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G.17.4.2.1.9 ヒンジの形成とヒンジのアンロード

このセクションでは、プログラムがヒンジの形成とそれに伴う荷重の再配分を処理する方法について説明します。

ヒンジ付きモーメント図

荷重増分ごとに、メンバーの断面力がヒンジの形成をチェックするために断面耐力でチェックされます。断面力が断面耐力を超えると、ヒンジの形成が開始されます。これは、メンバーが荷重変形曲線上の点B上にあるか、それを超えているところにあることを意味します。荷重変形曲線の点Bは、ヒンジの降伏点を示します。ヒンジは、降伏するまで点Aと点Bの間で剛性があると見なされます。

ヒンジが点Cで示される変形に達すると、荷重伝達能力を失い始めます。ヒンジが変形点Eに達すると、荷重伝達能力のすべてを失います。

メンバーの長さに沿った13の断面の総数が、MzおよびMyモーメントに対してスキャンされます。最大モーメントが特定され、断面耐力でチェックされます。断面力が断面耐力を超えると、材料はその特定の位置で降伏を開始し、この特定の位置のヒンジは荷重変形曲線の点Bにあります。

重ね合わせたヒンジを備えた重力荷重下での典型的なビームモーメント図

曲げモーメント図が図1.8のような場合(これは、プッシュ荷重が死荷重と比較してはるかに低いとき、荷重増分の初期段階で発生します)、モーメントヒンジを形成する可能性は、メンバーの両端とスパンにあります(赤い点で表示)。

重ね合わせたヒンジを備えた大きい横荷重下での典型的なビームモーメント図

曲げモーメント図が図1.9のような場合(これは、プッシュ荷重が死荷重と比較してはるかに高いとき、荷重増分の初期段階で発生します)、モーメントヒンジを形成する可能性は、メンバーの両端またはそれらの近傍の断面のみです(赤い点で表示)。

ヒンジのアンロードの方法

ヒンジがアンロードされると、プログラムはヒンジが伝達していた荷重を取り除き、それを構造の残りの部分に再分配する方法を見つける必要があります。ヒンジのアンロードは、力-変形曲線またはモーメント-回転曲線が点Cから点Dへの耐力の低下を示すたびに発生します。ヒンジは、塑性変形なしに弾性的にアンロードします(つまり、斜面A〜Bに平行)。

ヒンジ力が点Cに達すると、構造全体がアンロードされ、ヒンジが点Dまでアンロードされるまで、プログラムは構造全体の荷重を反転します。ヒンジが点Dに達すると、荷重は再び反転します。これで、他の部品がアンロードしているヒンジから取り外された荷重を拾うことができます。