Q1−1. |
分布バネの入力単位がtf/m2となっていますが、tf/m3ではないのか。 |
A1−1. |
つる巻きバネのように、日常みなれているバネはどういうものかがわかりやすいですが、分布バネや地盤反力係数といったものは、目に見えないだけにわかりにくいものです。
バネは荷重と対応して考えるとわかりやすいですので、下図に示します。
いずれの場合も、変位=荷重/バネ定数となっています。
以上から、分布バネ(Kv)の場合は、地盤反力係数(Kh)に検討断面の
断面幅Bを掛け合わせて求めて下さい。
Kv(tf/m2 )=Kh(tf/m3 )×B(m)
なお、材断面を変更して設計する際には(部材の断面が変化する構造を設計する際には)、部材ごとにそのバネ値を変化させることを忘れないようにしてください。載荷幅が変わるために小野ぞと結果に反映されてきます。 |
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Q1−2. |
部材データで各部材のi端側とj端側とで使用断面(A、I)を異なる入力ができるが、計算処理はどうなっているのか。 |
A1−2. |
計算を実行する直前に、内部処理でi端、j端の平均のA、Iをその部材にセットします。着目部材間で剛度が変化するという計算はしていませんので、誤解のないようにして下さい。 |
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Q1−3. |
反力分散支承で、かつ、かけ違いのピアのモデル化について。 |
A1−3. |
@
とモデル化してください。2と5、3と7が二重格点バネになります。
■面内二重格点(バネ)データ(-1(負の値)=拘束、
0=自由、 0<バネ)
主格点 |
従格点 |
[結合条件] |
可動角度 |
番 号 |
番 号 |
u方向 |
v方向 |
θ方向 |
(度) |
2 |
5 |
1.000E+004 |
-1.000E+000 |
0.000E+000 |
0.000 |
3 |
7 |
1.000E+005 |
-1.000E+000 |
0.000E+000 |
0.000 |
A
とモデル化して下さい。
5と2、5と3が二重格点バネになります。
この時、バネが1ヶ所で結合する側、すなわち格点5を必ず主格点とすることに注意してください。
■面内二重格点(バネ)データ(-1(負の値)=拘束、
0=自由、 0<バネ)
主格点 |
従格点 |
[結合条件] |
可動角度 |
番 号 |
番 号 |
u方向 |
v方向 |
θ方向 |
(度) |
5 |
2 |
1.000E+004 |
-1.000E+000 |
0.000E+000 |
0.000 |
5 |
3 |
1.000E+005 |
-1.000E+000 |
0.000E+000 |
0.000 |
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Q1−4. |
二重格点データを入力する際に、可動角度を入力するところがありますが、どんな値を入力すればよいのでしょうか? 入力したいのは橋脚の分散バネです。 |
A1−4. |
可動角度とは、U方向が0のときのすべりの方向で、入力例の時0度です。逆に言いますと、可動角度の入力値が有効となるのはU方向が0、すなわち可動の時だけであるということです(なお、可動角度は反時計回りをプラス)。
質問のようにU方向にバネ値を入力するということは、U≠0の扱いになりますので可動角度の入力値は無視され、プログラムの扱いとしては0度の状態と同じことになりますので注意してください。 |
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Q1−5. |
面内荷重入力「プレストレス」に関して、部材のij端にMi、Mjをプレストレスとして作用させた場合、
のようなせん断力をプレストレスによる荷重として生成しているのでしょうか。 |
A1−5. |
ご指摘のとおりです。「プレストレス」荷重は荷重と言っても内力なので他の荷重種類とは異なり外的につりあい状態にあります。
入力されたMi、Mjだけを作用させるとこのつりあい状態が確保できないため、せん断力を合わせて作用させています。
なお、軸力については、両端への載荷を同時に部材分布荷重
として作用させてつりあいを確保しています。 |
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Q1−6. |
二重格点バネの回転バネ、水平バネ、鉛直バネについて、全体座標系の変位に対して線形のバネである(ヘルプ文では、U、Vは大座標系での水平方向、鉛直方向)という説明がDOS版のバージョンアップの資料にあったが、この「全体座標系の変位に対して線形のバネ」とはどういう意味か。 |
A1−6. |
全体座標系とは「任意点を原点とし、水平右方向はX軸、鉛直上方向へY軸、手前はZ軸をとる右手系直行座標」です。一方、部材座標系とは「着目部材のi端を原点としj端方向へx軸、反時計回り90度の方向はy軸、手前へz軸をとる右手系直行座標」として区別されます。本ソフトにおいては全体座標系イコール大座標系と考えて下さい。
本プログラムの二重格点バネ値は、この全体座標系に対して水平、鉛直、回転のバネが機能するという意味で、決して部材座標系に対して機能するものではないということを説明しています。つまり部材が斜めに構成されていてもバネがその斜め方向に働くものではないということに注意して下さい。 |
