JP2000303609A - Equipment, method and recording medium for structural designing of hollow slab - Google Patents

Equipment, method and recording medium for structural designing of hollow slab

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JP2000303609A
JP2000303609A JP11115533A JP11553399A JP2000303609A JP 2000303609 A JP2000303609 A JP 2000303609A JP 11115533 A JP11115533 A JP 11115533A JP 11553399 A JP11553399 A JP 11553399A JP 2000303609 A JP2000303609 A JP 2000303609A
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hollow slab
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vector
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治郎 國枝
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繁洋 諸岡
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浩孝 浜口
Yukio Ogiwara
幸夫 荻原
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide equipment for structural designing of a hollow slab capable of thoroughly performing optimum structural design as well as a method and recording media therefor. SOLUTION: This equipment 1 for structural designing of hollow slab comprises a storage section 3 and a processing section 2 having a dividing section 20 for dividing a hollow slab into a plurality of elements depending upon the number of divisions input, a strain calculating section (strain calculating means) 21 calculating displacements and strains occurred in the hollow slab, stress calculating section (stress calculating means) 22 for calculating stresses occurred in the hollow slab, a deflection decision section (first decision means) 23 deciding the safety related to the deflection in the hollow slab, cracking decision section (second decision means) 24 for deciding the safety related to the cracking in the hollow slab, a steel bar quantity calculating section (steel bar quantity calculating means) 25 for calculating the quantity of steel bar required for the hollow slab, and a shearing force decision section (third decision means) 26.

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、円柱状中空構造を
有する鉄筋コンクリート床(中空スラブ)の構造設計に
用いる中空スラブ構造設計装置、方法、及び、その記録
媒体に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an apparatus and a method for designing a hollow slab structure for use in a structural design of a reinforced concrete floor (hollow slab) having a cylindrical hollow structure, and a recording medium therefor.

【0002】[0002]

【従来の技術】一般に、鉄筋コンクリート床板構造物
は、固定荷重や積載荷重が常時作用するものとし、構造
強度、使用性能の許容限界に対し適切な余裕度をもち、
その安全性が確保できるように構造設計される。また、
従来行われている鉄筋コンクリート床板構造物の設計
は、日本建築学会「鉄筋コンクリート構造計算基準・同
解説」に準拠したものとなっている。
2. Description of the Related Art In general, a reinforced concrete floor panel structure is to be subjected to a fixed load or a loaded load at all times, and has an appropriate margin for an allowable limit of structural strength and use performance.
The structure is designed to ensure its safety. Also,
Conventionally, the design of a reinforced concrete floor plate structure is based on the Architectural Institute of Japan's "Reinforced Concrete Structural Calculation Standards / Comments".

【0003】[0003]

【発明が解決しようとする課題】こうした構造設計に係
る計算は、ある仮定のもとでなされるが、簡単化された
仮定に基づく構造計算では、構造物の正しい変位、応力
性状を把握しきれないことがある。これは、構造計算の
ために仮定した構造系が、実現象を模擬できないためで
ある。現在、鉄筋コンクリート床板構造物において、軽
量化、省資材化および小梁なし大スパン構造を目的とし
て、床板構造物内部にボイド(中空のパイプ状部材)を
配列した工法が実用化されている(この工法による床板
構造物を中空スラブと称す)。しかし、建築物全体の構
造設計法、電算プログラムは一般に知られているが、中
空スラブの適切な構造計算法、特に異方性を考慮した有
限要素法による合理的な構造計算法は、あまり知られて
いない。
The calculations for such a structural design are made under certain assumptions, but the structural calculations based on the simplified assumptions make it possible to grasp the correct displacement and stress properties of the structure. There may not be. This is because the structural system assumed for the structural calculation cannot simulate an actual phenomenon. At present, a method of arranging voids (hollow pipe-shaped members) inside a floor slab structure has been put to practical use in a reinforced concrete floor slab structure for the purpose of weight reduction, material saving, and a large span structure without a small beam. The floor panel structure by the construction method is called a hollow slab.) However, although the structural design method and computer program for the whole building are generally known, there is not much known about the appropriate structural calculation method for hollow slabs, especially the rational structure calculation method using the finite element method considering anisotropy. Not been.

