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Prestress Loads 作成 編集

PC鋼材の配置形状

機能

  • PC鋼材に割り当てられた要素の任意の断面で、PC鋼材の形状と配置方法を定義します

NOTE.png「PC鋼材の配置形状」機能で、PC鋼材のコピー及び回転と縦断勾配などを考慮し簡単に配置できます

NOTE.png「PC鋼材の配置形状」の修正は作業ツリーのPC鋼材の位置で直接属性が修正できます

 

経路

  • メインメニュー:[荷重]タブ > [荷重タイプ]プレストレス > [プレストレス] > [PC鋼材の配置形状] > [PC鋼材の配置形状]

 

入力

 

 

NOTE.png リストで任意のPC鋼材の配置形状を指定すると、当該PC鋼材の配置が画面に表示されます。


追加

PC鋼材の配置を新たに入力します。

 


修正

定義されたPC鋼材の配置を修正します。

 


削除

以前に定義されたPC鋼材の配置を削除します。

 


PC鋼材プロパティの一括変更

「PC鋼材の配置形状」に与えられた属性を一括で変更します。

 

 


コピー

入力された属性をコピー/移動します。

 

「PC鋼材の配置形状の複製」ダイアログボックス

 


 

DXF書き出し

PC鋼材の形状を2D形状(x-z 平面 , x-y 平面)のDXFファイルで出力します。

NOTE.png PC鋼材の属性を変更する場合に属性が多いと、それぞれの属性で修正する手間がかかるため、これを一括で同時に変更できる「配置形状の変更」機能を利用すると簡単に属性を修正することができる。


 

モード

コピー : 選択したPC鋼材をコピーします。

移動 : 選択したPC鋼材を移動します。

 


 

コピー/移動

選択するPC鋼材の属性をコピー/移動するときに適用される基準を選択します。

要素増分 :

増減される要素番号を利用し、PC鋼材の属性をコピー/移動します。 このオプションを利用して、要素 1, 3, 5, 7(G1)に定義されているPC鋼材の属性をコピー/移動するためには下記の注意事項を満たさなければなりません。

 

対応される要素の増分がすべて同じであること

要素1, 3, 5, 7(G1)に入力されたPC鋼材の属性は増分が50で、すべて同じですが、要素51, 53, 55, 57(G2)にはコピー/移動できます。しかし、要素11, 12, 13, 14(G3)にはコピー/移動できません。

対応される要素の数が同じであること
要素 1, 3, 5, 7(G1)に入力されたPC鋼材の属性は、要素数が4個で同じのG4には移動できますが、G5にはコピー/移動できません。下の図から分かるように、要素の長さとは関係ありません。

 

要素増分オプション使用時の注意事項

 

NOTE.png

1. 要素増分のオプションは、要素タイプでPC鋼材の属性が定義されている場合にのみ選択できます。.

2. 要素増分のオプションは、割り当てられた要素と挿入ポイントに含まれる要素の変更です。

 

同一距離 : 絶対距離を入力して、PC鋼材の属性をコピー/移動する位置を指定します。このオプションを使用する際の注意事項は以下の通りです。

現在、要素の挿入位置から入力された距離だけ離れた場所に新しくPC鋼材の属性が指定される要素が存在しなければなりません。要素が存在しない場合には、「[エラー] PC鋼材の属性 OOOをコピー/移動する要素挿入位置が見つかりません。」というエラーメッセージが出力されます。

 

開始要素に他の複数の要素が連結されている場合には、最も直線上に近い連結された要素にPC鋼材の属性が指定されます。

直線/曲線で入力された場合には、既存要素と新しい位置の要素で、要素の長さなどの分割形態が同じである必要があります。

既存要素割当 : 同一要素内でPC鋼材の属性をコピーする場合に選択します。同一要素内で位置が異なるようにして入力されるウェブPC鋼材に有用です。このオプションをチェックオフすると、入力された距離だけ離れた位置に要素が存在すればコピーが可能になりますが、このオプションをチェックオンした場合、現在のPC鋼材の属性をコピーする位置に要素が存在しなくても問題ありません。

 

新規要素割当 : 割り当てる要素と挿入点を改めて指定し、PC鋼材の属性をコピー/移動します。

 