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Q1−7. |
応答変位時の検討する場合、必要箇所に支点(ピン支点)を設けて、支点強制変位荷重を入力すればよいのか。
また、この支点強制変位荷重とはどのような解析を行っているのか。 |
A1−7. |
カルバートなどの地中構造物の地震時の検討の中に、応答変位を与えて、その変形状態に対する検討を行うことがあります。
質問にある通り、フレーム計算では応答変位を支点強制変位で与えることで解析が可能だと考えられます。応答変位を再現するために、変位を与える格点を細かく設け、ここをピン支点などで拘束した構造モデルにした上で、支点強制変位荷重を与えます。
支点強制変位荷重について理論的な説明は勘弁いただくとして、簡単なモデルで集中荷重で置き換えることができます。
@下図のような両端固定ばりに支点強制変位を与える(ピン支点有り)
A@で与えられた強制変位荷重位置の反力を集中荷重として与える(ピン支点なし)
B@とAの変位や断面力が一致します。
以上から等価な変位になる集中荷重が載荷した断面力の計算と考えて下さい。 |
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Q1−8. |
サンプルデータは変更できるが、新規で入力ができない。 |
A1−8. |
まず新規作成でモデルを作成したら左のツリービュー画面にそのモデルが作成されます。そこで+キーをマウスで選択すると詳細な入力項目が表示されます。
ここで 例えば 「材質」をマウスで左クリックして選択すると、「材質」が青色反転すると伴に、右中央上下に、図描画、表入力画面とが描画されます。ここで、表入力部では、表部で枠内が青色になって入力待ち状態になっていますので、マウスを動かし、青色反転している部分で左クリックをしてください。此で入力が可能です。
他の、「断面」「格点」等も上記作業と同じようにしていただければ入力が可能になります。
データを追加する場合には、入力項目(入力のセル)を選択し(マウスで左クリックした後)Insキーを押して下さい。Insキーを押していただいた数だけ下の行へ入力項目が追加され、入力可能な状態となります。そのまま継続して入力を続けていく際には、気にせず改行を続けていけば次行へ移動しますので問題有りません。
ただし、入力中の行挿入は、現仕様では番号に割り込んで挿入はされないため、同じ作業をしても、既に入力されている最後尾に新データとして追加されます。ご注意下さい。
(注) ただし、ケースを定義しないといけないもの(支点や荷重の入力等々)は、ケース追加のボタンを押す必要があります。Q1-10を参考下さい。 |
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Q1−9. |
面内荷重など入力する際、初期値に戻り入力できない。 |
A1−9. |
面内固有データ部分は、計算の際にケースを組み合わせて検討できるため、各入力項目でケースを作成していただく必要があります。此をせずに入力しようとしても、表入力が出来ずクリアされてしまいます。
「ケース追加」ボタンをまず押し、検討ケースを作成してください。 |
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Q1−10. |
荷重コードが上手く入れられない。 |
A1−10. |
画面の配置を変更すれば、入力が容易になります。
例えば、荷重コードの入力時に、画面の配置が、図表示と入力表が上下に配置
されている場合は、「画面の配置変更」ボタンで左右に配置換えをします。
あるいは、図表示と入力表の境界をドラッグして入力表の表示領域を大きくし
ます。これにより、入力のしにくかった荷重入力が、容易に入力できます。
ver1.30以降ではこの機能はコード入力方法に変更しました。参考表を画面右下に表示しますのでご利用下さい。 |
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Q1−11. |
荷重図などの印刷方法はどうすればいいのか? |
A1−11. |
図化出力は、win版では、DXF出力とhtml出力の2方式で行っていただけます。
以下、html形式での出力をご説明いたします。
まず入力データにより計算を行い、計算結果確認画面上で「描画設定ボタン」を選択し以下の入力窓を開きます。
この窓の設定によって画面上及び、html形式出力時のファイル、印刷の図の設定を行います。
このボタンのように結果確認のボタンをはずし、荷重ボタンのみとすれば荷重+骨組み図になります。
荷重ボタンをはずすと 骨組みだけになりますが左のボタン群を設定いただければ、各々の支点なども表示非表示が可能です。
この設定をして頂き、画面上に表示されている図を印刷します。
html形式出力ボタンを押し、出力先設定をプリンターを選択し、出力内容の図を選択して下さい。
この後、「印刷実行ボタン」によりプリンターから印刷することが可能です。
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Q1−12. |
登録断面部分で鉄筋データの入力変更は出来るか?