【0004】本発明は、上記の点に鑑みてなされたもの
で、中空スラブの構造設計において、最適な構造設計を
一貫して行える中空スラブ構造設計装置、またその方
法、及び、その記録媒体を提供するものである。
SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made in view of the above points, and has an object to provide a hollow slab structure designing apparatus, a method thereof, and a recording medium capable of performing an optimum structural design consistently in the structural design of a hollow slab. To provide.

【0005】[0005]

【課題を解決するための手段】本発明の中空スラブ構造
設計装置は、中空スラブに生ずる歪みおよび応力の算出
に用いる入力データが入力される入力部と、前記中空ス
ラブにかかる荷重をもとに該中空スラブの変位および歪
みを算出する歪算出手段と、さらに、前記歪算出手段に
より算出された中空スラブの歪みをもとに該中空スラブ
に生ずる応力を算出する応力算出手段とを含む処理部
と、前記入力データと、前記処理部により算出されるデ
ータを記憶する記憶部と、前記処理部により算出された
結果を出力する出力部とを備え、前記歪算出手段は、
{P}=[K]{δ}、(ここで、{P}:荷重ベクト
ル、[K]:直交異方性を考慮した曲げ剛性マトリクス
[D]を用いて求められる剛性マトリクス、{δ}:変
位ベクトル)で表せる荷重ベクトルと変位ベクトルの関
係式を用いて、前記入力データをもとに荷重ベクトルと
剛性マトリクスを設定し変位を算出するとともに、さら
に算出された変位をもとに歪みを算出し、前記応力算出
手段は、{M}=[D]{ε}、(ここで、{M}:応
力ベクトル、[D]:直交異方性を考慮した曲げ剛性マ
トリクス、{ε}:歪ベクトル)で表せる応力ベクトル
と歪ベクトルの関係式を用いて、前記入力データおよび
前記歪み算出手段により算出された歪みをもとに、
According to the present invention, there is provided a hollow slab structure designing apparatus, comprising: an input unit for inputting input data used for calculating strain and stress generated in a hollow slab; and a load applied to the hollow slab. A processing unit including a strain calculating unit that calculates a displacement and a strain of the hollow slab, and a stress calculating unit that calculates a stress generated in the hollow slab based on the strain of the hollow slab calculated by the strain calculating unit. And the input data, a storage unit that stores data calculated by the processing unit, and an output unit that outputs a result calculated by the processing unit, wherein the distortion calculation unit,
{P} = [K] {δ} (where, {P}: load vector, [K]: stiffness matrix obtained by using bending stiffness matrix [D] considering orthogonal anisotropy, {δ} : Displacement vector), a load vector and a stiffness matrix are set based on the input data to calculate a displacement, and a distortion is calculated based on the calculated displacement. The stress calculating means calculates {M} = [D] {ε} (where, {M}: stress vector, [D]: bending stiffness matrix considering orthogonal anisotropy, {ε}: Using a relational expression between a stress vector and a strain vector that can be expressed by a strain vector), based on the input data and the strain calculated by the strain calculating unit,

【数7】 (Equation 7)

【数8】 ただし、kx、ky、k1、kxy:直交異方性を考慮した
係数、E:縦弾性係数、t:床厚、ν:ポアソン比、を
設定し応力の算出を行うことを特徴とする。
(Equation 8) However, k x, k y, k 1, k xy: coefficient considering the orthotropic, E: Young's modulus, t: a bed depth, [nu: characterized by performing the calculation of the Poisson's ratio, set the stress And

【0006】本発明は、一方向に配列されるボイド(中
空のパイプ構造)を含む中空スラブの直交異方性を考慮
し、ボイド平行方向とボイド直交方向の2方向に対し応
力を算出している。なお、ボイドと平行な方向をボイド
平行方向と呼び、直交する方向をボイド直交方向と呼
ぶ。
The present invention takes into account the orthogonal anisotropy of a hollow slab including voids (hollow pipe structure) arranged in one direction, and calculates stress in two directions, a parallel direction to the void and a direction perpendicular to the void. I have. Note that a direction parallel to the void is called a void parallel direction, and a direction orthogonal to the void is called a void orthogonal direction.

