機能
- 平面荷重は、板要素やソリッド要素にユーザーが定義した形態の荷重を載荷する機能です。装備荷重のように特定の形態を持った荷重が複数の位置に載荷される時に使用できます。“平面荷重形式の設定” で荷重の形と大きさを決めた後、“平面荷重の指定” で荷重が載荷される位置を指定します。
- 平面荷重は要素の分割状態に関係なく自由に荷重形態を定義することができます。モデリング過程で荷重載荷を考慮して節点位置を決定しなければならない制約を受けないので非常に便利です。 入力された荷重は、要素の剛性に応じて、隣接する節点に節点荷重として置換されます。
- 下図のように、圧力荷重は要素全体に荷重がかかるのに対し、平面荷重は要素の分割に関係なく任意の形態の荷重を載荷することができます。
経路
メインメニュー：[荷重] タブ > [タイプ：静的荷重] > [圧力荷重] グループ > [平面荷重の指定] > [平面荷重の指定]
入力
平面荷重の指定 ダイアログボックス
荷重ケース名
単位荷重ケース選択欄で、希望する荷重ケースを指定します。追加で荷重ケースを入力または修正 , 削除が必要な場合は、右側のボタンをクリックします。
荷重グループ名
入力した荷重条件を含む荷重グループを選択します。グループ指定が不要な場合は、"デフォルト"を選択します。荷重グループを追加生成または修正するには、 ボタンをクリックして「荷重グループの定義」ダイアログボックスを呼び出します。ただし、平面荷重は施工段階解析で一度載荷された後に荷重を取り除くことができないので、一時的に載荷する荷重と同じ荷重グループに含まれないようにします。
平面荷重の形式
荷重タイプ：“平面荷重形式の設定” 機能によって定義された平面荷重形式を選択します。平面荷重形式を追加または修正するには、 ボタンをクリックして平面荷重形式の設定 ダイアログを呼び出します。
要素タイプ
平面荷重を載荷する要素の種類 (板要素またはソリッド要素) を選択します。
荷重載荷平面
平面荷重形式の設定 の定義時に基準となった荷重載荷面を定義します。
１点目(原点)：平面座標系の原点。全体座標系における基準座標値
２点目(x軸上)：平面座標系の x軸上に位置する任意の点の全体座標系における基準座標値
３点目(x-y平面上)：平面座標系の x-y平面上に位置する任意の点の全体座標系における基準座標値
許容誤差：平面座標系を定義する点の座標値に対する許容誤差
自動設定
UCS...：事前定義されたユーザー座標系(UCS)を平面座標系として使用します。
登録平面：事前定義された登録平面を平面座標系として使用します。
登録平面を使用する場合は、登録平面の使用規則に従って平面座標系が定義されます。
3 点：１点目は原点を示し、２点目は x軸方向を定義します。
X-Y 平面：X , Y座標「0」が原点となり、x , y軸は全体座標系(GCS)と一致するように定義されます。
X-Z 平面：X , Z座標「0」が原点となり、全体座標系X軸およびZ軸がそれぞれ x軸および y軸となります。
Y-Z 平面：Y , Z座標「0」が原点となり、全体座標系Y軸およびZ軸がそれぞれ x軸および y軸となります。
要素の選択
平面荷重を載荷する対象を指定します。
荷重載荷平面上の要素：載荷平面に存在する要素に荷重を載荷します。
グループ：指定された要素グループに含まれる要素に対して、載荷平面が投影された位置に荷重を載荷します。
グループ名：平面荷重を載荷する要素グループ名
面番号：ソリッド要素グループに載荷する場合、平面荷重を載荷するソリッド要素の面番号
グループに載荷する場合は、載荷平面と関係なく、他の位置に形成された平面または曲面上に配置された要素も含むことができます。この時、荷重の位置と大きさは、載荷平面に垂直な方向に投影された位置を参照します。
荷重方向 投影
荷重方向：平面荷重の作用方向を指定します。
垂直(荷重載荷平面)：載荷平面に垂直な方向に載荷
垂直(要素)：要素の面に垂直な方向に載荷
グローバルX：全体座標系X軸方向に載荷
グローバルY：全体座標系Y軸方向に載荷
グローバルZ：全体座標系Z軸方向に載荷
投影：平面荷重を載荷する際に、投影面積を考慮の可否と方向を指定します。
なし：荷重計算に要素の面積を適用
荷重方向：荷重計算に載荷方向に投影された面積を適用
荷重載荷平面：荷重計算に載荷平面に垂直な方向に投影された面積を適用
<図1> 平面荷重の位置と大きさ
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荷重方向：垂直(荷重載荷平面) 投影：なし |
荷重方向：垂直(要素) 投影：なし, 荷重方向 |
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荷重方向：垂直(荷重載荷平面) 投影：荷重方向, 荷重載荷平面 |
荷重方向：垂直(要素) 投影：荷重載荷平面 |
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荷重方向：グローバル Z 投影：荷重方向 |
<図2> 荷重方向 ＆ 投影
解説：簡単な説明を入力します。
載荷領域を指定する節点
平面荷重の載荷領域を指定します。載荷領域を囲むように節点番号を任意の回転方向の順に指定します。載荷領域を指定すると平面荷重の形式で定義された荷重のうち、載荷領域に含まれる荷重のみ載荷されます。載荷領域を指定しなければ平面荷重の形式で定義された全ての平面荷重が載荷されます。マウスエディタ機能を使用して、載荷領域を指定する場合は節点を順に指定した後、１つ目に指定した節点を再指定すると入力が完了されます。
平面荷重のコピー
入力された平面荷重は、同じサイズで選択した間隔で繰り返しコピーできます。
軸：コピー方向の指定
x：全体座標系(またはユーザー座標系)の x軸方向
y：全体座標系(またはユーザー座標系)の y軸方向
z：全体座標系(またはユーザー座標系)の z軸方向
距離：コピー距離
複数の距離を指定して、平面荷重を繰り返しコピーできます。