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A1−12. |
FRAMEでは、鉄筋データは使用しないため、FRAME側で鉄筋データを設定することはできません。鉄筋データを必要とする場合には、まず、RC許容forWINで断面データ(鉄筋データを含む)を入力後、「断面の登録」を実行してください。
RC許容で登録された断面データをFRAME側で「登録断面のインポート」機能を用いて取り込んで下さい。取り込まれた断面を使用すれば、FRAME計算後にRC連動を行うと、RC許容側に鉄筋データも渡ります。 |
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Q1−13. |
着目点と端部の鉄筋データを変えることはできるか?
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A1−13. |
鉄筋データは、FRAME計算では直接入力することは出来ません。ただし、RC断面設計(許容応力度法)for
WINで使用されていた断面データをFRAMEでインポートした際には、鉄筋データは保持されていますので、FRAME計算後にRC連動機能により再び、RC許容に結果を持っていった場合には、この鉄筋データはそのまま連動されます。よってこの操作で端部については鉄筋データを変えることが可能です。(また、着目点が存在する場合には、端部間の鉄筋データを基に線形補間して各着目点位置での鉄筋データを生成しております)
ただし、端部に別の断面を用いる場合には、形状や配筋等に条件がありますのでご注意下さい。(こちらについてはヘルプを参照してください) |
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Q1−14. |
地下埋設型BOXの場合で、全部材を分布バネとするとき支点はどのように検討するのがよいか?
また、分布バネが底版のみの場合と側壁,底版の場合では支点のケ−スは変わるか? |
A1−14. |
BOXカルバートで分布バネ部材を考慮して解析する場合、本来なら支点は不要のはずですが、解析上不安定構造物にならないように、仮想的に支点を設けます。この支点は実際には存在しないので解析結果に影響しないように設定する必要があります。そのためには、考慮する荷重の向きに応じて最小限の数(および種類)の支点を入力するのが良いと思います。
たとえば、鉛直荷重が作用するケースでは、底版部材に分布ばねを考慮すれば基本的には十分ですが、上記の理由から、水平方向への移動を拘束するために鉛直ローラ支点を左隅角部(など)へ追加します。この支点条件は側面からの土圧が両サイドから作用するケースでもそのまま使えます。その際、側壁部材で分布ばねを考慮するか否かは工学的な判断が必要になります。
すなわち、このFRAME製品のばねは圧縮力だけでなく引張力(ばねが伸びる状況)でも有効なので、その点を考慮して適宜ばねを設置する必要があります。解析が終了したら仮想の支点に反力が生じていない(あるいは許容誤差以内である)ことを必ず確認してください。無視できない反力が生じていれば支点条件を変える必要があります。
また、対称構造物に対称な荷重を載荷したにも関わらず結果が対称になっていない場合がありますが、この場合も支点条件そのものを対称になるように変更すれば期待した結果が得られると思います。上記の例では鉛直ローラ支点を左隅角部でなく、底版中央(ここに格点が必要)に変更すれば対称になります。 |
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Q1−15. |
分布バネを入力しているのに、「構造系が不安定」のメッセージをだし解析をしてくれない。 |
A1−15. |
作成モデルが問題で計算できない際には弊社サポート窓口までご質問下さい。
ここでは操作上のミスで生じている計算不能な場合の対策をご説明致します。
折角入力された分布バネも入力されただけでは有効ではありません。
弊社FRAME(面内)では、荷重ケースなどそのケースごとに計算を行うため、荷重ケースで必ず分布バネを使用することを設定していただく必要があります。
以下は「面内固有データ」→「面内基本荷重」の入力画面ですが、ここの「分布バネ」を検討するケースに設定し忘れると (以下の画面では「なし」になっています)計算に分布バネを使用しませんので入力が無効になってしまいます。ご確認下さい。
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Q1−16. |
張出部材がある場合、部材端部の条件は何にしておくべきか? |
A1−16. |
張り出し端の変位(たわみ、たわみ角)を正しく求める方法としては、材端条件を「0:剛結合」にすれば結構です。
材端を「1:ピン」にすると、自由端(張り出し端)のたわみ角は計算されません。
