Home Back
UC-winシリーズ FEM解析
 
UC-win/FRAME(3D) Advanced Ver.6
UC-win/FRAME(3D) Standard Ver.6
UC-win/FRAME(3D) Lite Ver.6
Frame analysis for 3-D Models
UC-win/FRAME(3D) Ver.6 Advanced(平成24年道示対応版)
UC-win/FRAME(3D) Advanced(カスタマイズ版)
UC-win/FRAME(3D) Ver.6 Standard(平成24年道示対応版)
UC-win/FRAME(3D) Standard(カスタマイズ版)
UC-win/FRAME(3D) Ver.6 Lite
立体骨組み構造の3次元解析プログラム
日本語/英語/韓国語/中国語 入出力インターフェース切替対応
初版リリース : '02.11.28 / 最新Ver.リリース : '12.11.14
UC-win/FRAME(3D) 解析支援サービス UC-win/FRAME(3D) 解析支援サービス WEB見積サービスはこちら
Trial versionダウンロード Trial version
ダウンロード
3D模型サービス
Engineer's Studio 製品ページ
Engineer's Studio 解析支援サービス
Products Guide
製品カタログ(PDF)
製品詳細価格/購入サンプル画面ユーザ紹介/評価・Q&A

  解析支援サービス


高度な解析ツールと便利な解析サービスで先進ユーザをバックアップします!

 ※詳細情報は、専用カタログ及びホームページでお知らせしています。

UC-win/FRAME(3D) 解析支援サービス WEB見積サービス

 フォーラムエイトでは、UC-win/FRAME(3D) 解析支援サービスの一環として「UC-win/FRAME(3D) 解析支援サービス WEB見積サービス」の提供を2004年11月19日より開始いたしました。
 UC-win/FRAME(3D)モデル作成・解析サービスにおける概算見積の計算と内訳の閲覧、見積書の印刷ができます。


WEB見積サービス ログイン画面

  ユーザ活用事例  ('11.03.24 掲載) 


FORUM8デザインフェスティバル2010-3Days  第4回 デザインコンファランス 土木解析セッション
 2010年 11月 17日(水)〜19日(金) 開催
  • 「FRAME(3D)を用いた河川構造物の耐震性能照査解析事例」
     応用技術(株) 解析事業部 課長 金井 眞 氏
    • 国土交通省が2007年3月に策定した河川構造物の耐震性能照査指針(案)・同解説での「レベル2時振動」および「ある程度の損傷を許容」との記述への注目、それに対応した非線形解析、梁要素によるモデル化、M-φ特性を用いた解析についてを説明。
  • 「Engineer's Studio(R), UWLCを用いた大規模排水機場の応答変位法による耐震照査法」
     (株)三祐コンサルタンツ 総合技術アセットマネジメント部 副参事 堀 治啓 氏
    • 縦軸ポンプの大規模排水機場は複雑で2次元フレーム解析による耐震照査では躯体剛性を適切に表現できないが、全体の剛性を3次元でモデル化し積層板による弾塑性モデルにより、またUWLCを用いた耐震照査を紹介。

FORUM8デザインフェスティバル2009-3Days  第3回 デザインコンファランス 設計・解析セッション
 2009年 11月 18日(水)〜20日(金) 開催
  • 「FRAME3D解析事例とEngineer's Studio(TM)の課題」
     東京都市大学研究員 青戸 拡起 氏
    • UC-win/FRAME(3D)の特徴であるファイバー要素による動的非線形解析結果を用いて、既設橋梁の耐震性照査に活用するためのアドバイス、ならびに、Engineer's Studioの活用方法について紹介。

第2回 デザインコンファランス  設計CADセッション  UC-win/FRAME(3D)
 2008年 9月 19日(金) 開催
  • 「鋼橋における耐震補強設計事例と今後の課題」
     住友金属工業(株) 建設エンジニアリング事業部 土木橋梁部 開発営業技術室 前島 稔 氏

