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Q&A深礎フレームの設計・3D配筋(部分係数法・H29道示対応) Q&A ('20.07.03)
>> 旧基準製品Q&A
NEW!更新内容

Q30.周面摩擦を考慮する場合の周面ばねksvbはどのようにモデル化していますか。('20.07.03)

Q31.周面摩擦を考慮する場合の周面ばねksvbの連成ばねはどのように求めていますか。('20.07.03)

Q32.[荷重データ(永続・変動作用時)]画面で荷重自動生成で自動設定された荷重値が、荷重記号[D]に荷重には部分係数が考慮されていないのはなぜか。('20.07.03)

Q33.永続作用状況と変動作用状況の2ケースで計算しましたが、水平変位dd1と地盤反力度Qyd1が「−」で表示されているのはなぜですか。('20.07.03)


目  次
 

Q1.橋台と連動時の[荷重ケース(常時・レベル1地震時)]-[基本条件]画面の竪壁基部作用力と底版作用土圧力はどのように求められていますか。

Q2.荷重分担率を計算する場合のスイッチ設定はどのようにするのか。

Q3.偶発作用時の計算を行ったときに、「全杭終局しました。計算を中止します。」というメッセージが出る場合は、構造的におかしいということか

Q4.引き抜き力が出た際の地盤反力度の考え方について教えて下さい。
杭2で地盤反力度が0なっています。引き抜き力が出たからだと思いますが、この様な場合に地盤反力度を0にする考え方についてご教授下さい。


Q5.橋台連動時の底版照査で、深礎フレームと橋台のどちらが正しいのか

Q6.ヘルプの製品概要の対象構造物で、ラーメン構造(b)の偶発作用時は「−」となっており適用外のようですが、計算を実行することができました

Q7.混合土留を用いた場合上部ライナープレート(杭長で指定範囲)の周面抵抗を零となると思うのですが、計算書作成の周面摩擦力度の上限値では抵抗値が記載されています

Q8.橋軸直角方向に段差を付けたフーチングで、杭本数を2×2=4本としています。
自動でフレームを作成した場合、X軸はフーチング中心、Y軸は低い方(下段)の杭頭位置(フーチング下面)が原点になっていると思いますが、画面上では、上段杭頭位置が原点として表示されています。
フーチング下面を設計地盤面として地層線を入力する場合、1層目のY座標は、下段列は0、上段列は杭頭の比高差を足した値(段差が2.5mあったら、0+2.5=2.5)で良いでしょうか。
それとも、画面上の描画と整合が取れるようにするのでしょうか。
若しくは、段差によりフーチング下面に比高差があったとしても1層目のY座標は0として良いのでしょうか。


Q9.[詳細設定]-[補正係数]にある安全率/補正係数のデフォルトが1.0でヘルプにも特に解説が無いのはH29道示に記載が無く文献が無いためでしょうか

Q10.すべり土塊から算出される極限水平支持力の算定に用いられているすべり面の面積Aは、どのような計算で算出していますか?

Q11.地層線の設定で、折れ点を2点設けたい場合は直線地層線では設定できないのか

Q12.H24道示とH29道示で、部分係数法以外に変更になった点について

Q13.[基本データ]画面の水平震度はどこで使いますか

Q14.段差フーチングの段差部の照査で、段差部付け根位置を照査位置としているが、部材高が、段差部付け根位置の幅にならない

Q15.杭本体の断面力の軸力が0になるのはどういう状態か

Q16.「基礎は降伏するが損傷はそれ以上進展しないと判断される」というコメントが表示されています。
これはOKなのかNGなのか。


Q17.橋台なのでレベル2地震時照査を行いたくないがどうすればよいか

Q18.「塑性化を考慮した照査」を行いたいのですが、出来ません。何が原因でしょうか?

Q19.すべり角の範囲の出展はありますか?
45〜135はどのような意味を持つのでしょうか?