【0007】また、前記中空スラブ構造設計装置におい
て、前記歪算出手段および応力算出手段は、複数の要素
に分割された中空スラブの各要素毎に境界条件に応じ
た、前記変位・歪みの算出と前記応力の算出を行うこと
を特徴とする。なお、ここでいう境界条件とは、ピン支
持・固定支持・固定端モーメントの曲げ戻しを考慮した
固定度を含むものである。本発明によれば、境界条件に
応じた、中空スラブに生ずる変位、歪み、応力を算出で
きる。
In the hollow slab structure designing apparatus, the strain calculating means and the stress calculating means calculate the displacement and strain according to a boundary condition for each element of the hollow slab divided into a plurality of elements. The calculation of the stress is performed. Here, the boundary condition includes a degree of fixation in consideration of bending back of the pin support / fixed support / fixed end moment. According to the present invention, displacement, strain, and stress generated in a hollow slab according to a boundary condition can be calculated.

【0008】また、前記中空スラブ構造設計装置におい
て、前記応力算出手段は、境界要素法を用いて、曲げモ
ーメントによる、中空のないスラブの断面端部の水平方
向の変位dpと中空スラブの断面端部の水平方向の変位
yを算出し、前記係数kyの値を、ky=dp/dy、と
して算出することを特徴とする。
Further, in the hollow slab structure designing apparatus, the stress calculating means uses a boundary element method to calculate a horizontal displacement d p of a cross-sectional end of the solid slab due to a bending moment and a cross-section of the hollow slab. calculating a horizontal displacement d y end, the value of the coefficient k y, and calculates k y = d p / d y , as.

【0009】また、前記中空スラブ構造設計装置におい
て、前記処理部は、前記歪算出手段が算出した中空スラ
ブの最大変位にクリープを考慮した安全係数を乗じた値
と、基準値とを比較し、中空スラブのたわみに係る安全
性を判定する第1の判定手段を含むことを特徴とする。
本発明によれば、中空スラブのたわみに係る安全性を自
動的に判定できる。
In the hollow slab structure designing apparatus, the processing unit compares a value obtained by multiplying a maximum displacement of the hollow slab calculated by the strain calculating means by a safety factor in consideration of creep with a reference value, It is characterized by including first determining means for determining the safety of the deflection of the hollow slab.
ADVANTAGE OF THE INVENTION According to this invention, the safety regarding the bending of a hollow slab can be determined automatically.

【0010】また、前記中空スラブ構造設計装置におい
て、前記処理部は、前記応力算出手段が算出した中空ス
ラブに発生する最大応力と、Mc=k・(Fc)
1/2Z、ただし、k:係数、Fc:コンクリート設計強
度、Z:断面係数、で示されるひび割れモーメントMc
とを比較し、中空スラブのひび割れに係る安全性を判定
する第2の判定手段を含むことを特徴とする。なお、係
数kは別途定められるものであり、例えばFcの単位を
[kg/cm 2]、Zの単位を[cm3/m]とすると
き、その値として1.8を用いる。本発明によれば、中
空スラブのひび割れに係る安全性を自動的に判定でき
る。
Further, in the hollow slab structure designing apparatus,
The processing unit may include a hollow switch calculated by the stress calculator.
Maximum stress generated in the rub and Mc = k · (Fc)
1/2Z, where k: coefficient, Fc: concrete design strength
Degree, Z: Crack moment Mc expressed by section modulus
To determine the safety of cracks in hollow slabs
It is characterized by including a second judging means for performing the judgment. In addition,
The number k is determined separately. For example, the unit of Fc is
[Kg / cm Two], The unit of Z is [cmThree/ M]
Then, 1.8 is used as the value. According to the present invention,
Automatically determine the safety of cracks in empty slabs
You.