第1回 デザインコンファランス  FRAME(3D)解析ケーススタディ
 2007年 9月 27日(木) 開催

第4回 UC-win/FRAME(3D)協議会   2006年 9月 15日(金)〜27日(水) 開催

第3回 UC-win/FRAME(3D)協議会   2005年 9月 22日(木)〜10月 7日(金) 開催

第2回 UC-win/FRAME(3D)協議会   2004年 9月 17日(金) 開催

第1回 UC-win/FRAME(3D)協議会   2003年 10月 8日(水)〜10日(金) 開催
  • 「有限要素構造物の幾何学的非線形解析」
     佐賀大学名誉教授 後藤 茂男 氏
    • 立体構造物の長大変形解析に適用可能な幾何学的非線形解析手法について、二つの要点に絞って解説。その一つは、接線合成法による非線形解析解を得るまでの反復法について今ひとつは、立体構造の大変形解析において必然的に発生する立体有限回転の合成処理法について説明。

  Q&A (製品評価や導入の際に役立つQ&Aです)


 1.解析理論

Q1−1. 微小変位と大変位の考え方について教えて欲しい。
A1−1. 微小変位は変形前の状態で力の釣り合いを立てて解きます。一方、大変位では変形後の状態で力のつりあいを立てて解くため、収束計算が必要な非線形問題となり、これを材料非線形とは区別して、幾何学的非線形と呼びます。
ヘルプの
 「はじめに|プログラムの概要|UC-win/FRAME(3D)とは(2)〜機能概要〜」
に「材料非線形と幾何学的非線形」の説明を載せておりますので、こちらもご覧ください。
本プログラムの幾何学的非線形については、
・ヘルプの「参考資料およびサンプルデータ|資料|資料01 各要素モデルと剛性方程式(FRAME3D_Ref-01.pdf)」
または、
・弊社元技術顧問後藤先生の解説サイト http://www.forum8.co.jp/forum8/ronbun1.htm
を参考文献として挙げさせていただきます。
 
Q1−2. ファイバーモデルについて教えて欲しい。
A1−2. ファイバー要素というと何か特別なもののように思いますが、語弊を承知で大雑把に言うと、「逐次M−φ算定型要素」などと言えると思います。この呼称であれば、通常のM−φ要素の拡張版のように聞こえて、実務者にも理解しやすいかもしれません。ただこの呼び名だと、曲げ剛性の低下による軸剛性の低下などがイメージできないため、適切ではなく、そのように呼ぶ文献をみたことがありません。
ファイバー要素では断面をメッシュ分割します。分割された1つのセルには1つの応力ひずみ関係を考えます。そのセルがコンクリートであればコンクリートの応力ひずみ関係が、鉄筋であれば鉄筋の応力ひずみ関係を持ちます。
そして、部材に載荷される荷重規模が大きくなると、引張側のセルにある鉄筋が降伏したり、圧縮側のセルにあるコンクリートは最大圧縮強度に達したりします。すると、部材全体としての曲げ剛性が低下します(ここまではM−φ要素と同じ)。それと同時に、部材軸方向の剛性も低下します(この点がM−φ要素と異なる)。この仕組みのおかげで、一軸曲げだけでなく二軸曲げにも対応できるという利点があります。
M−φ要素では部材の曲げ剛性(断面で1つ。セルではない)だけに非線形特性を持たせているので(UC-win/FRAME(3D)ではM−φ特性と呼んでいます)、降伏しても軸方向の剛性は低下しません(軸剛性は線形を仮定しています)。ところが、ファイバー要素では、降伏したセルの応力ひずみ関係は、曲げ剛性と同時に軸方向の剛性にも影響します。この点がM−φ要素とファイバー要素の大きな違いです。
 