Q20.橋台の設計をバージョンアップしたら、深礎フレームと連動できなくなった

Q21.深礎杭本体の永続・変動作用時の降伏曲げモーメントの特性値Mycはどのように計算していますか

Q22.深礎杭本体の偶発作用時の降伏曲げモーメントの特性値Mycはどのように計算していますか。

Q23.底版照査で、「骨組み解析結果を用いて照査」を選択できない

Q24.片持ち梁解析と骨組み解析の違いを教えて下さい

Q25.杭径が異なる杭が混在した場合の計算はできますか

Q26.杭反力を、杭基礎ではK1〜K4などから計算していますが、深礎フレームではどのように計算していますか。

Q27.谷側に荷重を掛けているのに山側に変位が出ます。

Q28.水平ばねの格点間隔を変更すると計算結果が変わりましたが何故でしょうか。

Q29.底版を骨組解析する場合のレベル2地震時で、任意のステップ時に載荷されている水平荷重を求める方法はありますか。

Q30.周面摩擦を考慮する場合の周面ばねksvbはどのようにモデル化していますか。

Q31.周面摩擦を考慮する場合の周面ばねksvbの連成ばねはどのように求めていますか。

Q32.[荷重データ(永続・変動作用時)]画面で荷重自動生成で自動設定された荷重値が、荷重記号[D]に荷重には部分係数が考慮されていないのはなぜか。

Q33.永続作用状況と変動作用状況の2ケースで計算しましたが、水平変位dd1と地盤反力度Qyd1が「−」で表示されているのはなぜですか。




  

Q1.

橋台と連動時の[荷重ケース(常時・レベル1地震時)]-[基本条件]画面の竪壁基部作用力と底版作用土圧力はどのように求められていますか。
A1. 橋台の設計の計算書の「橋軸方向の安定計算」−「作用力の集計」で出力される、作用力の集計値を用いております。
竪壁基部作用力荷重は「■竪壁基部の作用力」を、底版作用土圧力は「■橋軸方向」の土圧力から「■竪壁基部の作用力」の土圧力を差し引いたものを用いております。
なお橋台の設計の出力は、前趾端の底版下面位置で集計していますので、モーメントは、竪壁基部位置と底版下面中心位置(底版作用土圧力は底版下面中心位置で集計)の集計位置の違いを補正する必要があります。
 
Q2. 荷重分担率を計算する場合のスイッチ設定はどのようにするのか。
A2. 単位荷重以外の荷重を載荷しないように、また、地盤ばねが塑性化しないようにするために次のスイッチを変更します。
・[基本データ]-[基本データ]画面の「使用材料(深礎杭)」の単位体積重量γcを0とする。
・[基本データ]-[基本データ]画面の「設計水平震度(レベル1地震時)kH」を0とする。
・[詳細設定]-[モデル化]画面の「底面ばねの取扱い 許容応力度法」を「全断面有効」とする。
・[詳細設定]-[モデル化]画面の「底面に引抜き力が生じた場合の底面ばねの取扱い」を「押込み時と同じとする」とする。
・[詳細設定]-[モデル化]画面の「許容応力度法照査時の地盤の取扱い」の「地盤を塑性化させない」にチェックを入れる(周面ばねについては、周面ばねを考慮するモデルの場合に有効になり、状況により指定)。
 
Q3. 偶発作用時の計算を行ったときに、「全杭終局しました。計算を中止します。」というメッセージが出る場合は、構造的におかしいということか
A3. 全杭が終局曲げモーメントに達した状態ですので、定義上は杭体の剛性が無くなっている状態となります。
そのため解析不可能となります。
基礎としては成り立たない状態となっておりますので、安定を満足しない状態になるかと存じます。
 
Q4. 底版照査で、格点の前後で正曲げと負曲げとなる場合の照査はどのようにしているのか?
A4. 基礎底面の鉛直ばねKvは、次式で算定しております。
 Kv=kv・A’
※斜面上の深礎基礎設計施工便覧(H24.4) 式V.2.51(p.121)
ここで、A’は、基礎底面の有効載荷面積ですので、基礎底面が浮上り切りますとA’=0となり、基礎底面の鉛直ばねKv=0となります。
鉛直ばねが無くなりますので、鉛直地盤反力度も0となります。
 
