G.17.2.3 幾何学的非線形性を考慮した静的解析
STAAD.Proでは、幾何学的な非線形性を解析に取り入れるにおいて、各ステップの全体剛性マトリックスと全体幾何剛性マトリックス[K+Kg]を変形後の位置を基準にして更新する方法が採用されました。
変形は荷重の位置または分布を有意に変化させるため、未知の変形形状に対して平衡方程式を立てる必要があります。
- まず、与えられた外荷重に基づく静的線形解析によって、主要なたわみが計算されます。
- 主要なたわみは、メンバーの軸力とプレート中央の膜応力を計算するために使用されます。これらの力と応力は、幾何剛性項を計算するために使用されます。Largeデルタの効果とSmallデルタの効果の両方が計算されます。これらの項は、全体剛性マトリックスKに加えられるKgマトリックスの項です。
- 次に、たわみが再計算されます。ここでは、変形した位置での釣合いを計算して不平衡力を得ます。各メンバーの新しい位置から接線剛性マトリックスが決定されます。Kgマトリックスが更新されます。不平衡力に対して次の反復計算結果が得られます。
- 収束するまで繰返されます。変位があまりにも大きな場合は、ARC 5を使用して初めの静的線形ステップの変位を5インチ、または適切な値に制限してみてください。STEP 10パラメータは、多ステップにわたって構造物に載荷するので有効かもしれません。
- Newton-Raphsonのオプション、Kg、Steps = 1が通常用いられますが、これらのオプションは困難なケースにも対応できる場合があります。
- オフセットビーム、曲線ビーム、ケーブルは許容されていません。引張材/圧縮材は許容されていません。
非線形効果は、スプリング、フレームメンバー、およびプレート要素のみに対して計算されます。ソリッド要素に対しては計算されません。
非線形解析では最大変位を確認する必要があります。この解析タイプでは、結果として座屈、または大きな変位となる可能性があるからです。