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M-φ元素的軸力變動
有無的比較(靜態分析)

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在Ver.10版本新增的【軸力變動選項】中可以使用考慮了軸力變動的M-φ元素。本文中,將比較考慮軸力變動情況和不考慮軸力變動情況的差異。

在圖1所示的單柱模型(高度7.5 m,橫截面尺寸2mx2m)中可以看到,水準載荷和垂直載荷同時逐漸增加。


圖1 模型概要

進行比較的模型為以下四種。

  1. 模型【Nmin】:最小軸力(0.0kN)固定的M-φ特性(圖2)
  2. 模型【Nmax】:最大軸力(30000kN)固定的M-φ特性(圖3)
  3. 模型【Fibre】:纖維元素模型(圖4)
  4. 模型【N vary】:軸力範圍為0kN~~30000kN,考慮了5個M-φ特性(圖5)

圖2 模型【Nmin】的M-φ特性
圖3 模型【Nmax】的M-φ特性
圖4 模型【Fibre】的纖維元素截面
圖5 模型【N vary】的M-φ特性

載荷-位移關係的結果將顯示在圖6中


圖6 載荷-位移關係(橫軸為曲率,縱軸為彎矩)

根據上述結果可以考慮下面的事項。

  1. 【Fibre】(黑線)與【N vary】(紅線)在Nmin(紫線)與Nmax(綠線)之間做出回應。兩者都考慮了軸力從最小向最大軸力增加的問題。
  2. 4種模型在原點附近重合。由此判斷在軸力變動影響較小的區域,四種模型沒有區別。
  3. 【Fibre】(黑線)與【N vary】(紅線)的回應基本相同。由此可以判斷纖維元素和M-φ元素都是可以考慮軸力變動的元素,結果幾乎相同。

(Up&Coming '21 秋季刊)

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