たわみはピンのままでも正しく計算されますが、剛結合にしてご設計下さい。 |
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Q1−17. |
面内(面外)荷重の入力時に荷重コードは何を入力するのかガイドが表示されず解らないが? |
A1−17. |
ver1.40から画面表示機能を強化しており、荷重入力時に荷重コードのガイド表示機能を付加しております。
入力画面の○部のボタンを押してください。
画面中に荷重コ−ド一覧が表示されます。
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Q1−18. |
支点入力のKx、Ky、Km、Kxy、Kxm、Kymとは何ですか? |
A1−18. |
支点入力について
支点の種類や解説等については、製品付属のヘルプファイル 「計算理論および操作の方法」−「支点データ」に詳しく説明されておりますのでそちらを参照ください。
バネ支点の考え方は此処に添付するように3元連立方程式の解いたもので表されます。
道路橋示方書W p352にも杭基礎時の考え方として記載がされています。
この際の記号と道路橋示方書での記号ではその記号が異なりますが
Kxx=Axx、Kyy=Ayy、Kmm=Aaa
(Kx) (Ky) (Km)
Kxy=Axy、Kxm=−Axa、Kym=−Ayaとなります。
また作用力によってその符号が変わるため 入力時には符号を気を付ける必要があります。
(弊社hpや統合CD-ROMのQ&Aにも杭基礎との連動として記載しております)
Kx、Ky、KmはX方向y方向 回転方向のバネ定数を入力するものになります。
残る3項は連性バネとして入力を必要とするものです。 |
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Q1−19. |
分布バネのKu、Kvはどういう意味ですか? |
A1−19. |
Kv・部材軸直角方向の等分布バネ(kN/m2)
Ku・部材軸方向の等分布バネ(kN/m2)
になっています。
設計モデルにもよりますが、分布バネで部材鉛直方向を拘束するようなモデルに於いて支点を設定せず分布バネのみで解析する際には分布バネはKvとしての入力が必要です。
Kuとして入力した場合には部材の拘束としては、水平方向のみになり構造的に不安定になってしまいます。ご注意下さい。 |
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Q1−20. |
変位とたわみの違いはなにか? |
A1−20. |
変位は、各節点の移動量を計算した値ですが、それに対して、たわみ(部材の断面力と一緒に表示される値)は、部材両端を結んだ直線からどの程度湾曲しているかを計算した値で、たわみ曲線を折れ線ではなく滑らかな曲線で表示するために計算されたものです。
したがって、構造モデルの変位を確認したい場合は、節点の変位を見てください。
なお、本プログラムでは中間着目点での変位は求めておりません。
格点以外の場所での変位が知りたい場合には、予め格点を追加頂き格点変位として結果を確認下さい。 |
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Q1−21. |
バネ支点を設け格点に強制変位を与えたが、結果を得ることが出来ないが? |
A1−21. |
FRAME製品では、バネ支点に支点強制変位をかけることができません。
それは、支点強制変位は自由度が拘束された支点に対するものであるためです。
バネ支点のy方向支点条件を拘束する(−1とする)ことで計算が行われます。 |
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Q1−22. |
処理スイッチの着目点の自動追跡を選択しても着目点が上手く追加できない場合があるが? |
A1−22. |
「着目点数の総数は22個まで」(ヘルプの「制限事項」参照)の制限にかかる場合に、荷重載荷位置の着目点が追加できない場合があります。
荷重ケースに多くの集中荷重が入力され設計されると、予め設定されている中間着目点に合わせて荷重載荷位置が着目点とされます。
しかし、この総数が1部材当たり22を越えると越えた部分については着目点とすることは出来ないため残りの点は追加されません。
現行バージョンでは、この制限の下でお使いいただくようお願いいたします。 |
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Q1−23. |
分布バネを配置したのに、地盤側に図化できないが? |
A1−23. |
分布バネを配置すると、お客様の意図に応じた図としては配置されない場合がございます。
これはご存じのように、分布バネはその応力の向きに関わらず作用するため、正負の係数として扱っておらず、その入力が 絶対値の入力となる為です。
