TR.31.3風荷重の定義
一般的な風荷重ジェネレータは、水平XおよびZ（Z upの場合はY）方向の横荷重のみを生成するために使用できます。
一般的な書式
DEFINE WIND LOAD
TYPE j ( optional_comment )
{ intensity-definition | code-parameters }
EXPOSURE e1 { JOINT joint-list | YRANGE f1 f2 | ZRANGE f1 f2 }
EXPOSUREコマンドを最大98回繰り返します。
指定項目:
| パラメータ | 説明 |
|---|---|
| TYPE j optional_comment | 風荷重系のタイプ番号（整数）
オプションのコメントは、風荷重タイプの識別に役立つテキスト文字列のコメントまたは説明です。 |
| intensity-definitionまたはcode-parameters | データは、カスタムまたはロシアのコードの風定義に基づいて入力します。風強さの定義またはロシアの風荷重を参照してください。 |
| EXPOSURE e1, e2 … em |
暴露係数。値1.0は、風荷重の方向にジョイントが曝されている場合に、そのジョイントに関係する全影響面積に風力が作用することを意味しています。係数は、99までに制限されます。 コマンドEXPOSUREが指定されなかった場合、またはEXPOSUREでジョイントが列挙されなかった場合は、それらのジョイントの暴露係数として1.0が選ばれます。 |
| JOINT joint-list | 暴露係数（ジョイント番号、あるいはTOまたはBY）に関連付けられているジョイントリスト、またはグループ名のみを入力します。 |
| YRANGE | ZRANGE f1 f2 | 暴露係数の垂直方向Y（Z upの場合はZ）の範囲を設定する全体座標の値。Yがupの場合はYRANGEを使用し、Zがupの場合はZRANGEを使用します（「TR.5 SETコマンドの設定」のSET Z UPコマンドを参照）。 |
風強さの定義
カスタム（ASCE 7を含む）の風荷重の定義では、地上の高さでの風の強さは次のように定義されます。
intensity-definition = INTENSITY p1 p2 p3 … pn HEIGHT h1 h2 h3 … hn
指定項目:
| パラメータ | 説明 |
|---|---|
| p1,p2,p3… pn | 力/面積で表された風強さ（圧力）。タイプごとに最大100の異なる強さを入力ファイルで定義できます。 |
| h1,h2,h3… hn | 対応する強さが生じる全体垂直方向の対応する高さ。実際のY（Z upの場合はZ）座標で測定されます。 |
強さと高さはすべて、現在の単位系の強さと高さです。設定される高さは実際のY座標（Z upの場合はZ座標）で表され、構造の基部から計測したものではありません。第1の強さの値（p1）は、Y座標（Z upの場合はZ座標）が h1以下である構造物の部分に作用します。第2の強さ（p2）は、垂直座標が最初の2つの高さ（h1とh2）の間にある構造物の部分に作用します。垂直座標がhnより大きい構造物の部分には、強さpnが作用します。
メンバー（プレートやソリッドではない）によって囲まれた暴露面のみが使用されます。ジョイントの影響面は、 TR.32.12.3 風荷重の生成で入力されたサーフェスメンバー選択データに基づいて、および荷重ケースの風の方向に基づいて計算されます。実際に風に曝されていて、メンバーに接合しているジョイントのみが載荷されます。個々に囲まれた領域は、近接判定子に対して平面的なサーフェスである必要があり、そうでない場合は、載荷されません。
暴露係数（e）は、荷重の作用するジョイントが風荷重にも曝されている場合、そのジョイントに関する影響面積の割合です。特定のジョイントの合計荷重は、以下のように計算されます。
ジョイント荷重 =（暴露係数）x（影響面積）x（風強さ）
暴露係数は、ジョイントリストによって、またはすべてのジョイントが同様に曝される垂直範囲を指定することによって、指定できます。ジョイントに暴露係数が入力されていないか、指定されていない場合、それらのジョイントの暴露係数は1.0となり、ジョイントに関係する全影響面積が考慮されます。
PLANE FRAMEとして定義される閉タイプの構造に関する荷重生成については、各ジョイントの影響面積は、構造物の面に対して垂直な単位幅を考慮して計算されます。実際の幅に対応するには、次のように暴露係数に組み込みます。
暴露係数（ユーザー指定）=（影響面積の割合）x（ジョイントに対する影響幅）
例
UNIT FEET DEFINE WIND LOAD TYPE 1 INTENSITY 0.1 0.15 HEIGHT 12 24 EXPOSURE 0.90 YRANGE 11 13 EXPOSURE 0.85 JOITN 17 20 22 LOAD 1 WIND LOAD IN X-DIRECTION WIND LOAD X 1.2 TYPE 1
