introduction
|
|
- 任意形立体骨組み構造を対象とした、3次元解析プログラム。
静的・動的荷重による線形および非線形解析が行え、幾何学的非線形性も扱うことができます。
断面力の算出から、道路橋示方書による応力度・耐力照査ならびに土木学会コンクリート標準示方書による限界状態設計計算までを一括で実施でき、高度な構造解析と部材設計機能を両立しています。
3次元モデルは3DSファイルにエクスポートでき、UC-win/Roadなどで利用できます。
■製品の経緯
- 近年、「性能設計」への移行が進み、設計の合理化への動きはますます強くなっています。道路橋示方書V耐震設計編平成14年3月では、適用範囲の広い動的照査法を推奨しています。フォーラムエイトでは、2002年11月より本製品を提供し、任意形立体骨組み解析機能をベースに、ファイバー要素を用いた3次元非線形解析機能、影響線解析に基づく活荷重載荷機能、道路橋示方書ならびに土木学会コンクリート標準示方書による設計・照査機能の充実を図ってまいりました。道示Vに基づく、鋼製橋脚、RC橋脚、ラーメン橋脚、コンクリート上部構造などを有する橋梁の動的照査のみならず、鋼・コンクリートからなるあらゆる骨組み構造の解析と部材設計が可能になっています。
|
|
UC-win/FRAME(3D) Ver.6（平成24年道示対応版） Ver.6.01.02
UC-win/FRAME(3D)（カスタマイズ版） Ver.1.00.02 ＜2012年 10月 12日リリース＞
|
|
- 大規模モデルの対応を拡張
モデル例
- 節点数4500、弾性梁要素2900、ファイバー要素2300、3万ステップ
- 節点数840、弾性梁要素920、Ｍ−φ要素190、ラン30個の合計が18万ステップ
- カラー設定の項目に「部材変形」を追加
|
|
Page Top  |
|
|
■プログラム概要
-
| 解析 |
材料特性荷重 |
線形／非線形 |
| 静的･･･節点・部材荷重、組合せ・抽出(線形) |
| 動的･･･加速度波形(基盤加振) |
| 活荷重･･･影響線解析(1本梁モデル) |
| 幾何学的特性 |
微小変位／大変位 |
| 計算手法 |
動的解析･･･時刻歴直接積分法(Newmarkβ(1/4)) |
| 固有値解析･･･サブスペース法 |
| 要素 |
梁要素･･･線形、非線形(ファイバー要素、Ｍ−φ要素) |
| ばね要素･･･線形、非線形(バイリニア型、トリリニア型) |
| 剛体要素･･･集中質量、剛域 |
| 分布ばね･･･線形(弾性床上の梁理論を適用) |
| 質量 |
分布質量(回転慣性項を含む)、集中質量(並進・回転) |
| 粘性減衰 |
レーリー型(初期剛性、瞬間剛性) |
| 要素別剛性比例型(初期剛性、瞬間剛性) |
| 断面計算・照査 |
応力度・耐力照査(道示III・IV・V)、限界状態設計計算 |
■UC-win/FRAME(3D) 実装機能比較
- ○：標準実装、−：利用不可
| 機能 |
UC-1
FRAME
(面内) |
UC-win/FRAME(3D) |
Lite
価格 ¥300,000) |
Standard
価格 ¥480,000 |
Advanced
価格 ¥680,000) |
| 平面骨組みモデル |
○ |
○ |
○ |
○ |
| 面内静的荷重(節点・部材荷重、プレストレス荷重) |
○ |
○ |
○ |
○ |
| 材料線形解析(組合せ・抽出)[微小変位] |
○ |
○ |
○ |
○ |
| 立体骨組みモデル |
− |
○ |
○ |
○ |
| 面外静的荷重 |
− |
○ |
○ |
○ |