Q5. 橋台連動時の底版照査で、深礎フレームと橋台のどちらが正しいのか
A5. 杭反力と底版自重は同じですが、前趾上の上載土砂や後趾上の裏込め土・土圧などの設定が同じではない場合があります。
深礎フレームではそれらの条件は連動していませんので入力値になっています。
そのため橋台側の設定通りの底版照査としては、橋台側の計算結果になります。
 
Q6. ヘルプの製品概要の対象構造物で、ラーメン構造(b)の偶発作用時は「−」となっており適用外のようですが、計算を実行することができました
A6. ラーメン構造の場合のレベル2地震時照査を行う場合でも、本製品では、深礎杭のみをレベル2地震時照査の対象部材としております。
そのためラーメン部材は常に弾性部材としての取扱いとなります。
計算自体は可能ですが、上記の理由により「−」としております。
 
Q7. 混合土留を用いた場合上部ライナープレート(杭長で指定範囲)の周面抵抗を零となると思うのですが、計算書作成の周面摩擦力度の上限値では抵抗値が記載されています
A7. 分かりにくく申し訳ございません。
周面摩擦力度の上限値はライナープレート、モルタルライニングにかかわらず全域を出力しております。
計算書で明確に分かる箇所はございませんが、ライナープレート部分の周面ばねは常に外れるように制御しております。
 
Q8. 橋軸直角方向に段差を付けたフーチングで、杭本数を2×2=4本としています。
自動でフレームを作成した場合、X軸はフーチング中心、Y軸は低い方(下段)の杭頭位置(フーチング下面)が原点になっていると思いますが、画面上では、上段杭頭位置が原点として表示されています。
フーチング下面を設計地盤面として地層線を入力する場合、1層目のY座標は、下段列は0、上段列は杭頭の比高差を足した値(段差が2.5mあったら、0+2.5=2.5)で良いでしょうか。
それとも、画面上の描画と整合が取れるようにするのでしょうか。
若しくは、段差によりフーチング下面に比高差があったとしても1層目のY座標は0として良いのでしょうか。
A8. Y座標は、いずれも、低い方の底版下面を0としております。
フーチング厚が異なるため、フーチング中心高は異なっておりますが、柱基部(竪壁基部)高は同じ高さになっております。
地層線は、現在の入力対象杭列を基準に表示しております。そのため入力対象杭列ではない杭列では地層がずれて表示されます。
地層線の入力は、フーチング形状にかかわらず、各深礎杭の前面・杭頭(底版下面)をX=0、Y=0とした座標で設定するようになっております。杭位置が決まりますと杭に紐づいて地層線もスライドいたします。
 
Q9. [詳細設定]-[補正係数]にある安全率/補正係数のデフォルトが1.0でヘルプにも特に解説が無いのはH29道示に記載が無く文献が無いためでしょうか
A9. ご指摘の箇所は、「水平支持力の上限値決定のための補正係数n」「塑性化後の抵抗力上限値決定のための補正係数m」についてと存じます。
これらの補正係数は平成24年道路橋示方書(以下、平成24年版と略記)にはございましたが、平成29年道路橋示方書(以下、平成29年版と略記)には記述がございません。
しかしながら非常に影響が大きい補正係数であること、平成24年版との比較を行う場合の調整に必要なことから残しております。
平成29年版には記載はないものですので、初期値としましては、全て1.0とするようにいたしました(Ver.2.0.3〜)。
 
Q10. すべり土塊から算出される極限水平支持力の算定に用いられているすべり面の面積Aは、どのような計算で算出していますか?
A10. すべり面の面積は、すべり面上の面積となります。
ヘルプの「計算理論及び照査の方法」−「地盤の水平支持力」−「極限水平支持力」に図入りで説明がございますので、こちらをご参照ください。
併せて、「計算理論及び照査の方法」−「地盤の水平支持力」−「多層地盤の極限水平支持力」もご参照ください。
※複雑な地層線の場合は、各地層の折れ点位置ごとに細分化して面積・体積を求めて合計して全体を算出しております。
 
Q11. 地層線の設定で、折れ点を2点設けたい場合は直線地層線では設定できないのか
A11. 折れ点が2点以上有る場合は直線地層線では入力できません。
「折れ線地層線」にて入力を行ってください。
 
