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TR.20.8 曲線メンバーの設定

次のコマンドは、メンバーが曲線であることを設定するために使用されます。曲線は、円の一部である必要があり、その円弧の中心角は、180度未満である必要があります。任意のテーパー無し断面が許容されています。 

一般的な書式

MEMBER CURVED
member-list RADIUS r GAMMA g PRESS p 

指定項目:

  • RADIUS r = 長さ単位で与えられる半径
  • GAMMA g = 円の平面を定義する際に使用される度で与えられる角。角は、2ノード間の直線メンバーの方向(ベータ角)を定義する際に使用される規則と同じ規則を使用して定義されます。「ガンマ角」を参照してください。
  • PRESS p = パイプの曲げに対する圧力/たわみ性パラメータ。「圧力/たわみ性パラメータ」を参照してください。

注記

  1. 半径は、現単位系である必要があります。
  2. リリース、TENSION/COMPRESSIONのフラグ、およびいくつかのメンバー荷重タイプは、現在利用できません。断面力も、現在利用できません。
  3. 曲線メンバーの設計はサポートされていません。

圧力/たわみ性パラメータ

これは、曲がったパイプ(エルボー)メンバーのみに適用されます(ODとIDが入力される)。これらのメンバーは、内圧に依存する円管断面の楕円化によりさらに曲がります。ASMEの"Boiler and Pressure Vessel Code, Section III, NB-3687.2, 1971, for Class I"が、たわみ低減係数の計算に使用されます。 

  • Set p = 0、またはこのたわみ性の増加に関して省略の場合は、ゼロに等しい内圧を生じます。
  • Set p > 0は、このたわみ性の計算において使用する内圧を設定します。圧力は、たわみ性の増加を低下させます。
  • Set p =  -9999は、この付加的なたわみ性の計算を無視し、はり理論のみを使用します。
  • Set p = たわみ性の低減係数(-下記のFLEXF)であり、-1.0より小さい負の数。 

ASMEパイプエルボーのたわみ性係数理論[ASME Section NB-3687.3]

本節は、(曲げ半径/平均半径)≥ 1.70 または(弧の長さ)>(2×平均半径)である場合にのみ適用されます。

たわみ性係数FLEXF =(1.65×(平均半径)2)/[t⋅(曲げ半径)]×1/[1 +(Press)(平均半径)(FACT.)]

意味
FACT.
=
6⋅(MR/t)4/3⋅(BR/MR)1/2/(Et)
MR
=
エルボー壁の平均半径
BR
=
曲げ半径
Press
=
内圧
t
=
エルボー壁の厚さ
E
=
弾性係数

計算されるたわみ性係数が1.0より小さい場合、STAAD.Proは1.0を使用します。たわみ性係数は、エルボーのたわみ性マトリックスにおいて最もせん断的でない項に掛けられます。 

注記

  1. 曲線メンバーを定義するための入力は、2つの手順からなります。第1は、直線メンバーの生成と同じメンバーの生成です。第2は、曲線であり直線でないメンバーの2ノード間のセグメントを規定する、上記のコマンドです。

  2. 現在STAADで利用可能なテーパーのない断面の特性は、これらのメンバーに対して割り当てることができます。

  3. 現在、2つの荷重タイプが曲線メンバーに対して許容されています。1つは、「TR.32.9 自重」に述べられるSELFWEIGHT荷重タイプです。もう1つは、「TR.32.2 メンバー荷重の設定」に説明されているMEMBER LOADオプションの等分布(UNI)荷重タイプです。等分布荷重は、メンバーの全スパンにわたって作用する必要があります。LINEARTRAPCONCENTRATED荷重またはモーメント、UNIFORMモーメントなどの他のメンバー荷重はサポートされていません。