| 活荷重(1本梁の影響線解析) |
− |
○ |
○ |
○ |
| 材料非線形解析、幾何学的非線形 |
− |
− |
○ |
○ |
| 動的荷重・固有値解析・ファイバー要素 |
− |
− |
○ |
○ |
| M−φ要素・連続実行・3波平均・残留変位照査 |
− |
− |
OP１ |
○ |
ファイバー要素用ヒステリシスの追加
(バウシンガー効果鉄筋、PC鋼材、繊維シート等) |
− |
− |
OP２ |
○ |
| 応力度・耐力等の照査 |
− |
OP３ |
OP３ |
○ |
| アニメーション録画 |
− |
− |
OP４ |
○ |
| ※１： |
Ｍ−φ＆MultiRun オプション |
¥80,000 |
(税別) |
| ※２： |
COM3 & Advanced Hysteresisオプション Ver.2 |
¥100,000 |
(税別) |
| ※３： |
UC-win/Section オプション |
¥100,000 |
(税別) |
| ※４： |
AVIオプション |
¥20,000 |
(税別) |
|
■製品機能一覧
他社アプリケーションとの比較表をご用意しています。営業窓口へお問い合わせ下さい。
- 一般解析機能
-
| 節点数上限 |
制限無し OS，ハードに依存 |
| 対象モデル |
平面、立体モデル |
| 活荷重解析 |
１本棒モデル |
| 静的解析機能 |
組合せ・抽出 |
| 幾何学的非線形 |
大変形対応 |
| 軸力変動要素 |
ファイバー要素 |
| 2軸曲げ要素 |
ファイバー要素 |
- 動的解析機能
-
| 時刻歴解析手法 |
直接積分法、Newmark-β |
| 質量マトリクス |
分布質量、集中質量 |
| 減衰モデル（剛性） |
要素別剛性比例、Rayleigh (初期・瞬間) |
| 任意方向加震 |
NS、WE、UD |
- 道路橋示方書関連機能
-
| 対応基準 |
道示III照査、道示IV照査
道示V動的照査（3波平均、残留変位、許容曲率、せん断耐力)
※道示V保耐 は未対応 |
| 連続実行 (平均数) |
(制限無)異なるファイルの連続実行 |
| 支承設計 |
× |
| 他製品連動・連携 |
UC-1橋脚の設計、震度算出、UC-BRIDGE |
- 橋梁の動的非線形解析モデルに関する機能
-
対応橋梁
形式 |
直線橋 |
連続桁橋(RC単柱橋脚) |
震度算出
連携可 |
| 連続桁橋(鋼製単柱橋脚) |
|
| PCラーメン橋 |
UC-BRIDGE
連携可 |
| RCアーチ橋、鋼アーチ橋、鋼トラス橋 |
|
| 曲線橋、任意形 |
|
| 橋脚 |
橋脚形式 |
単柱 |
橋脚の設計
連携可 |
| コンクリート充填メタルピア、ラーメン、任意 |
|
| 断面作成機能 |
RC、RC補強 |
橋脚の設計
連携可 |
| SRC、コンクリート充填、鋼、PC、矩形、円形、小判、中空、任意 |
|
| Ｍ−φ・θ |
直接指定、負勾配、線形(降伏剛性)、
バイリニア Takeda、トリリニア Takeda
トリリニア ノーマル、バイリニア ノーマル（非対称不可）
テトラリニア Takeda、テトラリニア JR |
|
| ファイバー |
鋼材：Com3、バイリニア、修正M-P
コンクリート：Com3、堺-川島、JSCE、名高速
FRP、PC鋼材 |
|
| 上部構造 |
断面作成機能（PC部材可能） |
UC-BRIDGE
連携可 |
| 非線形 |
|
非対称履歴モデル
（ファイバー要素、Takeda、非線形弾性、原点指向、最大点指向 他 ） |
|
| 支承 |
方向性:任意 |
|