 

PC鋼材長さの自動調節

PC鋼材の属性をコピー/移動した後、新しく指定される要素の全長が既存要素の長さと異なる場合、長さの割合を考慮してPC鋼材の座標(長さ)を自動的に調整します。

 

PC鋼材の配置形状の定義ダイアログボックス

 


 

移動

選択したPC鋼材の属性を移動します。

 


 

PC鋼材の名称

PC鋼材の名称を入力します。

NOTE.png PC鋼材に与えられる名前は英字 20文字(日本語で10文字)で制限されている。

NOTE.png midas Civilの橋ウィザードは、以下のPC鋼材名を自動的に割り当てます。

 

押出工法モデルウィザード

Top n-m : 上部のPC鋼材

BOT n-m : 下部のPC鋼材

ここで,

n: PC箱桁断面の右端から始まり、x軸方向に中央線まで順にPC鋼材の番号を付けます。左半分の部分には対称的にPC鋼材の番号を付与します。

NOTE.png

要素のx軸は、開始点(左端)から終点(右端)へと向かっています。しかし、架設(ランチング)方向は橋の右端から左端へとなります。

m: 橋の左端から順に、PC鋼材のグループをサイクルごとに表す番号です。

04-TP-ILM_top.jpg

04-TP-ILM_bot_tendon.jpg

 

Web n-m : Type 1 で定義された腹部のPC鋼材

ここで n: PC箱桁断面の右側のウェブから始まり、x軸方向に順に付けられるPC鋼材の番号

m: 橋の左端から順に付けられるPC鋼材グループの番号

04-TP-ILM_web_1_left.jpg

04-TP-ILM_web_1_side.jpg

 

Web n : Type 2 で定義された腹部のPC鋼材

ここでN:PC箱桁断面をx軸方向に見たとき、右下のウェブから順に付けられるPC鋼材の番号

04-TP-ILM_web_side.jpg04-TP-ILM_web_top.jpg

 

張出架設工法ウィザード

Top n-m : n番目の橋脚で、m番目のシーケンスで緊張された上部PC鋼材。

FSMBot n-m : FSMゾーン内で、m番目のシーケンスで緊張された下部PC鋼材。

ここで、n は以下を示す:

1: 開始点(左端)のFSMゾーン

2: 終点(右端)のFSMゾーン

Bot n-m:n番目の支間で、m番目のシーケンスで緊張された下部PC鋼材。

ここで、n:左端から数えた順番の支間番号(両端の外側支間を除く)。

 

 

移動支保工/固定支保工工法ウィザード

CSnam-l:CSnの施工ステージで活性化される要素に配置されたPC鋼材

ここで、a、b:ウェブの外側面(a)および内側面(b)に配置されるPC鋼材

m:PC箱桁断面の下端からの順序層番号

l, r:PC箱桁断面の左側ウェブ(l)及び右側ウェブ(r)に配置されるPC鋼材

 


 

グループ

PC鋼材グループを定義します。PC鋼材グループを定義すると、PC鋼材の座標、応力、およびプレストレス損失をPC鋼材グループごとに確認できます。新規追加、修正、または既存のPC鋼材グループの削除を行うには、右側のボタン....pngをクリックしてください。PC鋼材グループは、同じPC鋼材特性を持つPC鋼材に割り当てることができます。


 

PC鋼材の材料と断面

PC鋼材の属性を指定します。追加で入力するか、修正、削除が必要な場合に右側の....png をクリックします。

 


 

配置位置上の要素番号

PC鋼材が割り当てられた要素の番号を入力します。 midas Civil NXの選択機能を使用すると画面で選択された要素の番号が自動で入力されます。

 


 

入力タイプ

PC鋼材の属性を入力する際の座標入力の次元を指定します。

2-D : PC鋼材の属性を入力する際、2次元座標として入力します。

3-D : PC鋼材の属性を入力すると、3次元座標として入力します。

 


 

