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UC-win Series Dynamic Analysis

  UC-win/WCOMD 


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程序概要
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东京大学混凝土研究室开发的钢筋混凝土结构物的二维非线形动力分析/静力分析的分析程序WCOMD, FORUM8对其进行了产品化。
WCOMD在海外也获得了非常高度的评价,基于混凝土相关的许多实验和理论验证结果,运用高精度的构成规则,可高精度地进行生成裂缝的各类钢筋混凝土结构 物的二维非线形动力分析/静力分析。
分析结果中,可讨论结构物的安全性评价和损坏程度,进行更加合理适合的钢筋混凝土结构物的设计。
Ver.2中追加了钢筋的座屈模型和土的非排水状态选项,可进行更加详细的分析。

分析模型作成是通过UC-win/MESH,可生成拓扑模型。
一般性设计中使用时,准备有便利的Basic模式和用于研究时可反映研究成果等的Advanced模式。
Basic模式中,根据材料強度和钢筋比,基于至今的研究成果内部可设定适当的推荐值。
Advanced模式中,可进一步对详细的数据项目和值进行设定。


◆◆◆  相 关 信 息 ◆◆◆

新产品介绍
  ·UC-win/WCOMD Ver.2 (Up&Coming '06 秋季号 刊载)

收费讲习会参加申请受理中!
  ·「UC-win/FRAME(3D)·动力分析讲习会」

◆产品导入时的支援服务
  UC-win/FRAME(3D) 分析支援服务

◆土木信息システムシンポジウム投稿論文
  -Level2 地震为对象的桥梁结构物的抗震性能评价系统(PDF文件)
      土木学会主办(第27届 2002.10.29-30)

RC 下部工的设计计算(UC-win/RC)和UC-win/WCOMD的连动相关资料
  (2002.2.26、连动功能实现的RC桥墩的抗震性能校核例)(PDF文件)

◆土木信息系统研讨会投稿论文
 -Level2 地震为对象的地下RC结构物的抗震性能评价系统(PDF文件)
     土木学会主办(第26届 2001.10.30-31)

◆教您一招-WCOMD在国际分析比赛中获得了优异的成绩
  (Up&Coming '98 秋季号('98.10.08.)刊载)



  Ver.2.00.00 修订内容 (2006年 10月 20日发布)
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<相关页面>新产品介绍 UC-win/WCOMD Ver.2 (Up&Coming '06 秋季号刊载)

 1.钢筋构成规则中追加座屈模型



▲钢筋材料的输入画面
▲考虑座屈的荷载位移曲线

 2.土材料中追加非排水状态选项。可考虑液状化的地盘应答分析


▲地盘材料的输入画面

 3.计算速度及收敛安定性的向上
 4.地盘应答分析收敛安定性的向上
 5.扩大可分析的节点数,最大500万节点的模型可对应
 6.相对土材料残留刚性比的指定(剪切强度以后的坡度指定)
 7.节点数、要素数较多的模型,改善报告输出图和数值表示
 8.改善大规模模型的内存消耗
 9.追加了计算结果文件可按文本格式保存的功能
10.缓和钢筋及土材料等相关的输入限制


<Ver.2.00.02 (08/08/04 发布) 修订内容>
 1.计算部的更新和输入输出部的改善
 2.WindowsXP 64Edition的安装对应


程序的功能和特长
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■功能扩展

1. 使用粘性边界的模型、考虑摩擦的支承模型化等,对应缓和万向接头的输入限制。

2. 为了岩盘通过土要素可模型化,缓和土材料的输入限制。

■分析对象

从以下各要素可对构成的结构物进行分析。可以毫不夸张地说,可进行包含地盘模型的 各种RC结构物的分析。
  • RC Plate(RC要素):
    使用混凝土、使用钢筋、钢筋比等进行定义。此要素作为分散裂缝模型进行处理。无筋混凝土作为钢筋比为0的RC要素进行处理。

  • RC Joint(RC接合要素):
    断面在激変时(抗震壁和框架、墩柱和基础等)对设置要素通过钢筋比、钢筋径、钢筋定着长等进行定义。

  • Soil(地盘要素):
    通过定义地盘的要素,剪切弹性波速度、剪切刚性、剪切強度等进行定义。
    关于地盘的构成规则-大崎模型
    关于地中结构物的适用

  • Universal Joint(境界要素):
    异质的要素的边界(地盘和基础等)设定的要素,可通过剪切刚性、接触刚性等进行定义。此外,弹性橡胶支承、地盘底面的粘性边界可进行表现。