Q1−3. UC-win/FRAME(3D)でM-φ要素(非線形要素)と分布ばねの併用はできないかと思うが、これは理論的に難しいからか。
分布ばねについてばね要素を多数並べて近似することになるかと思うが、断面力が連続分布にならないため、客先より指摘があった。
もし理論的に難しいということであれば説明がつくので、理由を教えて欲しい。
また、連続分布へ近似する方法としては、ばね要素を細かいピッチで設定する方法以外ないか。
A1−3. 理論的に難しいかどうかはわかりません。ただ、M−φ要素やファイバー要素に弾性床上の梁理論を適用した事例をこれまでにみたことがないこと、他社製品でも対応している事例を聞いたことがないことから、定式化や構築が容易ではないことが伺えます。
断面力が連続分布にならないとのことなので、節点荷重だけで荷重を載荷してみてはいかがでしょうか。離散的なばね要素が多数ある場合に部材分布荷重を用いると、離散と分布という相異なる概念が共存しているために不整合が生じることがあると考えるからです。
分布ばねを近似する方法としては、ばね要素を多数並べる手法の他に、支点ばねを多数並べるモデル化も考えられます。ただし、支点ばねは線形ばねに限定されます。
 
Q1−4. 現在計画中の橋梁の動的解析にFRAME3Dを使用している。
UC-win/FRAME(3D)の固有値解析では降伏剛性を用いているのか?
A1−4. 固有値解析時における要素の剛性は部材タイプ(弾性梁要素、M−φ要素、ファイバー要素)の第1勾配(初期剛性)を用います。具体的には、
弾性梁要素では、断面の面積A、断面二次モーメントI、ねじり定数Jから決まる剛性
M−φ要素では、M−φ特性の第1勾配
ファイバー要素では、各ヒステリシスの第1勾配
となります。
降伏剛性を用いて固有値を求めたい場合は、別途降伏剛性を与えたモデルを用意することになります。この方法としては、下記2種類が考えられます。
  • 弊社製品「震度算出(支承設計)」から降伏剛性としたUC-win/FRAME(3D)データを吐き出す。それをUC-win/FRAME(3D)で読込み、固有値解析を行う。
  • UC-win/FRAME(3D)において、降伏剛性を与える部材をM−φ要素とし、M−φ特性をバイリニア型(=ひび割れ点を無視した降伏剛性となります)で与える。
 
Q1−5. 剛域のモデル化を剛体要素で設定した場合と数値断面で設定した場合とでは、解は変わらないのか?
剛体要素を設定して、重心が異なる場合、主節点には剛体要素の質量+慣性モーメントが作用して考えている荷重より多く作用してしまう気がする。それとも、慣性モーメントは、反対方向に作用させているのか?
A1−5. ご質問の「剛域のモデル化を剛体要素で設定した場合と数値断面で設定した場合とでは、解は変わらないのでしょうか?」について。
剛体要素の場合は主節点と従節点の間に要素を考えないので(あっても剛域なので変形しない→主節点だけを計算に考慮)、完全に理想化された剛域です。要素がないのでフレーム断面力も得られません。一方、大きな断面定数を与えた数値断面は、大きな部材剛性となりますが、それでも要素であることに変わりはありません。普通にフレーム断面力も得られます。このため、断面定数のオーダーを変化させると解が変わります。極端に大きな断面剛性を与えると桁落ちなどの数値計算誤差が生じるので、比較検討が必要です。これに関しては、弊社ホームページQ&A
Q1−74. 剛体要素に断面力が生じない
http://www.forum8.co.jp/faq/ucwin/ucwinF3Dqa.htm
をご覧下さい。
したがって、剛体要素とした場合と数値断面とした場合とでは、全く同じ結果にはならないと思います。モデルに依存するので、比較してどちらを採用するかを検討されることをお勧めします。
ご質問の「剛体要素を設定して、重心が異なる場合、主節点には剛体要素の質量+慣性モーメントが作用して考えている荷重より多く作用してしまう気がします.」について。
前述のとおり、計算上考慮するのは主節点だけなので、重心位置が主節点にない場合はその偏心分を主節点回りに座標変換しています。このため、より厳密に考えていると言えます。
ご質問の「それとも、慣性モーメントは、反対方向に作用させているのでしょうか?」について。
回転慣性モーメントの質量自体を反対方向に(符号を逆にして)するような処理はしていません。動的解析時には慣性力が負の方向に作用する力とするダランベールの原理が解析時に自然に考慮されています。
 