| 形状入力 |
震度算出
連携可 |
| ばね特性直接、履歴モデル（線形、バイリニア、Gap、その他（名古屋高速道路公社型）） |
|
| 基礎 |
任意方向、非対称、ばね特性直接、地盤ばねの非線形性、杭基礎の骨組みモデル |
|
■連携機能
-
| 「橋脚の設計」との連携 （橋脚の設計 Ver.5から対応） |
- 新設、既設、補強、インターロッキング式などのRC橋脚について、レベル2地震時の動的照査用のモデルを自動生成
- 3波平均、橋脚塑性ヒンジ部の許容曲率・せん断耐力照査、残留変位照査に関する指定も設定済み
- モデルを読み込み、計算実行ボタンを押すだけで、解析終了後、即座に動的照査の結果が確認可能
- 塑性ヒンジ部について、非線形部材の種類を、ファイバーモデル、M-φモデル、M-θモデルから選択可能
- 橋軸方向、橋軸直角方向について、各方向ごとの検討用モデルをエクスポートすることが可能
| 橋脚の設計 |
UC-win/FRAME(3D) |
 |
 |
 |
| ▲橋脚の設計 RC巻立て補強 |
▲RC補強橋脚のF3Dモデル
自動生成 |
▲インターロッキング形状断面の例 |
|
| 「震度算出（支承設計）」との連携 （震度算出（支承設計）Ver.4から対応） |
- 震度算出（支承設計）で入力した橋梁について動的照査用のモデルデータを自動生成。
※橋脚の設計（Ver.4〜）と連動が必要
- ３波平均、橋脚塑性ヒンジ部の許容曲率・せん断耐力照査、残留変位照査に関するデータも設定済み
（※3波平均の照査には『Advanced』が必要）
- モデルの読み込み、計算実行ボタンを押すだけで、解析終了後、即座に動的照査の結果が確認可能
- 解塑性ヒンジ部について、非線形部材の種類を、ファイバー要素、Ｍ−φ要素から選択可能
- 等価剛性決定後、支承のばね特性（１次・２次剛性、降伏変位）を自動算出
※現在は、免震支承(LRB)、機能分離型支承(摩擦考慮)
 「UC-win/FRAME(3D)データのエクスポート機能操作手順」(PDF、1,047KB）
| 震度算出（支承設計） |
UC-win/FRAME(3D) |
 |
 |
 |
| ▲震度算出（支承設計） |
▲UC-1震度算出(支承設計)
震度算出から自動生成された
モデル |
▲動的照査結果の表示 |
|
| 「UC-BRIDGE」との連携 （UC-BRIDGE Ver.7から対応） |
- 上部工、下部工についてPC鋼材、鉄筋配置情報を含む全体構造系の動的解析用モデルを生成
- 架設途中の構造系に対する動的解析用モデルも生成可能
- 全部材の減衰定数、線形部材/非線形部材の別とその種類、パラメータを表形式で設定可能
- 変断面桁の上部工軸線の取り方についていくつかのオプションを用意
- 追加死荷重、橋面荷重を質量に換算し付加するなどの荷重に対するオプションあり
| UC-BRIDGE |
UC-win/FRAME(3D) |
 |
 |
 |
| ▲UC-BRIDGE |
▲自動生成されたモデル |
▲変断面桁の表示 |
|
■非線形要素
- ファイバー要素
- コンクリート−道路橋示方書耐震設計編に準拠したモデル、COM3コンクリート（弾塑性破壊モデル）、鋼材−バイリニアモデル、COM3鉄筋モデル（バウシンガー効果を考慮）、PC鋼材モデル、ＦＲＰモデル ※鋼材は座屈の考慮が可能
M-φ要素：トリリニアTakedaモデル(対称、非対称)、鋼断面（トリリニア型、バイリニア型）
- Ｍ−φ要素
- トリリニアTakedaモデル(対称) ※その他のモデルは今後追加予定
- ばね要素
- 自由、固定、線形
非線形（トリリニア、バイリニア）
