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UC-win/FRAME(3D)

 開発の背景
 道路橋示方書V耐震設計編の改訂により、「性能規定」への移行、そして「合理化追求」への動きはますます強くなっています。より高度な解析手法を用いて合理性を追求し、技術力を強化する時代へと進んでいます。そこで弊社では、既にリリースしている骨組解析ツールFRAME(2D)およびUC-win/COM3(Fiber)をベースに、入力操作性、動的非線形解析の計算速度について大幅な改良を行い、より使いやすくより高性能な骨組解析ツールUC-win/FRAME(3D)を開発致しました。あらゆる形式の橋の静的/動的3次元線形/非線形解析に適用でき、「性能規定」に求められる橋の耐震設計を強力にバックアップ致します。

◆ UC-win/FRAME(3D)製品情報
◆ 有償セミナー「動的非線形解析セミナー」関連セミナー開催
 プログラム概要と特徴
 あらゆる方向からの荷重に対しても、正しい計算が可能な3次元静的/動的骨組解析ツールです。鋼あるいはRCからなるあらゆる形式の橋の非線形静的/動的解析に対応しています。本製品の特長の一部をご紹介たします。

[解析性能]
 非線形部材はファイバーモデルの採用により、軸力変動の影響、2軸曲げの影響を正しく取り込むことができるため、あらゆる方向からの荷重に対して正しい計算が可能です。鋼およびコンクリート(道路橋示方書V耐震設計編に準拠(図1))の材料非線形履歴モデルを用いますので、作用軸力および載荷履歴に応じて断面特性を自動的に更新します。なお、鋼材料については座屈を簡易的に考慮することも可能です(図2)。さらに、後藤茂男先生(佐賀大学名誉教授:弊社技術顧問)の大変位理論を取り込んだことにより、幾何学的非線形を厳密に考慮した計算が可能であり、P−Δ効果も自動的に評価されます。
 以上により、従来の骨組解析ツールではその精度上制限のあった橋(アーチ橋、ラーメン橋、ラーメン橋脚、偏心橋脚を有する橋、曲線橋など)に対しても、非常に高度な3次元非線形解析を手軽に行えるようになりました。もちろん、地盤(連成)ばね、非線形ばね要素もサポートし、一般的な橋にも適用が可能です。
 動的解析は、固有振動解析を行い、要素別剛性比例減衰を用いて、直接積分法による解析を行います。

[入力機能]
 テンプレート等を用いて任意形断面の作成を容易に行うことができ、線形部材の断面定数を自動的にかつ厳密に算定します。プラントルの薄膜アナロジー理論を用い、薄肉断面のねじり定数も正確に評価しています。さらにオートメッシュ機能を搭載し、ファイバーモデルによる非線形解析を手軽にしています(図3)。節点座標の、直接入力または表計算ソフトからのペーストもサポートしています(図4)。

[表示・出力機能]
 ファイバー要素は、応答ひずみによる損傷判定が可能です。(図5)。変形図をソリッド表示することも可能です(図4)。線形解析においては、複数荷重ケースから最大・最小断面力が生じる荷重ケースの抽出が可能です(図6)。また、標準出力ライブラリF8-PPFに対応し、目次(しおり)付計算書の自動作成およびそのMS-Word形式出力に対応しています。
(4)変形図をソリッド表示することが可能。
☆画像をクリックすると大きな画像が表示されます。
▼図1
道路橋示方書に準拠した応力ひずみ曲線
▼図2
座屈を考慮したRC柱の静的繰返し解析結果
▼図3
テンプレートを用いた上部構造断面の作成
およびオートメッシュ機能
▼図4
節点座標直接入力およびソリッド変形図
▼図5
応答ひずみによる損傷判定
▼図6
最大・最小断面力荷重ケースの抽出
 今後の開発予定
 FRAME(2D)のIL(活荷重)解析機能の取込み、板要素のサポート、そして、東京大学コンクリート研究室の長年の研究成果を反映した、UC-win/COM3(Fiber)の鉄筋コンクリート構成則の取込みによる解析精度の向上など、解析機能の向上を予定しています。また、様々な入力補助機能を追加し、より使いやすくさらに高性能な設計ツールへと発展していきます。
(Up&Coming '03 新春の号掲載)

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