Q1−6. ファイバー要素のオリジナルで、ファイバー要素の1次、2次のようにせん断変形を考慮して解析することは、可能か。
A1−6. ファイバー要素オリジナルは、Timoshenko梁理論ではないのでせん断変形は考慮できません。
 
Q1−7. ケース載荷とシーケンス載荷の違いを教えて欲しい。
A1−7. UC-win/FRAME(3D)では、大きく分けてケース載荷とシーケンス載荷という2種類の解析が可能です。これらは、モデル設定画面で定義します。ヘルプの
 「操作方法|解析条件|モデル設定(フレーム計算用)」
で指定します。
ケース載荷は、複数の基本荷重ケースや組合せ荷重ケースの単位で解が得られます。それぞれは独立しています。
シーケンス載荷は、100ステップの解析などというステップ解析です。100ステップの載荷方法をシーケンス荷重で定義します。それに、支点条件を加えて、「ラン」という単位で計算します。解もランの単位で得られます。ランの計算では、前のステップの計算結果の影響を受けて次のステップの解が得られます。
ケース載荷では弾性解析のみ行えます。シーケンス載荷では非線形解析が可能です。部材の非線形タイプには、ファイバー要素、M−φ要素があります。
 画像をクリックすると大きな画像が表示されます。  画像をクリックすると大きな画像が表示されます。

Page Top Page Top
 2.機能

Q2−1. 動的解析において、UC-1シリーズ「震度算出」プログラムよりM−φデータをインポートし、動解モデルを作成した。
その際の固有値解析のフレームモデルの材料は?
線形部材として算出するかと思うので降伏剛性?
その場合、固有地解析算出用データと動的解析データと2つ作成する必要があるか?
A2−1. 固有値解析時のフレームの剛性は、初期剛性を用います。
弾性梁要素であれば、与えられている断面の断面定数を用います。
M−φ要素であれば、与えられているM−φ特性の第1勾配を用います。
ファイバー要素であれば、与えられているヒステリシスの第1勾配を用います。
M−φ特性がバイリニア型の場合は、第1勾配は、原点と折れ点を結んだ直線となりますので、その折れ点が(初)降伏点であれば降伏剛性となります。M−φ特性がトリリニア型の場合は、最初の折れ点はひび割れ点となっているでしょうから、第1勾配は原点と折れ点を結んだ直線、つまり、全断面有効のときの剛性(弾性剛性)となります。
固有値解析専用モデル、本体解析モデルを別々に分ける必要があるかどうかは、目的に応じて異なります。弊社ホームページQ&Aの下記項目を案内しますのでご確認ください。
http://www.forum8.co.jp/faq/ucwin/ucwinF3Dqa.htm

Q1−43.固有値解析だけ行いたい。
http://www.forum8.co.jp/faq/ucwin/ucwinF3Dqa.htm#q1-43

Q1−47.免震橋の設計で、固有値解析は免震支承の等価剛性で行い、動的解析時には免震支承を表すばね要素をバイリニア型として計算させたい。
http://www.forum8.co.jp/faq/ucwin/ucwinF3Dqa.htm#q1-47

Q1−48.免震支承の等価剛性をばね要素に与えて固有値解析を行い、本体解析をRayleigh減衰で行う場合の注意点は?
http://www.forum8.co.jp/faq/ucwin/ucwinF3Dqa.htm#q1-48

Q1−50.降伏剛性を与える方法
http://www.forum8.co.jp/faq/ucwin/ucwinF3Dqa.htm#q1-50
 
Q2−2. 半地下の構造物で、地中部分と地上部分に異なった水平震度荷重を載荷する事は出来るか。
A2−2. UC-winFRAME(3D)の水平震度荷重を使用しますと、質量を持つ全ての部材に一様に水平震度荷重が働きます。そのため、ご質問のようなケースでは、部材荷重あるいは、節点荷重としてそれぞれの水平震度荷重ケースを作成していただく必要があります。
 画像をクリックすると大きな画像が表示されます。
 