バイリニア−ノーマル(対称)、正方向、負方向
トリリニア−ノーマル(対称)、弾性型(対称)、原点・最大点指向(対称)、名古屋高速道路公
社対応ゴム支承モデル ※線形、非線形モデルは破断の考慮が可能
※線形、非線形モデルは破断の考慮が可能
■入力
- ラーメン橋脚・桁橋・アーチ橋などの各種モデル作成を簡単に行えるモデルジェネレーター機能
- 矩形・円形・小判形ＲＣ断面や鋼製橋脚断面を簡単に作成する断面作成ウィザード
- 任意形状断面を作成できるアウトライン編集機能
- 複雑な配筋や断面内に異強度材料の定義を可能にする断面編集機能
- 断面形状に応じた死荷重自動生成機能
- ソリッドモデルによるモデル表示機能
▼鋼製橋脚
 |
|
▼杭基礎 (原則、静的解析へ適用)
 |
▼地震時水平力分散構造の橋・免震橋
 |
|
▼ラーメン橋
 |
▼照査結果(許容応力度)
 |
|
▼応答ひずみによる損傷判定
 |
▼断面力図(曲げモーメント、軸力)
 |
|
|
|
|
| Page Top |
プログラムの特長
|
|
■解析
- 材料線形
結果の組合せ最大・最小断面力による抽出、が行えます(静的・微小変位時)。
静的荷重、動的荷重、活荷重を与えることができます。
- 材料非線形
ファイバー要素により骨組み構造の材料非線形解析が3次元においても正しく行えます。
幾何学的非線形と材料非線形を同時に考慮でき、偏心橋脚や曲線橋の橋脚など2軸曲げを受ける部材の非線形解析が正しく行えます。
曲げのみの非線形性を表すＭ−φ要素による解析も可能です。
静的荷重、動的荷重を与えることができます。
- 幾何学的非線形
後藤茂男先生(佐賀大名誉教授)の定式化にもとづき、幾何学的非線形性を厳密に考慮します。
ケーブルの圧縮・引張特性の違いや、偏心橋脚におけるP-Δ効果が表現されます。幾何剛性は逐次更新します。
- 固有値解析
線形弾性の剛性マトリクス[K0]を用いるか、幾何剛性を考慮した[K]=[K0]+[KG]を用いるか選択できます。
■荷重
- 静的荷重
節点荷重、部材荷重(分布・温度・集中)、プレストレス荷重(PC鋼材を配置し直接有効応力を与える)が扱え、死荷重の自動生成も行えます。
柱の正負交番実験で利用される載荷パターンにより、増分荷重を用いた非線形解析(シーケンス)により、様々な構造実験のシミュレーションや、荷重変位関係の評価も可能です。
- 動的荷重
防災科学技術研究所(K-NET・KiK-NET)、気象協会(JMA)が提供する加速度波形はそのまま、その他テキストファイルで波形を読み込むことができます。
3方向(水平2＋鉛直)同時加振や、入力角度の変更、複数の地震波の連続実行も可能です。
- 活荷重
1本梁モデルの影響線解析に基づき、活荷重載荷による断面力集計を行います。
T・L荷重および連行荷重に対応し、それぞれの断面力比較や最大・最小断面力による抽出も行えます。
複数の載荷領域(上下線別々に載荷するなど)も考慮できます。
■非線形モデル
- ファイバー要素
コンクリート、鉄筋、鋼板、炭素・アラミド繊維、PC鋼材、それぞれのヒステリシス(材料非線形履歴モデル)を適用できます。
破断の考慮、鉄筋・鋼板については塑性後の座屈考慮も可能です。
軸力変動、2軸曲げを正しく考慮できる要素です。
- Ｍ−φ要素
- トリリニア型 (Takeda、ノーマル、原点指向、弾性)
- バイリニア型 (Takeda、ノーマル)
- テトラリニア型 (Takeda、鉄道耐震RC部材)
上記に加え、正負非対称、負勾配も扱えます(一部未対応)。
軸力一定下の2次元解析に適用します。
- ばね要素
- トリリニア型 (Takeda、ノーマル、原点指向、弾性)