【0011】また、前記中空スラブ構造設計装置におい
て、前記記憶部は、ボイド直交方向の配筋の要素形状に
関する応力集中係数αを記憶し、前記処理部は、中空ス
ラブに必要な鉄筋量Nを、前記応力集中係数αを用いて
算出する鉄筋量算出手段を含むことを特徴とする。具体
的には、N’=αM×102/(ftjasB)、ただ
し、α:要素形状に関する応力集中係数、M:応力の最
大値[tm/m]、ft:鉄筋の許容引張応力度[t/
cm2]、j:応力中心間距離[cm]、as:使用する
鉄筋1本当たりの断面積[cm2]、B:単位幅[c
m]、より算出されるN’の少数値を切り上げた値Nと
して鉄筋量Nを算出する。
In the hollow slab structure designing apparatus, the storage unit stores a stress concentration coefficient α relating to an element shape of a reinforcing bar in a direction perpendicular to the void, and the processing unit stores a reinforcing steel amount N required for the hollow slab. And a rebar amount calculating means for calculating using the stress concentration coefficient α. Specifically, N '= αM × 10 2 / (f t ja s B), however, alpha: stress concentration factor for element shapes, M: maximum value of the stress [tm / m], f t : permissible rebar Tensile stress [t /
cm 2], j: stress center distance [cm], a s: cross-sectional area per one reinforcing bars used [cm 2], B: unit width [c
m], the rebar amount N is calculated as a value N obtained by rounding up the decimal value of N ′ calculated as described above.

【0012】本発明は、ボイド直交方向の鉄筋の配筋に
ボイドに対する応力集中を考慮し、必要な鉄筋量を求め
ている。すなわち、中空スラブの構造に適した算出を行
っている。なお、応力中心間距離は、例えば、d×7/
8(ただしdは、配筋される鉄筋と床下面までの距離)
として設定される。本発明によれば、中空スラブに必要
な鉄筋量を自動的に算出できる。また、中空スラブを要
素に分割し、要素毎に必要な鉄筋量を算出することで、
必要最小限の配筋を行うことができる。
According to the present invention, the necessary amount of reinforcing bars is determined in consideration of stress concentration on the voids in the reinforcing bars arranged in the direction perpendicular to the voids. That is, calculation suitable for the structure of the hollow slab is performed. The distance between the stress centers is, for example, d × 7 /
8 (However, d is the distance between the reinforcing steel to be laid and the floor underneath)
Is set as ADVANTAGE OF THE INVENTION According to this invention, the amount of rebar required for a hollow slab can be calculated automatically. Also, by dividing the hollow slab into elements and calculating the amount of rebar required for each element,
The minimum necessary arrangement of bars can be performed.

【0013】また、前記中空スラブ構造設計装置におい
て、前記処理部は、前記処理部は、ボイド平行方向に対
しτ=Qx×(B/b)/(7/8×(H−dt))、
ボイド直交方向に対しτ=Qy/(7/8×(H−
φ))、ただし、Qx:ボイド平行方向の最大せん断力
[t/m]、Qy:ボイド直交方向の最大せん断力[t
/m]、B:ボイド中心間距離、b:ボイド外径間距
離、H:床厚、φ:ボイド直径、dt:床の引張縁より
鉄筋重心までの距離、で示されるせん断応力度τと、許
容せん断応力度とを比較し、中空スラブに発生するせん
断力に係る安全性を判定する第3の判定手段を含むこと
を特徴とする。本発明によれば、中空スラブに生ずるせ
ん断力に係る安全性を自動的に判定できる。
In the hollow slab structure designing apparatus, the processing unit may be configured such that τ = Qx × (B / b) / (7/8 × (H- dt )) with respect to the void parallel direction. ,
Τ = Qy / (7/8 × (H−
φ)), where Qx: maximum shear force in the direction parallel to the void [t / m], Qy: maximum shear force in the direction perpendicular to the void [t]
/ M], B: distance between void centers, b: distance between void outer diameters, H: floor thickness, φ: void diameter, d t : distance from tensile edge of floor to bar center of gravity, τ And a third determination unit that compares the allowable shear stress level with the allowable shear stress level and determines safety related to a shear force generated in the hollow slab. ADVANTAGE OF THE INVENTION According to this invention, the safety | security regarding the shearing force which arises in a hollow slab can be determined automatically.

