中支援。 |
「橋墩設計 Ver.5」支援 |
-
可對於新設、既有、補強、聯鎖式等RC橋墩,自動生成規模2地震時該動力模型
-
3波平均、橋墩塑性鉸支承的容許曲率、剪切強度檢核、殘留位移檢核相關的參數亦可支援設定
-
載入模型後,按下計算執行按鈕,分析結束後可立刻確認動力檢核的結果
-
對於塑性鉸支承,非線性桿件的種類,可以選擇纖維模型、M-φ模型、M-θ模型
-
無論於橋軸方向、橋軸直角方向,皆可輸出模型
橋墩設計 Ver.5 |
UC-win/FRAME(3D) |
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▲橋墩設計 Ver.5
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▲RC橋墩補強 F3D模型自動生成 |
▲組合形狀斷面範例 |
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「震度計算(支承設計)Ver.4」支援 |
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對於震度計算(支承設計)中輸入的橋樑模型,自動生成動力檢核用的模型數據。※需要搭配橋墩設計 Ver.4以後版本
-
3波平均、橋墩塑性鉸支承的容許曲率、剪切強度檢核、殘留位移檢核相關的參數亦可支援設定(※3波平均檢核,需要『Advanced』版本)
-
載入模型後,按下計算執行按鈕,分析結束後可立刻確認動力檢核的結果
-
對於塑性鉸支承,可以從纖維元素、M-φ元素中選擇非線性桿件的種類
-
等價剛性決定後,自動算出支承的彈簧特性(1次・2次剛性、屈服位移)※隔震支承(LRB)、功能分離型支承(考慮摩擦)
「UC-win/FRAME(3D)數據輸出功能操作(PDF、 1,047KB)
震度計算(支承設計)Ver.4 |
UC-win/FRAME(3D) |
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▲震度計算(支承設計)Ver.4 |
▲UC-1震度計算(支承設計)Ver.4
從震度計算自動生成模型 |
▲動力計算檢核結果
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「UC-BRIDGE Ver.7」支援 |
-
對於上部工、下部工,包含PC鋼材、鋼筋配置的資訊與整體結構的動力分析模型支援生成
-
對於架設中的結構也可以生成動力分析模型
-
所有桿件的阻尼係數、線性桿件/非線性桿件皆可設定不同種類與參數
-
增加決定變斷面桁架的上部工軸線的方法
-
增加死載重、橋面載重換算質量,以及附加載重的項目單
UC-BRIDGE Ver.7 |
UC-win/FRAME(3D) |
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▲UC-1 UC-BRIDGE Ver.7 |
▲自動生成的模型 |
▲變斷面桁架 |
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■非線性要素
纖維元素 |
: |
日本混凝土公路橋梁規範耐震設計篇的模型、COM3混凝土(彈塑性破壞模型)、鋼材雙折線、COM3鋼筋模型(考慮包辛格效應)、PC鋼材模型、FRP模型
※鋼材可考慮壓曲
M-φ元素:三折線、Takeda模型(對稱、非對稱)、鋼斷面(三折線型、雙折線型) |
M-φ元素 |
: |
三折線Takeda模型(對稱) ※其他模型今後也預計增加 |
彈簧元素 |
: |
自由、固定、線性
非線性(三折線、雙折線)
雙折線-普通(對稱)、正方向、負方向
三折線-普通(對稱)、彈性型(對稱)、原點.最大點指向(對稱)、名古屋高速公路
橡膠支承模型 ※線性、非線性模型可考慮延展性 |
■輸入
鋼架橋墩、桁橋、拱橋等可簡單生成模型並進行各種模型的製作,矩形、圓形、橢圓形RC斷面、簡單製作鋼製橋墩斷面、可製作任意形狀斷面輪廓編輯功能、複雜配筋功能、可定義斷面內不同強度材料的斷面編輯功能、根據斷面形狀的死載重自動生成功能、通過實體模型模型展示功能。
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▼鋼製橋墩
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▼樁基礎 (靜力分析應用)
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▼地震水準力分散結構的隔震橋
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▼剛架橋
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▼檢核結果(容許應力值)