曲線タイプ

PC鋼材が曲線配置される形式を指定します。

スプライン : PC鋼材の配置を定義する点を連結する曲線のうち、曲率が最小となる曲線を計算し、自動的に配置します。

ラウンド : PC鋼材の配置を定義する点を連結する直線に接する円に沿ってPC鋼材を配置します。

NOTE.png 外部PC鋼材は直線に配置されます。PC鋼材の配置は、表示設定の「Misc」タブで「PC鋼材の配置形状」オプションを有効にすることで確認できます。

 


 

定着部PC鋼材の直線長さ

PC鋼材の最初と最後の部分の直線配置される長さを入力します。

始点 : 開始部分の直線の長さ

終点 : 終了部分の直線の長さ

 


 

同一形状のPC鋼材

PC鋼材を定義する機能です。このオプションをチェックし、右側にPC鋼材の数を入力すると、現在のプロファイルを持つPC鋼材が入力された数だけ存在するものと認識され、解析に反映されます。橋梁の計画段階で簡単な解析を行う場合、長時間かかる3次元のPC鋼材配置の代わりに、この代表PC鋼材機能を利用することで、1つのプロファイルのみを定義して作業時間を短縮できます。

解析結果の出力時には、1つのPC鋼材に対する結果が出力されます。

PC鋼材の本数 : 代表的なPC鋼材を形成するPC鋼材の数

 


 

伝達長

PC鋼材の無応力場の長さを入力します。PC鋼材の無応力場とは、定着具部分または部材の端部で、PC鋼材による圧縮応力が部材の上端または下端に導入されない現象です。

この無応力場の長さは、ユーザーが直接入力するか、計算式によって自動的に入力することができます。計算式による自動入力方式は、PC鋼材のプロパティにより、ポストテンションとプレテンションの2種類に分けられます。

 

ユーザー入力長さ : ユーザーが直接無応力場の長さを入力します。

始点 : 開始部分の無応力場の長さ

終点 : 終了部分の無応力場の長さ

 

自動計算(0.5x(H+Bf/n) : ポストテンションの場合、次の式で無応力場の長さが自動的に計算されます。

L=0.5x(H+Bf/n)

ここで: H: 断面の高さ、Bf:フランジの幅、n:腹部の個数(1室の場合は2個)

自動計算(65xストランド径) : プレテンションの場合、伝達長は以下のように自動計算されます。

L=65xストランド径

NOTE.png プレストレス鋼材の応力は、接着が始まる点で0.0から始まり、伝達長の終端で損失後の有効応力に至るまで線形に変化すると仮定されます。伝達長に沿ったPC鋼材の応力は即時損失後に線形で決定され、その後、クリープ、収縮、リラクセーションによる損失が時間とともに計算されます。

 


 

付着すべり

付着すべりされたストランドの付着すべり長さを入力します。このオプションは、プレテンションタイプのPC鋼材にのみ利用可能です。

付着すべり長

始点 : 付着すべり長さの開始部分

終点 : 付着すべり長さの終了部分

NOTE.png1

"荷重 > プレストレス > プレストレス > PC鋼材の配置形状 > PC鋼材プロパティの一括変更"
付着すべり長さと伝達長さは、複数のストランドについて一度に変更できます。

NOTE.png 2

梁の全長(付着すべり部分を含む)のPC鋼材の配置形状を定義すると、プログラムは開始点および終了点で指定された付着すべり長さの値に基づいて、付着された部分の影響を自動的に考慮します。

debonded.png

 


 

配置形状

PC鋼材の始点を原点とする仮想の座標系(PC鋼材座標系)に対して、PC鋼材が位置する点の座標を入力し、PC鋼材の配置を定義します。PC鋼材の配置を定義するために必要な個数だけ入力でき、少なくとも2つの位置情報(最初と最後)は入力する必要があります。

 

参照軸

PC鋼材の座標を入力する方法を選択します。

直線 : 直線で配置されるPC鋼材を入力する場合、PC鋼材座標を全体座標系を基準に入力します。

曲線 : 曲線形態で配置されるPC鋼材を入力する場合、直線と同じく、全体座標系を基準にPC鋼材座標を入力します。

要素 : PC鋼材の形状に関係なく、PC鋼材の座標をPC鋼材が定義されている要素の要素座標系を基準に入力します。

NOTE.png 要素で入力されたPC鋼材の場合、要素の移動の際にPC鋼材の属性も同時に移動されます。

NOTE.png 要素タイプでPC鋼材の属性を定義した場合、緊張材の曲率摩擦による損失(曲率摩擦)は、要素の軸線を基準に計算されます。要素のローカルl-x軸を基準に、ローカルl-y軸およびローカルz軸方向への曲率のみを考慮し、橋梁の線形変化が曲率摩擦に与える影響を反映することはできません。つまり、曲線橋を直線に伸ばした状態で曲率摩擦を計算します。