Q12. H24道示とH29道示で、部分係数法以外に変更になった点について
A12. 平成29年度道路橋示方書(以降、H29道示と表記)と平成24年度道路橋示方書(以降、H24道示と表記)および斜面上の深礎基礎設計施工便覧(H24)(以降、深礎便覧)では、深礎底面ばねの算定方法と周面摩擦力度の上限値の取扱いが変わっております。
そのため同じ条件でも計算結果は異なります。

■H24道示・深礎便覧
〇深礎底面の鉛直地盤反力係数
  kv=kvo(Bv/0.3)^(-3/4)
  kvo=1/0.3・αEo
   Bv=深礎杭直径

〇周面摩擦力度の上限値
  砂質土  f=min[5N,(C+po・tanφ]≦200kN/m2
  粘性土  f=(C+po・tanφ)≦150kN/m2
  軟岩   f=(C+po・tanφ)≦300kN/m2
  硬岩
   弾性領域f=C+po・tanφ≦1500kN/m2
   塑性領域f=Cres+po・tanφres≦150kN/m2
  計算に用いるfu
   fu=f/m
  mの値
        常時 L1地震時 L2地震時
  水平方向   1.5  1.1    1.0
  鉛直(押込)  3.0  2.0    1.0
  鉛直(引抜)  6.0  4.0    1.0

■H29道示
〇深礎底面の鉛直地盤反力係数
  kv=λ・kvo(Bv/0.3)^(-3/4)
  λ=1.0 (永続・変動作用時、偶発作用時)
  kvo=1/0.3・αEo
  Bv=√A
   A=深礎底面面積

〇周面摩擦力度の上限値
  砂質土  f=min[5N,(C+po・tanφ]≦120kN/m2
  粘性土  f=(C+po・tanφ)≦100kN/m2
  軟岩   f=(C+po・tanφ)≦300kN/m2
  硬岩
   弾性領域f=C+po・tanφ≦1500kN/m2
   塑性領域f=Cres+po・tanφres≦150kN/m2
  計算に用いるfu
   fu=f
なお、前面地盤反力度の上限値に付きましても、H29道示では補正係数の記述がございませんので、全て1.0として計算を行うものと存じます。
※前面地盤の補正係数はH29道示版でも残しております。初期値はH24道示版と同値ですので、設計者判断でご変更をお願いいたします。
 
Q13. [基本データ]画面の水平震度はどこで使いますか
A13. 杭の突出部の慣性力の算定や、「底版荷重の取扱い=部材荷重で載荷」で荷重を自動生成する場合のフーチングの慣性力算定時に参照します(変動作用時用)。
「底版荷重の取扱い=部材荷重で載荷」の荷重自動生成時の橋台裏込め土の慣性力は、「構造寸法/橋台背面データ」−「橋台背面データ」の水平震度を用います。
 
Q14. 段差フーチングの段差部の照査で、段差部付け根位置を照査位置としているが、部材高が、段差部付け根位置の幅にならない
A14. 段差部のテーパー部の勾配を考慮して、1:3以上の場合は、1:3とした時の幅を用いています。
「斜面上の深礎基礎設計施工便覧(平成24年4月)」図-参.10.8(p.264)をご参考ください。
 
Q15. 杭本体の断面力の軸力が0になるのはどういう状態か
A15. 条件にも依るかと存じますが、次のような場合は0となります。
面内解析で、2本以上の杭が配置されている時に、加力方向と反対側の杭は引抜き側となります。
この時、完全に浮き上がってしまった場合は、フーチングからぶら下がっている状態になるため、軸力が0になります。
 
Q16. 「基礎は降伏するが損傷はそれ以上進展しないと判断される」というコメントが表示されています。
これはOKなのかNGなのか。
A16. 基礎の塑性化を考慮しているか否かでOK/NGが変わります。
基礎の塑性化を考慮しない場合では、基礎が降伏した時点でNG判定となります。
基礎の塑性化を考慮している場合は、基礎の降伏後に塑性率を求め、許容塑性率以下であることでOK判定となります。
この時に、降伏震度が応答変位算出用水平震度以上である場合は、基礎にはこれ以上の荷重はかかりませんので、「これ以上進展しない」ということになります。この場合は、応答変位=降伏変位とし、塑性率は1.0になりますので、許容塑性率は満足することになります。
 