- バイリニア型 (Takeda、ノーマル、片側、Gap/Hook、Clough/スリップ)
- テトラリニア型 (Takeda、鉄道耐震RC部材)
- 名古屋高速道路公社のゴム支承モデル
上記に加え、正負非対称、負勾配も扱えます(一部未対応)。
塑性ヒンジの表現だけでなく、桁間や移動制限による衝突や、落橋防止装置のモデル化にも対応します。
■入力・結果表示・出力
- 入力
節点座標・要素直接入力（表入力）やモデルジェネレータにより、骨組みモデルを容易に作成できます。
別のファイルになっているモデルを結合したり、コピー＆ペーストによる繰返し配置がおこなえます(マージ機能)。
断面は、ウィザードによる簡易作成機能、アウトライン(形状)による詳細作成機能により、どのような形状の断面や配筋でも作成できます。
- 結果表示
出力：断面力図、変形図、支点反力図、固有モード図、時刻歴波形、Ｍ−φ履歴図が確認できます。
ファイバー要素は、応答ひずみの大きさによる損傷判定が行えます。
F8出力編集ツールを実装し、目次付きレポートの作成、MS-WORD形式出力が可能です。
■断面計算・照査
道示III・IV・Vによる応力度・耐力照査、限界状態設計計算(コンクリート標準示方書、鉄道標準コンクリート構造)による照査に対応します。2軸曲げ時の応力算定・曲げ耐力計算も行えます。
- 線形解析
全ての基本荷重ケースおよび組合せ荷重ケースに対し、設定した全着目点の照査結果が一覧で確認できます。
荷重ケース毎に、応力度・耐力いずれかの照査方法を使い分けることができ、例えば、常時の照査と地震時の照査を1つのモデルで実行することができます。
断面力による抽出に加え、許容応力度や耐力に対して厳しい状態を抽出できます。
- 非線形解析
梁部材は応力度・耐力および許容曲率、ばね要素は許容変位(並進および回転)、残留変位(道示Vによる)の照査が行えます。
3波平均した応答値による照査にも対応し、道示Vによる動的照査が行えます。
部材毎に異なる性能を想定でき、例えば、塑性化させる部材とさせない部材に対し異なる許容曲率の設定などが可能です。
| ▼適用可能な構造物の例 |
 |
▼道路橋示方書に準拠した応力ひずみ曲線
（コンクリート）
 |
|
▼バウシンガー効果・座屈の考慮可能な
応力ひずみ曲線(COM3鉄筋)
 |
▼M−θ特性（Takedaモデル）の自動計算
 |
|
▼表計算ソフトとの連動
 |
▼応答ひずみによる損傷判定
 |
|
▼最大・最小断面力荷重ケースの抽出
 |
|
|
| Page Top |
|
| UC-win/FRAME(3D) 関連書籍 |
| 「数値シミュレーションで考える構造解析」 ― ソフトで学ぶ非線形解析と応答解析 ― |
| ■ 著者 ： 吉川 弘道／青戸 拡起／甲斐 義隆 |
| ■ 発売日 ： 2009年 11月 18日 |
|
■ 出版社 ： |
 |
| ■ 220ページ／オールカラー |
|
■ 本体価格 ： 2800円(税別) |
構造解析の基礎から実構造物に対するパラメトリックシミュレーションまで幅広い検討事例を分かりやすく解説！ファイバー要素を用いた先進の解析事例を豊富に収録！
| ●目次 |
・第1章 構造解析への誘い
・第2章 断面の非線形解析
・第3章 部材の非線形解析
・第4章 構造物の地震応答解析
・第5章 骨組解析の基礎知識 |
|
 |
|
|
|
|
| 解析適用事例 |
月間誌「橋梁と都市プロジェクト」（橋梁編纂委員会刊）でシリーズ連載中の特集のご紹介です。