  • Elastic Plate(弾性要素):
    显示线形行为的要素。适用于裂缝没有发生的RC部分等,可减少没有必要的计算。
    并且,RC断面中配筋的不均匀(周围钢筋多,中央少),为了桩和地盘、地盘的左右端的边界条件等合理的模型化,也支持Overlapping要素。

■分析内容(对象荷载)

WCOMD中可进行以下分析。

1. 非线形动力分析
进行非线形时刻履历应答分析。作为地震加速度可对水平方向的加速度保持不变,同时作用垂直方向的加速度。

2. 静力分析
进行自重、增量強制位移和增量荷载时的分析。增量強制位移、增量荷载的载荷模式为

 (1)Simple: 到定义的步骤单调增加
 (2)Cyclic: 到定义的步骤单调增加,到原点单调减少
 (3)Reversal Cyclic: Cyclic+反转Cyclic
 (4)Increasing Cyclic: Cyclic+2*Cyclic+3*Cyclic+…
 (5)Reversal Increasing Cyclic: Rev.Cyclic+2* Rev.Cyclic+3* Rev.Cyclic+…

各载荷模式中荷载被冲击加载的工况(时间间隔从0.01秒到1000秒之间可以设定)相匹配,共准备了10种模式。设计者可通过适当利用这些功能进行各种 载荷状态的分析。
这些分析可同时进行,按照「自重」、「静力荷载」、「动力荷载」的顺序实行。由此,作用了垂直土压和水平土压的状态作为初始状态,输入地震波可进行动力分 析。

■分析结果

基于设定的破坏基准进行破坏判定。关于全要素及全节点在各计算步骤中求解以下内容。
  • 裂缝状态(与裂缝方向直交及平行方向的变形)
  • 平均应力度(X、Y方向的应力度、主应力度、偏差应力度、主应力方向)
  • 屈服应力度、应答位移、应答速度、应答加速度、反力、断面力
全部均可在画面中确认,所有信息均可保存,并可自由利用在报告书的作成。此外,根据变形的大小,可对损伤程度进行评价。Advanced模式中设计者可设 定用于判定的变形。
 并且,各步骤裂缝的发生状况、位移状况、应力状态等可通过动画进行确认。静力分析结果的确认中荷载状态、动力分析结果的确认中同时显示输入波形,便于把 握应答状况。动画的速度、位移的倍率可进行选择。

■MESH的特长

MESH不仅是要素的几何学形状,还可以简单地定义分析中必要的要素特性、边界条件等,均可直接应用 WCOMD进行分析。
MESH中支持要素的删除、要素的再分割、节点的移动、批量定义、批量删除等功能,分析模型可在短时间内作成。因为在画面上便可进行全部编辑,在确认结构 模型形状的同时,可进行作业。并可在三维确认是否做成了正确的结构模型。此外,如前所述因为准备了Basic模式输入,更加简化了通常RC结构物的分析模 型作成。
MESH中之前提到的要素的基础材料(Concrete、Steel、Rc Joint、Universal Joint、Soil、Elastic)合计可以定义61个种类。

■帮助、示例的充实

程序的操作不仅局限于日文和英文两种语言,对本程序相关的专业用语、Basic模式中推荐值的依据等也进行 了讲解。由此,使用Advanced模式时,通过参考设定适当的值。WCOMD相关的论文名也做了记载。此外,为了深化理解现在提供了5个计算例。

■RC下部工的设计计算及连动,可进行一系列的性能校核

RC下部工的设计计算中作成的单柱桥墩、及刚架桥墩的网格数据可进行载入。连动数据为形状·材质·钢筋配置 ·钢筋量·地层数据等。单柱桥墩的情况,桥轴及桥轴直角两个方向模型的网格均自动生成。刚架桥墩的情况,仅限桥轴直角方向。RC下部工的设计计算中 作成的数据是桩基础的话,也会生出桩及地层数据。通过利用此功能,可进行从保耐法到动力分析的一系列性能校核。

■地震加速度波形

以神戸、开北、板岛为首,准备了若干強震波形。此外,WCOMD中的指定格式在帮助中有记载,设计者所持有 的強震波形也可以通过转换为指定的格式进行利用。这些強震波形可以乘以倍率设定适用范围,编辑后的波形登录还可再利用。此外,还准备了几个用于制作加速度 波形的函数,对于简单的加速度波形可确认结构物会产生怎样的应答,作为教育用也可得到广泛应用。

■关于性能校核

「性能校核型」的设计与设计的标准相连。评价破坏基准、损伤的程度的基准考虑结构物的形式和周围环境,通过 进行适当的设定可以判断是否满足该结构物所求的性能。
此外,通过适当地设定载荷模式、强震波形的计算范围,可以求得残留变形和残留位移。

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