  4. PRESTRESSTEMPERATURESTRAIN荷重などの他のメンバー荷重タイプのいくつかも、現在はサポートされていません。これらのオプションは、プログラムの将来のバージョンで利用できるようになる予定です。

  5. 現在の解析結果は、曲線メンバーの端部のノード変位、および端部の力から構成されます。ノード変位は、全体座標系におけるものです。メンバー端部の力は、メンバーそれぞれの端部が、それぞれ一意のローカル軸を持つローカル座標系におけるものです。断面変位、断面力のような中間断面の結果は、プログラムの将来のバージョンで利用できるようになる予定です。

ガンマ角

円の平面は、円弧の両端を結ぶ直線によって形成される平面、およびそれら2点間の仮想直線メンバーのローカルY軸を定義します。GAMMA角の正の値は、そのローカルY軸が円弧の頂部を指す仮想直線メンバーのベータ角の正の値を決める方法と同じ方法を使用して得られます。

図では、3つの全体平面にあるさまざまなセグメントについてのGAMMA角を示しています。

全体XY平面にある円弧のさまざまな配置形状に対するガンマ角

全体XY平面にある円弧のさまざまな配置形状に対するガンマ角

全体YZ平面にある円弧のさまざまな配置形状に対するガンマ角

全体YZ平面にある円弧のさまざまな配置形状に対するガンマ角

全体XZ平面にある円弧のさまざまな配置形状に対するガンマ角

全体XZ平面にある円弧のさまざまな配置形状に対するガンマ角

メンバーローカル軸系

曲線メンバーのローカル軸の方向は、円弧に沿う着目点に依存します。ローカル軸に対する一般的な規則は、「G.4.2 Local Coordinate System」にあるように適用可能です。メンバー端部の力に対して後に示される図は、開始ノード、および終了ノードの軸の方向を表しています。

ローカル軸の回転

曲線メンバーの断面の方向を変更するための限定的な機能があります。断面は、強軸(ローカルy)が曲線の平面に垂直で、弱軸がその平面にあるデフォルトの位置にすることができます。

G.4.3 Relationship Between Global and Local Coordinates」と「 TR.26.2 メンバーとエレメントに対する定数の設定」に説明されるBETA ANGLE、およびREFERENCE POINTオプションは、曲線メンバーに対しては利用できません

符号規則

曲線メンバーのノード変位は、直線メンバーのケースと同様に、全体軸系に沿ったものです。

曲線メンバーに対するメンバー端部の力は、直線メンバーのものに極めて類似しています。唯一異なる項目は、それらが端部におけるローカル軸に垂直、および接することです。たとえば、始点のFXは、始点において曲線に接し、終点のFXは、終点において曲線に接します。同様に、FZは、両端において半径方向に沿います。

メンバーリリース、オフセット、引張/圧縮、トラス、およびケーブルは、曲り梁に対して設定できません。

メンバー端部の動きに関する符号規則(全体Y軸が垂直方向)

STAAD SPACE
UNIT KIP FEET
JOINT COORD CYL REVERSE
1 150 0 0 13 150 0 90
REPEAT 1 30 0 0
REPEAT ALL 1 0 15 0
MEMBER INCIDENCES
1 1 27 26
101 27 28 112
113 40 41 124
201 27 40 213
START GROUP DEFINITION
MEMBER
_COLUMN 1 TO 26
_CIRCUMFERENTIAL 101 TO 124
_RADIAL 201 TO 213
END GROUP DEFINITION
MEMBER PROPERTIES
_COLUMN PRIS YD 3.0
_CIRCUMFERENTIAL PRIS YD 3.0
_RADIAL PRIS YD 3.0
CONSTANT
E CONCRETE ALL
DENSITY CONCRETE ALL
POISSON CONCRETE ALL
MEMBER CURVED
101 TO 112 RADIUS 150 GAMMA 90.0
113 TO 124 RADIUS 180 GAMMA 90.0
SUPPORTS
1 TO 26 PINNED
LOAD 1
SELF Y -1.0
PERFORM ANALYSIS PRINT STAT CHECK
PRINT MEMBER FORCE LIST 101 113
FINISH