【0014】本発明の中空スラブ構造設計方法は、中空
断面をもつスラブにおけるボイド平行方向の断面2次モ
ーメントIxを算出する手順と、中空断面をもたないス
ラブにおけるボイド平行方向の断面2次モーメントI0
を算出する手順と、前記断面2次モーメントIxをI0
除算し係数kxを算出する手順と、境界要素法を用い
て、曲げモーメントによる、中空断面をもたないスラブ
の断面端部の水平方向の変位dpと中空スラブの断面端
部の水平方向の変位dyを算出する手順と、前記曲げモ
ーメントによる、中空断面をもたないスラブの断面端部
の水平方向の変位d pを中空スラブの断面端部の水平方
向の変位dyで除算し係数kyを算出する手順と、前記係
数kx、kyの平均をとり、該平均値を係数k1、kxy
して設定する手順と、{P}=[K]{δ}、(ここ
で、{P}:荷重ベクトル、[K]:直交異方性を考慮
した曲げ剛性マトリクス[D]を用いて求められる剛性
マトリクス、{δ}:変位ベクトル)で表せる荷重ベク
トルと変位ベクトルの関係式を用いて、前記入力データ
をもとに荷重ベクトルと剛性マトリクスを設定し変位を
算出するとともに、さらに算出された変位をもとに歪み
を算出する手順と、{M}=[D]{ε}、(ここで、
{M}:応力ベクトル、[D]:直交異方性を考慮した
曲げ剛性マトリクス、{ε}:歪ベクトル)で表せる応
力ベクトルと歪ベクトルの関係式を用いて、前記入力デ
ータおよび前記歪算出手段により算出された歪みをもと
に、
The method of designing a hollow slab structure of the present invention
In the slab with a cross section, the secondary section in the void parallel direction
Comment IxCalculation procedure and the space without hollow section
Second moment of area I in the direction parallel to the void in the love0
And the second moment of area IxTo I0so
Division factor kxUsing the boundary element method
Slab without hollow section due to bending moment
Horizontal displacement d of the cross-sectional end ofpAnd the cross-sectional end of the hollow slab
Horizontal displacement dyCalculating the bending mode
Section end of slab without hollow section
Horizontal displacement d of pThe cross section of the hollow slab is horizontal
Displacement dyDivided by kyCalculating the
Number kx, KyAnd the average is taken as the coefficient k1, KxyWhen
{P} = [K] {δ}, (here
Where {P}: Load vector, [K]: Orthotropic
Stiffness determined using the calculated bending stiffness matrix [D]
Matrix, {δ}: Displacement vector)
Using the relational expression between torque and displacement vector, the input data
Set the load vector and stiffness matrix based on
Calculate and calculate the distortion based on the calculated displacement.
And {M} = [D] {ε}, where
{M}: stress vector, [D]: considering orthotropic
Flexural rigidity matrix, {ε}: Strain vector)
Using the relational expression between the force vector and the strain vector, the input data
Data and the distortion calculated by the distortion calculating means.
To

【数9】 (Equation 9)

【数10】 ただし、kx、ky、k1、kxy:直交異方性を考慮した
係数、E:縦弾性係数、t:床厚、ν:ポアソン比、を
設定し応力を算出する手順と、を含むことを特徴とす
る。
(Equation 10) Here, k x , k y , k 1 , k xy : a coefficient considering orthogonal anisotropy, E: longitudinal elastic modulus, t: floor thickness, ν: Poisson's ratio, and a procedure for calculating stress. It is characterized by including.