強さの行は最大12行です。
次のような行を指定するとします。
INT 0.008 0.009 0.009 0.009 0.01 0.01 0.01 0.011 0.011 0.012 0.012 0.012 HEIG 15 20 25 30 40 50 60 70 80 90 100 120
これは以下のように分割できます。
INT 0.008 0.009 0.009 0.009 0.01 0.01 0.01 0.011 0.011 0.012 0.012 0.012 – HEIG 15 20 25 30 40 50 60 70 80 90 100 120
または
INT 0.008 0.009 0.009 0.009 0.01 0.01- 0.01 0.011 0.011 0.012 0.012 0.012 HEIG 15 20 25 - 30 40 50 60 70 80 90 100 120
以下同様です。
ロシアの風荷重
これは、主荷重ケースに含まれる風荷重コマンドで参照する必要があるロシアの風コードの風荷重の定義を指定します。ロシアのコードSNiP 85またはSP20 2016で規定される風荷重の場合、コードパラメータは次のように定義されます。
code-parameters = SNIP 1985 PRESSURE f3 TERRAIN { A | B | C }
または
code-parameters = { SP20 } PRESSURE f3 TERRAIN { A | B | C } REGION f4 LOG f5
指定項目:
- SNIP 1985 — 以前の設計コードSNiP 2.01.07-85に準拠した設計
- SP20 2016 — 更新された設計コード20.13330.2016に準拠した設計
| パラメータ | 説明 |
|---|---|
| PRESSURE f3 | 風圧の特性値（常に正の値） |
| TERRAIN | |
| REGION f4 | SNiP 2.01.07-85* 2016の条項11.5に規定されている風域。動的な風の成分を決定する際に風圧を決定する目的で使用します。
|
| LOG f5 |
- 垂直メンバーのセットとしてモデル化された構造（通常、円筒上の煙突または煙突構造物を定義するために使用されるため、多数の柱と梁で形成されたフレームによって定義されるような閉じたパネルを定義しないもの）は、"スティック構造"と見なされます。詳細については、 TR.32.12.3 風荷重の生成を参照してください。
- 荷重には、静的と動的の2つの構成要素があります。動的効果は、動的荷重ケースに含まれるモードの数によって決まります。CUTOFF MODE SHAPEコマンドを使用して考慮されるモードの数を変更すると、結果の風力が変化する可能性があります。詳細については、TR.30.1 打ち切り振動数、モード形状、または時間を参照してください。
解析では風荷重の動的効果を判別するために固有値解を抽出する必要があるため、使用するモードの数も結果に影響します。したがって、荷重ケースを定義する前に、コマンドCUT OFF FREQUENCYまたはCUT OFF MODEの設定を検討し、必要に応じて指定する必要があります。
カットオフコマンドを省略すると、デフォルトで6つのモード形状が計算されます。
- PRINT STATICS CHECKオプションが分析コマンドに含まれている場合、出力ファイルにはSNiP風荷重のセクションが含まれます。この出力は、風荷重に対する静的および動的な作用と、各ノードに適用された合計を示します。
- このコマンドは、SET Z UPコマンドで定義されたモデルでは使用できません。
- SNiP 2.01.07-85とSP 20.13330.2016に従った風荷重定義の建築物分類は、角形ビル構造に限定されます。一般型のコンクリート構造と鋼フレーム構造はサポートされていません。
さらに、ロシアの風荷重生成コマンドは、SNiP風荷重定義と組み合わせて使用する必要があります。
STAAD.Proは、SP 20.13330.2016コードに従って静的と動的の両方の風荷重を生成できます。
例
SNiP 1985定義を使用する、さまざまな方向からのさまざまな静的風荷重の例:
DEFINE WIND LOAD
TYPE 1
SNIP 1985 PRESSURE 0.38 TERRAIN A
EXP 0.5 JOINT 1 3 5 7 9 11
*
LOAD 1 LOADTYPE WIND TITLE Wind load in the +ve X direction
WIND LOAD X 1 CONFIG 0 NU 1 TYPE 1
* Mass model required in first wind load case
JOINT LOAD
3 TO 6 FZ 62.223
9 TO 12 FZ 62.223
*