その為、図化時にもどちらに作用するかではなくバネが存在することを表す図として表示しています。
以下の例は、馬蹄形構造に分布バネKvを配置したものですが、トンネルなどの場合地盤バネを水平地盤反力係数(横方向地盤バネ、鉛直地盤バネ)をもってバネとして考える場合が多いと思います。
当然バネとしては、坑内ではなく外部側に発生しますが、図としては以下のように配置されます。
以上をご理解いただき、ご使用下さい。
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Q1−24. |
連行荷重を骨組みモデルの端から端まで任意ピッチで移動させ、各支点および支点中央の断面力を算出することは可能か? |
A1−24. |
着目点を任意幅刻みで部材に追加することで、可能となります。
ただし、本プログラムでは1部材へ付加できる着目点数が20点までとしているため、これを超えるような部材(1部材長)が存在する場合には、部材を予め分割頂く必要があります。
その後、断面力を算出したい点を算出点として定義頂くことで、算出する事が可能となります。 |
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Q1−25. |
旧入力ファイル書式に従って作成した$F1データを読み込むと、すべて従来単位となるが、SI単位として読み込めないのか? |
A1−25. |
SI単位系対応以前のバージョンのデータに関しては「従来単位」として扱っている為、プログラムの起動時の初期値は「従来単位」となります。
その為、初めからSI単位系として読み込むためのスイッチはございません。
入力後単位系変更を頂き、異なる換算係数を使用される際にはデータを修正しご利用下さい。
しかしながら、現在、弊社製品とのデータ連動に際して、フォーマットは同じ($F1と同じフォーマットです)で、拡張子毎に下記のルールが採用されております。
*.$O1 ・・・ SI単位データの連動データ
*.$O2 ・・・ 従来単位データの連動データ(従来単位系であり、*.$F1と等価扱い)
よって、SI単位で作成されたデータをFRAMEで読み込みたい場合には、拡張子を$O1に変更していただくことで可能となります。 |
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Q1−26. |
4辺固定版の設計は可能か? |
A1−26. |
FRAME製品は、骨組み化による解析プログラムです。その為、面としての設計をお考えの4点固定の板モデルは直接の解析は出来ません。 |
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Q1−27. |
死荷重は自動で載荷されるか? |
A1−27. |
骨組み計算の際には、構造物に応じたモデル化をされただけでは、骨組みの死荷重(自重)は考慮されません。
別途、荷重として各骨組みの死荷重を考慮いただく必要があります。
本製品では、部材にγ(単位体積重量)を用意することで、骨組みの死荷重を与えることが出来る機能を死荷重ジェネレート機能としてサポートしております。
荷重入力の「荷重ジェネレート」にて必要な部材の死荷重を構成し、追加してご設計下さい。
γはこの荷重ジェネレートの際に自重計算に利用されます。
(注) ただし、ジェネレートされた荷重と、γは常時連動しているわけではありません。
死荷重ジェネレートにより自重ジェネレート後にγを変更されても、既に作成されているジェネレート(荷重)には影響を与えません。
このような場合には、死荷重ジェネレートしたデータを削除し、再度、死荷重ジェネレートの機能を実行していただく必要があります。
死荷重ジェネレートの際に用いている断面データの中の断面積(A)についても同様のことがいえます。 |
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Q1−28. |
杭基礎をFRAMEで解析する際の留意点。 |
A1−28. |
杭基礎での計算仮定は
・フーチングを剛体とする。
・杭の伸縮を無視する。
となります。
これにあわせて、下記のとおりFRAMEをモデル化しなければなりません。
・フーチングを剛体とする。(フーチング部材を剛域とする)
・杭の伸縮を無視する。(杭断面のAを∞とする) |
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Q1−29. |
変断面についての計算が可能か? |
A1−29. |
FRAMEでは、i端とj端で異なる断面を割り当てることが可能です。
ただし、計算時には、この2断面の平均値を用いて計算を行います。よって、より細かく分割されたほうが精度は高くなります。
しかしながら、あまり細かくされても工学的な意味は余りありませんし、計算時間等が長くなるばかりであることを申し添えておきます。 |