 

 

曲線タイプてスプラインを選択した場合

ユーザーが入力した点を通り、曲率が最小となる曲線に沿ってPC鋼材を配置します。

x, y, z : PC鋼材座標系を基準としたPC鋼材が通過する点の座標

fix : ボックスをチェックして、 当該位置でPC鋼材の接線の角度を固定します。

Ry :「fix」にチェックした場合、PC鋼材座標系のx-z平面でx軸と成す接線の角度を入力します。

Rz :「fix」にチェックした場合、PC鋼材座標系のx-y平面でx軸と成す接線の角度を入力します。

NOTE.png PC鋼材の配置形状は、幾何学的な仕様に従い、曲率の変化を最小限に抑えて作成されます。

 


曲線タイプでラウンドを選択した場合

PC鋼材の形状は、直線と一定の半径を持つ弧の組み合わせで構成されます。

 

If_Round_is_selected_in_Curve_Type_1.jpg

R : 当該点での弧の半径を入力します。

If_Round_is_selected_in_Curve_Type_2.jpg

追加

: 入力した節点の右側に、追加の節点を生成します。

: 入力した節点の左側に、追加の節点を生成します。

A[deg] : ユーザーが入力した節点と、追加で生成された点を結ぶ直線とx軸が形成する角度。x軸を基準に、上方向が(+)、下方向が(-)となります。

h : ユーザーが入力した節点から、追加で生成される点までのy方向またはz方向の距離。(距離であるため、正の値でなければなりません。)

r : 追加で生成される点における円弧の半径。

 

NOTE.png

以下の図に示すようなPC鋼材の配置形状を作成する際、入力タイプとして2D、曲線タイプとして円弧を選択すると、座標 (x1, y1)、(x2, y2) および A1, A2, h1, h2, r1, r2 を使用して簡単に作成できます。

PC鋼材を入力した座標の右側に配置する場合は、[追加] 列で「右」を選択し、左側に配置する場合は「左」を選択してください。

04-TP.jpg

04-TP-Input_Tendon_Profile_by_using_2D_Round_2.jpg

Input Tendon Profile by using 2D Round

 

 

Input Tendon Profile by using 2D Round

 

BOT:断面の底からの垂直距離(z距離)が同一のPC鋼材の配置形状において、2つの点でBOTにチェックを入れると、チェックされたポイント間ではz座標と断面下端までの距離が維持されます。BOTにチェックされた2つの点の断面下端からの距離が異なる場合、PC鋼材は直線とみなされ、中間地点の座標は線形補間されます。

ただし、以下の場合はチェックできません。

  • スプラインの場合: 該当ポイントが直線区間に含まれている場合、BOTにチェックできません。
  • ラウンドの場合: 該当ポイントにRが入力されている場合、BOTにチェックできません。

対称点

始点 : 現在のPC鋼材の始点の位置を対称軸とみなします。

終点 : 現在のPC鋼材の終点の位置を対称軸とみなします。

対称PC鋼材の作成 : 選択した対称点(始点まらは終点)に基づいて、PC鋼材を生成します。

 