Q2−3. 固有値算定を等価剛性で、動的解析をバイリニアで、と支承を分けて計算は可能か?
A2−3. UC-win/FRAME(3D)では固有値解析モデルと本体解析モデルは同じ構造データを用いますので、固有値解析時に等価剛性(線形ばね)、本体解析時にバイリニア、と切り替えることができません。
本来、固有値解析(材料線形)と本体解析(材料非線形)とは、全く異なる解析なので、別々に行うことが多いのですが、UC-win/FRAME(3D)では、1つのモデルで、両方を連続してできるようにしています。しかし、今回のように、構造データを異なるものにしたい場合は、別のモデルを用意することになります。
固有値解析専用モデルでは、支承を表すばね要素に割り当てるばね特性を線形タイプにして、等価剛性を入力してください。固有値解析の結果から得られる振動数fまたは、αとβを得てから、それを本体解析モデルに任意入力で与えることになります。本体解析モデルでは、支承をバイリニアに戻します。
 画像をクリックすると大きな画像が表示されます。  画像をクリックすると大きな画像が表示されます。
 
Q2−4. 橋脚基部の回転角(rad)の照査はできないのか?
A2−4. 可能です。回転角の照査を行う場合はM−θモデルを作成する必要があります。M−θモデルとは、たとえば、道路橋示方書V耐震設計編p.336の冒頭数行に解説されているように、塑性化する長さを持った領域をある1点に集約させて非線形回転バネの特性を与えることです。
M-θモデルにつきましてはヘルプの
 「目的別ガイド|M−θモデルを作成するには」
にございますのでご一読ください。
 画像をクリックすると大きな画像が表示されます。  画像をクリックすると大きな画像が表示されます。

Page Top Page Top
 3.入力
Q3−1. 一つの部材で鉄筋量が変化する場合はどのように、入力するのか?
節点を設けて、断面データを新たに作成するしかないのか。
A3−1. 節点を追加して部材を分けて断面を新たに作成した後、それぞれの部材に断面を定義して下さい。
1部材で1断面を定義することが基本とお考えください。
 
Q3−2. モデルマージのAutoCADデータの読込について必ず3次元のデータを作成する必要があるのか。LTで作成した2次元データでも読込可能か。(自動的にx、y、zで不足している座標が0に置き換わったりするのか)
A3−2. AutCaDデータ(*.DXF、*.DWG)は3次元でも2次元でも読み込み可能です。
なお、AutoCADで保存を行った場合は、2007形式で保存されたデータを読み込むことが出来ません。2004形式以前の形式で保存してください。
ヘルプの
「操作方法|設定|ファイルの読込みと保存|CADデータ(*.dwg、*.dxf)の読込み」
もご確認ください。

Page Top Page Top
 4.出力
Q4−1. FRAMEマネージャーで作成したデータをF3Dにインポートする方法を教えて欲しい。
A4−1. FRAMEマネージャで作成したデータをF3Dで読込むには、先ずFRAMEマネージャでF3Dに対応したファイル形式(*.fsd、 *.f2d )に直して保存する必要がございます。ファイル形式の変換が完了したら通常のファイル読込みから、ファイル形式を選択しデータを読込むことが可能です。
*.fsd
UC-1/FRAME(面内、マネージャ)Ver.2.02.00以降で保存可能なファイル形式です。
*.f2d
FRAME(2D)Ver.1.00.08以降で保存可能なファイル形式です。
その他データ読込み時の変換点など詳細につきましてはヘルプ中の下記トピックをご参照下さい。
「UC-1製品の読込み|UC-1/FRAMEデータの読込み(1)〜対応フォーマット〜」
「UC-1製品の読込み|UC-1/FRAMEデータの読込み(2)〜fsdファイル〜」
「UC-1製品の読込み|UC-1/FRAMEデータの読込み(3)〜f2dファイル〜」
「UC-1製品の読込み|UC-1/FRAMEデータの読込み(4)〜登録断面〜」
 