Q17. 橋台なのでレベル2地震時照査を行いたくないがどうすればよいか
A17. レベル2地震時照査は、「計算実行」メニューで表示される「計算選択」画面の計算実行対象から「レベル2地震時」を意図的に指定して行います。
また、連動時で、橋台の設計の計算実行時にレベル2地震時は計算実行されません。
そのため、「レベル2地震時照査を行いたくない」場合は、「計算選択」画面で、レベル2地震時を計算実行対象として選択しないことで実現できます。
※具体的な操作としましては「計算選択」画面で、「許容応力度法のみ」を選択してください。
 
Q18. 「塑性化を考慮した照査」を行いたいのですが、出来ません。何が原因でしょうか?
A18. 次の設定をご確認ください。
 (1)[詳細設定]-[レベル2]の「レベル2地震時照査で降伏を許容する=チェック」となっているか。
 (2)[荷重ケース(レベル2地震時)]-[設計方向2]-[基本条件]の「基礎の塑性化=許容する」となっているか。
 
Q19. すべり角の範囲の出展はありますか?
45〜135はどのような意味を持つのでしょうか?
A19. 現在の設計要領には記載はありませんが、H18版p.4-79には(0<α<180度)とあります。
角度を変えながら抵抗力が最小となるピーク値を探しますが、すべり角1度など小さい角度で決定したり、180度は真下になり計算不可となりますので、実用範囲として45〜135度としております。
 
Q20. 橋台の設計をバージョンアップしたら、深礎フレームと連動できなくなった
A20. 連動製品は、相互にバージョン管理を行っております。
そのため連動対象の製品がバージョンアップした場合は、対応した連動定義ファイルの更新が必要です。
橋台の設計のバージョンアップ後にリリースされる保守版では、対応した連動定義ファイルに更新されておりますので、そちらをお使いください。
 
Q21. 深礎杭本体の永続・変動作用時の降伏曲げモーメントの特性値Mycはどのように計算していますか
A21. 平成29年道路橋示方書V編に従い計算しております。
また、道示V 「5.5.1 曲げモーメント又は軸方向力を受ける部材」の解説(p.126)により、鉄筋が降伏ひずみに達するより先に、圧縮側コンクリートの応力度が2/3σckに達する場合は、その時の曲げモーメントを降伏曲げモーメントとしております。
 
Q22. 深礎杭本体の偶発作用時の降伏曲げモーメントの特性値Mycはどのように計算していますか
A22. 平成29年道路橋示方書W編のケーソンと同様な手法(道示W 11.9.2)で算出しております
 
Q23. 底版照査で、「骨組み解析結果を用いて照査」を選択できない
A23. [基本データ]-[計算条件]画面の「底版荷重の取扱い=部材荷重で載荷」としてください
 
Q24. 片持ち梁解析と骨組み解析の違いを教えて下さい
A24. 片持ちばり解析は、底版を竪壁(柱)付け根位置から張出した部材として取扱い、底版自重・上載荷重・杭反力を、片持ち梁に作用する荷重として断面力を求めます。
骨組み解析は、底版と杭からなるラーメン構造に、底版自重・上載土など、各部材に作用する荷重を、その部材に載荷して解析を行い、底版照査位置に発生する断面力を用いて断面照査を行います。
杭より外側では、片持ち梁と一致しますが、杭間ではモーメントの出方が複雑になります。
「斜面上の深礎基礎設計施工便覧(H24.4)」では、ラーメン構造として解析する場合でも、片持ち梁としても解析するのがよいという旨の記述がございます。
 
Q25. 杭径が異なる杭が混在した場合の計算はできますか
A25. 同じ杭径のみとなります。
 
Q26. 杭反力を、杭基礎ではK1〜K4などから計算していますが、深礎フレームではどのように計算していますか。
A26. 深礎フレームでは、底版、杭、地盤から骨組モデルを作成し、骨組み解析を行う事で断面力を算出し、杭頭位置の断面力から杭頭反力を求めています。
そのため杭基礎のようなK1〜K4は用いておりません。
 