参照軸で直線を選択した場合

PC鋼材の挿入点

PC鋼材の開始位置(PC鋼材座標系の原点)の基準座標を、全体座標系を基準に入力します。

 x軸方向

 PC鋼材の配置によって定義されるPC鋼材座標系のx軸方向を指定します。

 X : x軸が全体座標系のX軸と平行

 Y : x軸が全体座標系のY軸と平行

 ベクトル : 下部の入力欄にx軸の方向ベクトルを入力

 x軸回転角

テーブルで配置したPC鋼材を、PC鋼材座標系のx軸に対して回転させて配置するため、回転 角を入力します。これは、傾いた腹部PC鋼材を配置する際に使用します。

NOTE.png
x軸の回転角度は -85 ~ + 85 度の間に入力する必要があります。

 投影

テーブルを通して配置されたPC鋼材が回転した後、平面上に投影される位置にPC鋼材を配置します。

  縦方向の傾斜角度

PC鋼材は全体座標系のY軸またはZ軸を中心に回転させて配置します。これは、ローカルx軸を中心に傾斜(回転)した断面にPC鋼材を配置する際に便利な機能です。

NOTE.pngPC鋼材は梁要素にのみ配置可能です。割り当てられた梁要素は必ずしも相互に接続されている必要はありません。PC鋼材の配置形状は、表示の「Misc.」タブで適切なチェックボックスをオンにすることで確認できます。外部PC鋼材は直線的な配置形状を保持するものと見なされます。

 

参照軸で曲線を選択した場合

PC鋼材の挿入点

PC鋼材の開始位置(PC鋼材座標系の原点)の基準座標を、全体座標系を基準に入力します。

半径中心(X, Y)

全体座標系を基準に円の中心座標を入力します。

偏心 : 円の半径方向に投影された位置にPC鋼材を配置します

NOTE.png 曲線状のPC鋼材形状の場合、PC鋼材はPC鋼材の開始点(PC鋼材座標系の原点)と円の中心で形成された半径によって定義される円周に沿って配置されます。この時、偏心距離を入力すると、入力した円の中心に対して偏心距離だけ増加(または減少)された半径で形成される円の弧にPC鋼材を配置します。その後、変更された円周に沿ってPC鋼材が配置されます。複数のPC鋼材を隣接して配置する場合は、コピー機能を使って以前に入力したPC鋼材をコピーし、偏心距離を変更することでコピーしたPC鋼材を移動させて配置します。

方向

CW : 曲線を時計回りに定義

CCW : 曲線を反時計回りに定義

x軸回転角度

テーブルで配置したPC鋼材をPC鋼材座標系のx軸に対して回転させて配置するため、回転角を入力します。傾いた腹部のPC鋼材を配置する際に使用します。

NOTE.png x軸の回転角度は -85 ~ + 85 度の間に入力する必要があります。

投影

テーブルを通して配置されたPC鋼材が回転した後、平面上に投影される位置にPC鋼材を配置します。

縦方向の傾斜角度
PC鋼材は全体座標系のY軸またはZ軸を中心に回転させて配置します。これは、ローカルx軸を中心に傾斜(回転)した断面にPC鋼材を配置する際に便利な機能です。

NOTE.png PC鋼材は梁要素にのみ配置可能です。割り当てられた梁要素は必ずしも相互に接続されている必要はありません。PC鋼材の配置形状は、表示の「Misc.」タブで適切なチェックボックスをオンにすることで確認できます。外部PC鋼材は直線的な配置形状を保持するものと見なされます

 

参照軸で要素を選択した場合

PC鋼材の挿入点

PC鋼材の始点の位置に該当する要素番号を入力します。

I-端:指定した要素の I端を起点として扱います。

J-端:指定した要素の J端を起点として扱います。

 

x軸方向

参照軸が要素である場合、PC鋼材の配置のために定義されるPC鋼材座標系のx軸方向を定義します。

I->J:PC鋼材座標系のx軸方向を、既に指定した要素のI端からJ端方向として定義

J->I:PC鋼材座標系のx軸方向を、既に指定した要素のJ端からI端方向として定義

 

x軸回転角度

テーブルで配置したPC鋼材をPC鋼材座標系のx軸に対して回転させて配置するため、回転角を入力します。傾いた腹部PC鋼材を配置する際に使用します。

NOTE.png
x軸の回転角度は -85 ~ + 85 度の間に入力する必要があります。

投影

テーブルを通して配置されたPC鋼材が回転後の平面上に投影される位置にPC鋼材を配置します。

 

偏心:要素座標系の方向でPC鋼材のオフセット距離を指定します。

y : 要素座標系のy軸方向に対して平行移動する距離

z : 要素座標系のz軸方向に対して平行移動する距離

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