Q4−2. 免震支承をバイリニアでモデル化したときの履歴応答図を出力する方法を教えて欲しい。
A4−2.
支承の履歴図を出力するには以下の方法で操作して下さい。
  1. モデルを計算する。
  2. ばね要素を選択して、時刻歴結果画面を開く。
  3. 「力/変位」ボタンを選択してグラフを表示する。
  4. 画面右端の「レポートへ追加」ボタンを選択する。
  5. レポート設定画面に左側ツリーで「時刻歴結果(ばね)」にチェックをつけ、プレビューボタンを選択する。
    ※ばね特性画面の描画範囲設定を適切に行っていれば、履歴が中心部に小さくまとまることなくグラフエリア一杯にすることは可能です。
画像をクリックすると大きな画像が表示されます。

Page Top Page Top
 5.モデル化
Q5−1. 要素分割する際の塑性ヒンジ長について、断面が長方形の場合で両方が0.1D≦LP≦0.5Dを満足しないときは、短辺、長辺方向でそれぞれモデルを作成する必要があるか。そうすると、同じ構造物で要素長の異なる事になるが問題ないか。
A5−1. 橋軸方向と直角方向のLpが異なる場合は、1つのモデルでは対応できません。橋軸方向と直角方向のモデルを別々に作成することになります。
一方、日本道路協会から出版されている計算例では、1つのモデルを3次元で作成し、橋軸方向と直角方向とで共通とする例があります。
これは、「(社)日本道路協会、道路橋の耐震設計に関する資料〜PCラーメン橋・RCアーチ橋・PC斜張橋等の耐震設計計算例〜、平成10年1月」の3次元モデルについてもみることができます。この計算例では、道路橋示方書V耐震設計編に従って算出される塑性ヒンジ長Lpが橋軸方向と橋軸直角方向とで異なる場合に、別々のモデルとせず、短いほうでモデル化されています(たとえば、コンクリートアーチ橋、PC斜張橋)。
どちらを採用するかは設計者の判断となります。
非線形要素の要素長についてはヘルプの
 「目的別ガイド|M−φ要素を使用するには」
に解説していますので、ぜひご覧ください。
なお、上記ヘルプの解説はM−φ要素に関する内容ですが、ファイバー要素にも適用できます。
 
Q5−2. 橋軸方向または橋軸直角方向に並列している橋梁の衝突による影響考慮した動的解析するにはどのようにするのがよいか?
A5−2. 衝突を表現するには、桁と桁の間にばね要素を設けて、そのばね特性には、原点から遊間量までは力ゼロ、遊間量から大きな剛性を有する「バイリニア非対称 Gap/Hook」
を使うことでモデル化できると思います。
衝突ばね定数の大きさについては1E10をお勧めしますが、下記参考文献に算出方法が記載されていますので、こちらもご参考ください。数値計算上は極端に大きなばね定数は収束しにくい原因となりますので、この観点からは1桁でも小さいばね定数にすることが望ましいと言えます(1E10でも問題ない場合もありますが)。
 (財)海洋架橋・橋梁調査会:既設橋梁の耐震補強工法事例集、平成17年4月、pp.I-100〜
 画像をクリックすると大きな画像が表示されます。

Page Top Page Top
 6.その他
Q6−1. UC-win/FRAME(3D)はOpenGL2.0への対応が必要であると聞いているが、現在使用中のPCはおそらく対応していないと思う。そのため、UC-win/FRAME(3D)でOpenGL設定からハードウェアアクセラレーション機能からチェックを外した。その後、UC-win/FRAME(3D)は動作するようになったが、非常に速度が遅くなった。改善方法はあるか。
A6−1. OpenGL設定ツールにおいて、「OpenGLのハードウェアアクセラレーション機能を使う」のチェックをオフにして使用することは一時的な回避方法です。この場合、本来はグラフィックカードが処理すべき全ての処理をコンピュータ本体で行おうとするので、メモリ消費量などが劇的に増大したり、CPUに高負荷がかかったりします。
根本的な解決方法は、UC-win/FRAME(3D)の要求仕様であるOpenGL2.0以上に対応したグラフィックカードを装着することです。

 >> サポートページ UC-win/FRAME(3D) Q&A集

Page Top Page Top


  UC-win/FRAME(3D)商品セミナー Q&A集
ライン
1.製品仕様関連

Q1−1. 活荷重に対応可能か?詳細設計にも適用可能か?
A1−1. 初版ではできませんが、初版以降サポートします。また、配筋・断面形状等も詳細に確認できますのでぜひ使用していただきたいと考えています。
 