【0015】本発明は、中空スラブ構造設計装置におけ
る歪応力算出プログラムを記録した記録媒体であって、
中空断面をもつスラブにおけるボイド平行方向の断面2
次モーメントIxを算出する手順と、中空断面をもたな
いスラブにおけるボイド平行方向の断面2次モーメント
0を算出する手順と、前記断面2次モーメントIxをI
0で除算し係数kxを算出する手順と、境界要素法を用い
て、曲げモーメントによる、中空断面をもたないスラブ
の断面端部の水平方向の変位dpと中空スラブの断面端
部の水平方向の変位dyを算出する手順と、前記曲げモ
ーメントによる、中空断面をもたないスラブの断面端部
の水平方向の変位dpを中空スラブの断面端部の水平方
向の変位dyで除算し係数kyを算出する手順と、前記係
数kx、kyの平均をとり、該平均値を係数k1、kxy
して設定する手順と、{P}=[K]{δ}、(ここ
で、{P}:荷重ベクトル、[K]:直交異方性を考慮
した曲げ剛性マトリクス[D]を用いて求められる剛性
マトリクス、{δ}:変位ベクトル)で表せる荷重ベク
トルと変位ベクトルの関係式を用いて、前記入力データ
をもとに荷重ベクトルと剛性マトリクスを設定し変位を
算出するとともに、さらに算出された変位をもとに歪み
を算出する手順と、{M}=[D]{ε}、(ここで、
{M}:応力ベクトル、[D]:直交異方性を考慮した
曲げ剛性マトリクス、{ε}:歪ベクトル)で表せる応
力ベクトルと歪ベクトルの関係式を用いて、前記入力デ
ータおよび前記歪み算出手段により算出された歪みをも
とに、
[0015] The present invention is a recording medium recording a strain stress calculation program in a hollow slab structure designing apparatus,
Section 2 in the void parallel direction in a slab having a hollow section
And procedures for calculating the next moment I x, the procedure for calculating the second moment I 0 of voids parallel direction in the slab without a hollow section, the second moment I x I
Using the boundary element method and the procedure of calculating the coefficient k x by dividing by 0 , the horizontal displacement d p of the cross-sectional end of the slab having no hollow section due to the bending moment and the cross-sectional end of the hollow slab a step of calculating a horizontal displacement d y, wherein by bending moment, the horizontal displacement d p of the cross-sectional end portion of the slab having no hollow cross-section in the horizontal displacement d y of the cross-section end of the hollow slabs Dividing the coefficient k y , calculating the coefficient k x , k y , and setting the average value as the coefficient k 1 , k xy , {P} = [K] {δ}, (Here, {P}: load vector, [K]: rigidity matrix obtained by using bending rigidity matrix [D] in consideration of orthogonal anisotropy, {δ}: displacement vector and displacement vector) Using the input data, the load vector And calculating a displacement by setting a rigidity matrix and calculating a strain based on the calculated displacement, {M} = [D] {ε}, (where,
{M}: stress vector, [D]: bending stiffness matrix considering orthogonal anisotropy, {ε}: strain vector), using the relational expression of stress vector and strain vector, and calculating the input data and strain. Based on the distortion calculated by the means,

【数11】 [Equation 11]

【数12】 ただし、kx、ky、k1、kxy:直交異方性を考慮した
係数、E:縦弾性係数、t:床厚、ν:ポアソン比、を
設定し応力を算出する手順とをコンピュータに実行させ
る歪応力算出プログラムを記録したコンピュータ読み取
り可能な記録媒体。
(Equation 12) However, k x , k y , k 1 , k xy : a coefficient considering orthogonal anisotropy, E: longitudinal elastic modulus, t: floor thickness, ν: Poisson's ratio, and a procedure for calculating stress by computer A computer-readable recording medium storing a strain stress calculation program to be executed by a computer.

【0016】このように、中空スラブ構造設計装置の機
能をコンピュータに実現させるプログラムを記録媒体に
記録し、該記録媒体からコンピュータへ前記プログラム
を読み込むことで、コンピュータを用いて容易に中空ス
ラブ構造設計装置を実現できる。
As described above, the program for realizing the functions of the hollow slab structure designing apparatus in the computer is recorded on the recording medium, and the program is read from the recording medium into the computer, so that the computer can easily design the hollow slab structure using the computer. The device can be realized.

【0017】[0017]

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を図面
を参照して説明する。図1は、本発明の一実施の形態で
ある中空スラブ構造設計装置の構成を示すブロック図で
ある。
Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings. FIG. 1 is a block diagram showing a configuration of a hollow slab structure designing apparatus according to one embodiment of the present invention.