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▼應力扭曲的損傷判定
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▼斷面力圖(彎曲力矩、軸力)
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軟體優點
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■分析
1.材料線性 |
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通過結果組合可得到最大、最小斷面力(靜力、微小位移時)。可賦予靜力載重、動力載重、活載重。
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2.材料非線性 |
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根據纖維元素可進行三維結構的材料非線性分析。
可以為幾何非線性和材料非線性同時考慮,可針對偏心橋墩、曲線橋橋墩等受2軸彎曲的桿件進行非線性分析。僅對彎曲的非線性可根據M-φ元素進行分析。並可加上靜力與動力載重。
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3.幾何非線性 |
|
根據後藤茂男先生(佐賀大學名譽教授)的定義,嚴密考慮幾何非線性。纜繩的壓縮、拉伸特性的不同,表現了偏心橋墩中P-Δ效應。幾何剛性逐次更新。
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■載重
1.靜力載重 |
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可以處理節點載重、桿件載重(分佈、溫度、集中)、預力載重(配置PC鋼材賦予直接有效應力),並可自動生成死載重。根據柱的正負交替實驗所利用的載重模式,根據非線性分析來運用逐次增加載重,可用於各類結構實驗的模擬、分析載重與位移之間關係。
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2.動力載重 |
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支援防災科學技術研究所(K-NET・KiK-NET)、氣象協會(JMA)所提供的加速度歷時,另也支援其他可輸入地震歷時。
3方向(水準2+垂直)同時輸入,變更輸入角度,複數地震歷時也可連續執行。
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3.活載重 |
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基於梁模型的影響線分析,通過活載重進行斷面力計算。支援T・L載重及連行載重,各斷面力比較、可得到最大、最小斷面力。複數的載重空間(上下線分別家載等)。
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■非線性模型
1.纖維元素 |
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混凝土、鐵筋、鋼板、碳素、聚胺纖維、PC鋼材、可運用各自的遲滯作用功能(材料非線性遲滯模型)。關於延展性,鋼筋與鋼板可以考慮塑性後的壓曲。可支援軸力變動、2軸彎曲的元素。
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2.M-φ元素 |
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可處理●三折線型(Takeda、普通、原點指向、彈性)、●雙折線型(Takeda、
普通)、●三折線型(Takeda、鐵道耐震RC桿件)。處理正負非對稱、負斜率(部分未支援)。並可進行已知軸力下的二維分析。
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3.彈簧元素 |
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可處理●三折線型(Takeda、普通、原點指向、彈性)、●雙折線型(Takeda、普通、單側、Gap/Hook、Clough/滑動)、●三折線型(Takeda、鐵道耐震RC桿件)、●名古屋高速公路橡膠支承模型。處理正負非對稱、負斜率(部分未支援)。次外包刮塑性鉸的表現,通過桁架間移動限制衝突、落橋防止裝置的模型化。
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■輸入、結果表示、輸出
1.