Q1−2. 初期断面力はどのように考慮するか?施工段階を考えると順次初期断面力が変化していくが、それを簡単に考慮できるか?
A1−2. 死荷重やプレストレス荷重を考慮することは可能です。しかし、施工順序を考慮した断面力の変化は初版ではサポートしていません。機能拡張として、そのような解析機能の取り込みを予定しています。
 
Q1−3. ファイバーモデルは有限要素法の分割が荒いものと考えてよいか?
A1−3. ファーバーモデルは有限要素法と骨組み解析の中間的なものとイメージされることが多いかと思いますが、ほぼ骨組み解析そのものです。断面を分割することにより、M−φ関係などの断面特性を解析ステップ毎に、常に厳密に自動算定および更新を行っているのが特徴です。骨組み解析の精度を向上させた手法と位置づけられます。
 
Q1−4. 3波平均などの照査機能はあるか?
A1−4. 初版では照査機能をまったく搭載していません。初版リリース後、解析機能の強化とともに照査機能の充実をはかっていく予定です。
 
Q1−5. 固有値解析は可能か?
A1−5. 可能です。
 
Q1−6. 通常よくレーリー減衰などを用いるが減衰モデルはどのように扱っているか?
A1−6. Takedaモデルなどは履歴が折れ線のため、スライドでご説明したとおり履歴減衰が実験等よりも不足します。これを補うためにTakedaモデルを使用した解析は、減衰モデルを併用し粘性減衰を付加せざるを得ないのが実情です。従って、減衰モデルの選択やそのパラメータ設定に応じて解析結果が大きく異なることがあります。しかし、ファイバーモデルは非線形部材の履歴を忠実に再現するため、非線形部材には減衰(厳密には粘性減衰)を付加する必要はありません。従って、UC-win/FRAME(3D)では等価線形部材や線形動的解析のために、剛性比例型の減衰モデルを用意しています。これは、部材別に減衰を考慮することが可能です。
 
Q1−7. 節点数の制限
A1−7. ソフト側での制限は原則としてありません。ただし、モデル表示などを含めて実際に使用できる目安は、1000点までと考えています。土木構造物では十分な節点数だと思われます。
 
Q1−8. RC部材の最大荷重以降の荷重低下が実験で生じるが、これを解析できるか?
A1−8. 可能です。
 ・かぶりコンクリートとコアコンクリートを分けて断面を作成し、それぞれに応じたコンクリート特性を割り当てる。
 ・主鉄筋の座屈を適切に定義することで、解析が可能です。主鉄筋の破断を適切に定義すれば、さらに大きな変形まで解析、実験結果の再現が可能です。
 
Q1−9. 大変位理論について簡単に説明を。
A1−9. 変形が大きいと微小変位法では正しい解が得られなません。
 ・変形前の状態で釣り合いを取る微小変位法
 ・変形後の状態で釣り合いを取る大変位法(微小変位法の反意語として説明)とお考えください。
  また、大変位理論は大変位法にさらに収束精度の向上を取り入れ、厳密に幾何学的非線形性を考慮した解析を行うための理論です。
 
Q1−10. ファイバーモデルの断面の分割はどの程度が目安か。どの程度であれば実験結果と合わせられるか?
A1−10. 同様にファイバーモデルを用いた解析ツールUC-win/COM3(Fiber)で検証した結果ですが、断面寸法によらず20分割弱と考えています。ただし、非線形性が強く現れる柱の基部での分割の目安です。なお、主鉄筋が座屈するようなレベルの解析においてはもう少し細かいほうがよい場合もあります。
 
Q1−11. RC断面としての履歴モデルを与えることはできないか?
A1−11. ファイバーモデルに基づくため、材料の非線形履歴特性を与えその結果として、断面の履歴特性が評価されることになります。したがって、断面特性、いわゆるTakedaモデルなどを直接与えることはできませんし、断面の履歴特性は事前に確認することもできないことになります。