Q27. 谷側に荷重を掛けているのに山側に変位が出ます。
A27. 前面地盤が塑性化した場合には、塑性化した深度の水平ばねを取り外し、塑性化後の抵抗力を山側に載荷します。
塑性化後の抵抗力は、塑性化前の地盤反力の上限値と同等以下ですので、通常の場合はこの荷重により山側に変位することはありません。
しかしながら深度の深い地盤が弱い場合など、深い深度が先に塑性化する場合があります。
深礎基礎の計算では地盤の塑性化は、必ず地表面側から連続して行いますので、このような場合は、塑性化していない地表面側の地盤を強制的に塑性化させます。
本来は、地盤反力と同等な塑性化後抵抗力を載荷するため問題ありませんが、まだ地盤反力が上限値に達していない状態で塑性化後抵抗力を載荷するため、その時の塑性化後抵抗力は地盤反力より大きな荷重を載荷することになります。
上記が原因で山側に大きな荷重が載荷されることにより、山側に変位する場合があります。
そのため杭基礎のようなK1〜K4は用いておりません。
 
Q28. 水平ばねの格点間隔を変更すると計算結果が変わりましたが何故でしょうか。
A28. 深礎基礎の地盤ばねは、深礎杭に設けた格点、格点ばね(集中ばね)として設定しています。
そのため格点間隔により計算結果に影響が生じます。
杭が十分長い場合は影響の度合いは小さいですが、杭長が短い場合にはその影響は顕著に出る場合があります。
格点間隔は0.5mが標準となっております。
深礎フレームでは、格点間隔を、1.0m、0.5m、0.25mから選択できます。
 
Q29. 底版を骨組解析する場合のレベル2地震時で、任意のステップ時に載荷されている水平荷重を求める方法はありますか。
A29. 計算書の「安定計算(レベル2地震時)−照査結果」の作用力で、αi=1.000時の全水平力と全鉛直が出力されています。
この数値に目的のステップαiを乗じることで求めることができます。
ただし固定荷重はαiに関わらず一定であること、荷重属性の変動1は、C2z・khco・αi>khpとなる範囲では、khpを用いていますのでご注意ください。
 
Q30. 周面摩擦を考慮する場合の周面ばねksvbはどのようにモデル化していますか。
A30. 杭図心に、ksvbを設けております。
大口径深礎杭の場合など連成ばねを考慮する場合は、杭図心位置に回転ばねを設けております。
 
Q31. 周面摩擦を考慮する場合の周面ばねksvbの連成ばねはどのように求めていますか。
A31. 次式で算定しております。
回転ばねKsry= Ksv・De/2
ここで、
 Ksv:鉛直ばね
 De:杭の有効径(De=0.8D)
 
Q32. [荷重データ(永続・変動作用時)]画面で荷重自動生成で自動設定された荷重値が、荷重記号[D]に荷重には部分係数が考慮されていないのはなぜか。
A32. [荷重データ(永続・変動作用時)]画面では、荷重記号の荷重に関する荷重係数と荷重組合せ係数を掛ける前の荷重値を設定します。
そのため荷重記号[D]の場合は、(体積)×(単位重量)で求めた荷重値となります。
荷重記号[EQ]の地震時慣性力による水平力の場合ですと、自重に慣性力が作用するため、自重に死荷重[D]の部分係数と水平震度を掛けた後の荷重値を設定します。
また土圧[E]の場合は、地震の影響がある荷重と地震の影響が無い荷重に分けて、地震の影響がある荷重については、荷重記号[EQ]の部分係数を掛けた後の荷重値を設定します。
 
Q33. 永続作用状況と変動作用状況の2ケースで計算しましたが、水平変位dd1と地盤反力度Qyd1が「−」で表示されているのはなぜですか。
A33. 水平変位照査及び地盤反力度の照査には、基礎の変位の制限と、限界状態1の2項目があります。
基礎の変位制限は、永続作用状況に対して行います。
限界状態1は、永続作用状況及び変動作用状況に対して行います。
そのため、基礎の変位の制限に対しては、永続作用状況ケースのみ結果表示を行っております。



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