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根據結點座標、元素直接輸入(表輸入),模型生成器,可簡單製作骨架模型。結合其他資料完成模型,通過複製與貼上功能可反覆進行配置(合併功能)。斷面可經過設定製作、詳細製作輪廓(形狀),不論何種形狀的斷面配配筋皆可製作。
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2.結果輸出 |
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・輸出:斷面力圖、變形圖、支點反力圖、時間歷時圖、M-φ歷時圖皆可輸出。纖維元素可根據應力的大小進行損傷判定。並且具備F8輸出編輯工具,可製作成附帶目錄的報告,支援MS-WORD格式的輸出。
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■斷面計算、檢核
根據日本公路設計規範III・IV・V的應力、強度檢核,根據臨界狀況設計計算(混凝土標準設計規範、鐵道標準混凝土結構規範)的檢核標準。也可進行2軸彎曲時的應力計算,彎曲強度計算。
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1.線性分析 |
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相對所有基本載重案例及組合載重案例,設定的所有檢核點的檢核結果可進行確定。根據各個載重案例,應力與強度的檢核方法可以分開使用,例如,平時檢核與地震時的檢核可以在1個模型上執行。除了斷面力的輸出外,容許應力與強度則可在地震狀態時輸出。
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▼應用結構物範例
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2.非線性分析: |
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梁桿件應力與強度及容許曲率、彈簧元素等可進行容許變位(直線及旋轉)、殘留變位(根據日本公路設計規範V)檢核。根據3波平均對應值檢核,日本公路設計規範V可進行動力檢核。依據不同性能區別桿件,例如,相對塑性桿件和非塑性桿件的不同容許曲率設定等。
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▼圖-1
依據日本公路設計規範的應力應變曲線
(混凝土)
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▼圖-2
支援包辛格效應、壓曲的
應力應變曲線(COM3鋼筋)
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▼圖-3
M-θ特性(Takeda模型)自動計算
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▼圖-4
搭配表格計算軟體
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▼圖-5
應力扭曲的損傷判定
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▼圖-6
最大、最小斷面力載重輸出
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(Up&Coming '12 新秋刊)
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◆比賽/研討會 參加辦理!
・動力分析研討會
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・Engineer's Studio®
Engineer's Studio®2D 操作說明會
◆三維資訊簡單合成軟體 3D Chimera-GL
UC-win/Road + UC-win/FRAME(3D) 利用事例影片('08.03.06刊載)
◆Auto Demo2003輸入操作篇
Streaming movie |
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高解析度動畫影片 |
※觀看高解析度動畫影片需要DivX編碼器。
DivX.com下載:http://download.divx.com/divx/DivX505Bundle.exe
◆研討會演講/論文發表
-「第2屆 上海研討會資料集」('08.04.07刊載)
-「UC-win/UC-1使用者協定會資料集」介紹('07.12.06刊載)
- ICCI2004第1屆國際建設IT研討會
(2004年8月15日~17日)
◆UC-win/FRAME(3D) 商品講習會 Q&A
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分析應用事例 |
月刊雜誌「橋樑和都市專案」(橋樑編纂委員會刊)介紹系列連載中的特集。
關於UC-win/FRAME(3D)的應用事例、其効果,月刊雜誌「橋樑和城市專案」(橋樑編纂委員會刊)連載的「∼土木結構物中三維分析、動力分析、非線性分析等分析技術應用事例及其効果」作為最新應用事例進行介紹。
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UC-win/FRAME(3D) 解析支援服務 WEB預算服務
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FORUM8作為UC-win/FRAME(3D) 分析支援服務的一環,從2004年11月19日開始提供「UC-win/FRAME(3D)
分析支援 WEB預算服務」。
UC-win/FRAME(3D)模型製作・分析服務中可以概算預算的計算和細目的閱覽、預算書的印刷。
WEB預算服務登錄畫面
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電腦配備需求
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■電腦配備需求(必要系統)
作業系統 Microsoft Windows NT 4.0 SP4以上、2000、XP
電腦本體 PC/AT100%交換機
配備項目
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基本配備 |
建議配部 |
CPU |
Intel Pentium/Celeron
(主頻 800MHz以上) |
Intel Pentium/Celeron
(主頻 2GHz以上) |
記憶體 |
512MB以上 |
1024MB以上 |
硬體 |
700MB以上 |
700MB以上 |
顯卡 |
64MB以上、OpenGL對應 |
128MB以上、OpenGL對應 |
顯示 |
1024×768圖元以上、32位元真彩 |
1280×1024圖元以上、32位元真彩 |
其他 |
CD-ROM光碟機 |
DVD-ROM光碟機 |
■基準測試結果
發佈UC-win/Road、UC-win/FRAME(3D)的PC基準測試結果。
筆記型PC、桌上型PC中各種CPU、記憶體、顯卡上可確認本公司軟體的性能。 |
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