Page Top Page Top
2.入出力関連

Q2−1. 出力に英語がまじっているか?UC-win製品を使って出力し納品したが、英語があると役所に説明が困難。私は英語部分の補足・解説を加えて役所に説明を行っているが一苦労。
A2−1. 初版の出力はすべて英語となり大変ご迷惑をおかけします。第2版から完全に日本語に対応いたしますのでご検討いただきますよう願いいたします。
 
Q2−2. たとえば照査を行って十分に余裕があった場合に断面を小さくすると、部品(アウトライン)から組み合わされた断面の形や配筋はそれに正しく連動できるのか。
A2−2. 鉄筋の配筋はピッチと本数、長さと本数、長さとピッチで指定しているため、現在の仕様では断面寸法に連動し配筋は変更されません。
また、各部品(アウトライン)はその結合させる点(リファレンスポイント)を適切に定めていれば、1つの部品の寸法が変わっても断全体の形を崩れないような作成も可能です。ただし、そのように部品寸法が変更する場合も、一から断面を作成せずとも必要な箇所だけ再編集していただくことができますので、寸法の変更はそれほど手間はかからないと思います。
 
Q2−3. 結果の数値をEXCELへペーストできますが、図は他のソフトで使用できますか?
A2−3. html出力を行っていただければ、画像や時刻歴グラフなどはBMPファイルで保存しますので、これを使用していただくことができます。

Page Top Page Top
3.サポート関連ほか

Q3−1. 他社製品との比較検証を行っているか?差は出るか?
A3−1. 開発ではTakedaモデルらとの比較を行っています。製品をリリースするときにはこれらの資料を公開するようにいたします。
また、単柱を有するような橋梁では解析結果にそれほど差は出てきません。しかし、スライドで説明したTakedaモデルら従来ツールの適用が好ましくない構造においては当然異なる結果が出ます。このような検討はご紹介した文献にも紹介されています。
 
Q3−2. M−φ関係を定義するツールが主流でそれに慣れているが、今後ファイバーモデルを用いたツールの方向性についての考えを聞かせてください。
A3−2. もともと現在のTakedaモデルを主流とした動的解析技術が整理されたのはハードウェア的な制約のため、実用的に使用できる手法として確立された背景があります。従って、現在の進んだハードウェア環境ではTakedaモデルのような近似的な手法でなくともより高精度な解析手法が実現可能です。Takedaモデルなどを使用するツールがなくなることはないと思われますが、やはり適用範囲や適用条件があるため、より汎用性の高い解析手法が求められています。さらに、「性能規定」へ移行し合理性を追求するにはより高精度な解析手法の確立が当然求められると考えております。ファイバーモデルによる解析ツールはそのような「汎用性の高さ」「高精度」を両立する手法であり、性能規定への完全移行に向け非常に適したツールと考えております。
 
Q3−3. 必要動作環境
A3−3. OS:WindowsNT系(NT4.0、XP)※
メモリ:512MB以上(ただし、解析モデルや解析ステップにより異なります)※
HDD:現在一般的なもの(数GB)で可能
CPU:PentiumIII800MHz以上
その他:OpenGLに対応したグラフィックカード※
※要注意環境
Windows95、98系はドライバが古い場合がありお勧めできません。
 
Q3−4. 間違った計算結果かどうか判断はどうしたらよいか。
A3−4. 製品をご購入されましたユーザの方にはサポートのほうで、モデル化が正しいか、設定が正しいかなどのご相談もお受けしておりますので、ぜひご活用ください。また将来的には、ツール検証(ベンチマーク)用の実験結果などが公表されてくるものと考えられますので、そういった物を使ってモデル化などの経験をつんでいただくのが最良の方法と思われます。また、takedaモデルなどM−φ関係を使用するツールではパラメータの設定が結果に大きな影響を与えることが示方書などでも指摘されていますが、ファイバーモデルを用いた解析ツールでは、非線形特性は豊富で信頼性の高い材料試験結果を用いればよく、解析者によらず安定した解を得ることができると考えています。

Page Top Page Top

FORUM8