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Engineer's Studio® Ver.2
2012年道示对应
三维板单元动力非线形解析
●新购　Ultimate：100,000元／Advanced: 42,000元
　　　　　　　　　 　　　　　Lite：28,000 元／Base：18,000元
●发布　2012年7月19日		 UC-win系列
动力非线形解析

　前言
Engineer's Studio® Ver 2.00.00的主要改订项目为以下3点。
  1. 对应2012年道路桥示方书
  2. 改善了平板要素的网格分割算法（四角形、四角形＋三角形的自动分割）
  3. 对应衰减要素（F = C * V^a）

　2012年道路桥示方书
2012年道路桥示方书中对抗震设计篇的内容做了重大调整。本产品的动力解析相关，「新道示的地震波形收录」、「钢筋混凝土截面的Ｍ-φ」、「钢制桥墩截面的Ｍ-φ」是主要对应项目。残留位移的校核也对应。

新道示中更新了Level2地震动力类型I波形。动力解析所需要的全部波形都收录在产品安装文件夹（C:\Program Files \FORUM 8\Engineers Studio 2.0.0\Samples\Waves\）内。

钢筋混凝土截面的Ｍ-φ所需要的输入画面为图-1。这里，对钢筋的容许变形相关进行输入。混凝土的应力变形曲线从以往的终局变形0.8σcc变更为0.5σcc。根据这些条件，可得到Ｍ-φ特性（图2）。这便是新道示所规定的双折线型非线形履历模型。

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■图1　用于算出钢筋的容许变形εst的输入画面 ■图2　钢筋混凝土截面的Ｍ-φ特性

钢制桥墩截面的Ｍ-φ所需要的输入画面如图3。这是无混凝土充填矩形截面的情况。此处进行钢制桥墩的容许变形εa的相关输入。εa算出时的各参数也可确认是否在适用范围内的判定。非线形履历模型如图4所示。

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■图3　用于算出钢制桥墩截面
容许变形的输入画面		 ■图4　钢制桥墩截面的Ｍ-φ特性

　平板要素的网格分割
改善了平板要素的网格分割算法。任意形状的图形（轮廓线）可按四角形要素自动分割。以往的版本中仅对应通过三角形进行自动分割。同时也对应四角形和三角形混搭的自动分割。自动分割的品质也有所提高。图5是按照轮廓线作成的圆形、椭圆的具有中空部分的长方形壁面按照四角形2次要素自动分割的样子。

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■图5　平板要素的自动网格分割按照四角形2次要素进行的样子

　衰减要素
对应曾被誉为高速功率型粘性减振器的衰减要素。此衰减要素的特性是速度和力的关系如下式表现的模型构成。



这里
　F　：衰减抵抗力(kN)
　V　：速度(m/sec)
　C　：衰减系数(kN.sec/m)
　α　：速度指数（例如0.3等。1.0则成为线形粘性减振器）

衰减要素像弹簧要素一样配置在i端侧节点和j端侧节点之间。动力解析中生成的2节点的速度差，即根据相对速度生成的力。这个力便成为衰减力。换而言之，弹簧要素是根据相对位移产生力的要素。衰减要素也跟弹簧要素一样，具有要素坐标系，速度和力的关系是从i端侧节点向j端侧节点单轴方向（xl）发生。如果两节点的坐标相同时，需要另外定义坐标系。

上式中的C和α是由制造高速功率型粘性减振器的厂商提供的参考值。

图6是钢逆罗斯桥的端柱对倾构配置衰减要素进行动力解析的例子。图中的图表，左边是「位移δ和力F」，右边是「速度V和力F」的应答。发生衰减力就会变成如图所示的曲线。

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■图6　钢逆罗斯桥的衰减要素的动力解析结果

　其他追加功能
此外，还追加了以下功能。
  • 位移图的动画录制功能（图7）
  • 初始屈服弯曲力矩My0计算中可指定混凝土变形
  • 框架计算后运用最大应答发生时的轴力，再次计算容许曲率、容许旋转角的功能（图8）

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■图7　结果的动画录制功能 ■图8　再次计算容许曲率时的详细信息

　结束语
今后预定强化计算功能、输入输出画面、报告的改善。敬请期待。
(Up&Coming '12　秋季号刊载)
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