LOAD 2 LOADTYPE WIND TITLE Wind load in the –ve X direction
WIND LOAD X -1 CONFIG 0 NU 1 TYPE 1
* No mass model or additional loads in this load case
*
LOAD 3 LOADTYPE WIND TITLE Wind load in the +ve Z direction
WIND LOAD Z 1 CONFIG 0 NU 1 TYPE 1
* No mass model or additional loads in this load case
*
LOAD 4 LOADTYPE WIND TITLE Wind load in the –ve Z direction
WIND LOAD Z -1 CONFIG 0 NU 1 TYPE 1
* No mass model or additional loads in this load case
*
LOAD 10 LOADTYPE DEAD TITLE Selfweight load case
SELF Y -1 ALL
*
LOAD COMBINATION 100 Wind plus selfweight
1 1.0 10 1.0次の例では、静的と動的の両方の荷重ケースでSP 20.13330.2016を使用しています。
DEFINE WIND LOAD TYPE 1 SP20 2016 PRESSURE 0.38 TERRAIN A REGION 0 LOG 0.3 * * Reference Mass Definition for Modal Analysis DEFINE REFERENCE LOADS LOAD R1 LOADTYPE Mass TITLE REF LOAD CASE 1 JOINT LOAD 3 TO 6 FX 62.223 3 TO 6 FZ 62.223 9 TO 12 FX 62.223 9 TO 12 FZ 62.223 END DEFINE REFERENCE LOADS * * Request mode shapes CUT OFF MODE SHAPE 3 * * Static Joint Load Required for Dynamic Wind Load LOAD 1 LOADTYPE None TITLE LOAD CASE 1 JOINT LOAD 3 5 9 11 FX -100 * * Modal Analysis LOAD 2 LOADTYPE None TITLE LOAD CASE 2 MODAL CALCULATION REQUESTED * * Dynamic Wind Load Command LOAD 3 LOADTYPE None TITLE SNiP Dynamic WIND LOAD X 1.0 TYPE 1 DYN 1 PERFORM ANALYSIS PRINT LOAD DATA
ASCE風荷重の生成に使用されるパラメータの持続性
解析モデリングワークフローの 「新規を追加:風定義」ダイアログで、「ASCE-7により計算」ボタンをクリックすると、1995年、2002年、または2010年版のASCE 7風荷重仕様に従って圧力と高さのテーブルを生成できます。このテーブルの派生に組み込まれるパラメータは、グラフィカル環境では保持されず、STAAD入力ファイルに追加されるため、必要に応じて編集できます。これらの値はSTAADエンジンによって直接読み取られないため、荷重として直接処理されず、エンジンで使用される風強さの値を生成するために使用されます。この例が以下に示されます。
例
DEFINE WIND LOAD
TYPE 1
This entire section of the input file must not be edited.<! STAAD PRO GENERATED DATA DO NOT MODIFY !!!
ASCE-7-2002:PARAMS 85.000 MPH 0 1 0 0 0.000 FT 0.000 FT 0.000 FT 1 -
1 40.000 FT 30.000 FT 25.000 FT 2.000 0.010 0 -
0 0 0 0 0.761 1.000 0.870 0.850 0 -
0 0 0 0.866 0.800 0.550
!> END GENERATED DATA BLOCK
INT 0.0111667 0.0111667 0.0113576 0.0115336 0.0116972 0.0118503 0.0119944 -
0.0121307 0.0122601 0.0123834 0.0125012 0.0126141 0.0127226 0.012827 0.0129277 -
HEIG 0 15 16.9231 18.8461 20.7692 22.6923 24.6154 26.5385 28.4615 -
30.3846 32.3077 34.2308 36.1538 38.0769 40