UC-win/FRAME(3D)の適用事例やその効果について月間誌「橋梁と都市プロジェクト」（橋梁編纂委員会刊）に連載された「〜土木構造物における３次元解析、動的解析、非線形解析など解析技術適用の事例とその効果〜」を最新適用事例として紹介いたします。
|
|
|
| Page Top |
平成23年5月11日、弊社構造解析ソフトウェア製品Engineer's Studio(R)が「第23回
中小企業優秀新技術・新製品賞 ソフトウエア部門優良賞」を受賞しました。これは、弊社が創業25年来、東京大学前川宏一教授と進めてまいりました世界トップクラスの高精度な構造解析コンクリート解析ソフトです。このため、ご一緒に参席いただいた前川宏一先生にも「産学官連携特別賞」が贈られました。今後の性能設計を支援するソフトとしてさらに改良を進めて参ります。
| 表彰名 |
： |
ソフトウエア部門 優良賞 産学官連携特別賞 |
| 応募者名 |
： |
株式会社フォーラムエイト
東京大学大学院 工学系研究科社会基盤学専攻 教授 前川 宏一 氏 |
| プロダクト名 |
： |
構造解析プログラム 「Engineer's Studio(R)」 |
日刊工業産業研究所 第23回 中小企業優秀新技術・新製品賞 受賞者一覧
http://www.nikkan.co.jp/sanken/shingizyutu/23shingizyutu.html |
|
平成21年3月5日、実大三次元震動破壊実験施設（E-ディフェンス）を用いた橋梁耐震実験研究「橋梁は、地震にどこまで耐えられるか？」、平成19・20年度橋梁耐震実験研究研究成果発表会(主催(独)防災科学技術研究所、世界貿易センタービル3階)において実施された「C1-2実験事前解析コンテスト結果発表・表彰」にて、当社UC-win/FRAME(3D)解析支援チームメンバー、甲斐義隆、松山洋人と、東京都市大学（旧：武蔵工業大学）吉川研究室による合同チームが優勝者として表彰されました。
>> プレスリリース （2009年 3月 6日）
UC-win/FRAME(3D)解析支援チームメンバーが優勝！
事前解析コンテスト・ファイバーモデル部門 |
 |
▲UC-win/FRAME(3D)解析支援チーム、
開発責任者、共同受賞者、青戸拡起氏
（右から２番目、東京都市大学 吉川弘道研究室） |
|
|
|
製品利用環境
|
| |
■製品動作環境（必要システム）
- ［オペレーティングシステム］ Microsoft Windows NT 4.0 SP4以降、XP
［コンピュータ本体］ PC/AT100％互換機
［システム要件］
| |
必 須 |
推 奨 |
| CPU |
Intel Pentium/Celeron （クロック800MHz以上） |
Intel Pentium/Celeron （クロック2GHz以上） |
| メモリ |
512MB以上 |
1024MB以上 |
| ハードディスク |
700MB以上 |
700MB以上 |
| ビデオカード |
64MB以上、OpenGL対応 |
128MB以上、OpenGL対応 |
| ディスプレイ |
1024×768ピクセル以上、32ビットカラー |
1280×1024ピクセル以上、32ビットカラー |
| その他 |
CD-ROMドライブ |
DVD-ROMドライブ |
■ベンチマークテスト結果
- UC-win/Road、UC-win/FRAME(3D)のPCベンチマークテスト結果を掲載しました。
ノートPCやデスクトップPCにおける各種CPU、メモリ、グラフィックボード上での弊社ソフトのパフォーマンスを確認できます。
|
| Page Top |
|
Ver.6
Ver.6
Ver.6
での購入も可能です。