【0018】中空スラブ構造設計装置1は、以下に説明
する処理部2と、入力データおよび処理部2による算出
結果を記憶する記憶部3と、入力データが入力される入
力部(図示せず)と、処理部2による算出結果を出力す
る出力部(図示せず)を備える。処理部2は、入力部に
入力された分割数に応じて中空スラブを複数の要素(矩
形要素)に等分割する分割部20と、中空スラブにかか
る荷重による変位および歪みを算出する歪算出部(歪算
出手段)21と、中空スラブに生ずる応力を算出する応
力算出部(応力算出手段)22と、中空スラブのたわみ
に係る安全性を判定するたわみ判定部(第1の判定手
段)23と、中空スラブのひび割れに係る安全性を判定
するひび割れ判定部(第2の判定手段)24と、中空ス
ラブに必要な鉄筋量を算出する鉄筋量算出部(鉄筋量算
出手段)25と、中空スラブに生ずるせん断力に係る安
全性を判定するせん断力判定部(第3の判定手段)26
とから構成される。
The hollow slab structure designing apparatus 1 includes a processing unit 2 described below, a storage unit 3 for storing input data and a calculation result by the processing unit 2, and an input unit (not shown) to which input data is input. And an output unit (not shown) for outputting a calculation result by the processing unit 2. The processing unit 2 includes a dividing unit 20 that equally divides the hollow slab into a plurality of elements (rectangular elements) according to the number of divisions input to the input unit, and a distortion calculating unit that calculates displacement and distortion due to a load applied to the hollow slab. (Strain calculating unit) 21, a stress calculating unit (stress calculating unit) 22 for calculating stress generated in the hollow slab, and a bending determining unit (first determining unit) 23 for determining safety related to bending of the hollow slab. A crack determining unit (second determining unit) 24 for determining the safety of the hollow slab with respect to cracks; a reinforcing bar amount calculating unit (rebar amount calculating unit) 25 for calculating a reinforcing bar amount necessary for the hollow slab; Force determination unit (third determination means) for determining the safety related to the shear force generated in the vehicle (third determination means) 26
It is composed of

【0019】なお、処理部2はメモリおよびCPU(中
央演算装置)等により構成され、処理部2の各機能を実
現するためのプログラム(図示せず)をメモリにロード
して実行することによりその機能が実現されるものとす
る。また、記憶部3は、メモリ、ハードディスク、光磁
気ディスク等の記憶装置により構成される。また、入力
部には、キーボード、マウス等の入力デバイスを用い
る。出力部にはCRT(Cathode Ray Tub
e)や液晶表示装置、プリンタ等の出力デバイスを用い
る。
The processing unit 2 includes a memory, a CPU (Central Processing Unit), and the like. A program (not shown) for realizing each function of the processing unit 2 is loaded into the memory and executed to execute the program. The function shall be realized. The storage unit 3 is configured by a storage device such as a memory, a hard disk, and a magneto-optical disk. The input unit uses an input device such as a keyboard and a mouse. The output part is a CRT (Cathode Ray Tub)
e) or an output device such as a liquid crystal display device or a printer.

【0020】はじめに、本実施の形態の中空スラブ構造
設計装置1が、構造設計の対象とする中空スラブと、こ
の中空スラブに働く力を説明する。図2は、中空スラブ
の構造と作用する力を示している。中空スラブ構造設計
装置1は、同図に示したボイドを一方向に配列したスラ
ブを構造設計の対象としている。この中空スラブには、
同図に示すように、曲げモーメント:Mx、My、せん
断力:Qx、Qyからなる応力が生ずる。中空スラブ構
造設計装置1は、これらの力と中空スラブ特有の構造を
考慮し、設計対象の建築物に用いられる中空スラブに必
要な材料(鉄筋、コンクリート)、荷重、寸法、分割数
等を入力することで、中空スラブに生ずる変位、歪み、
応力(曲げモーメント、せん断力、反力)等を自動的に
算出し、出力するものである。
First, the hollow slab whose structural design is to be performed by the hollow slab structure designing apparatus 1 of the present embodiment and the force acting on the hollow slab will be described. FIG. 2 shows the structure of the hollow slab and the forces acting on it. The hollow slab structure designing apparatus 1 targets a slab in which the voids shown in FIG. In this hollow slab,
As shown in the figure, a stress is generated that includes bending moments: Mx and My and shear forces: Qx and Qy. The hollow slab structure design apparatus 1 takes into consideration these forces and the structure specific to the hollow slab, and inputs materials (reinforcing bar, concrete), loads, dimensions, the number of divisions, and the like necessary for the hollow slab used for the building to be designed. By doing, the displacement, distortion,
It automatically calculates and outputs stress (bending moment, shear force, reaction force) and the like.

【0021】次に、上記のように構成された中空スラブ
構造設計装置1の動作の概要を説明し、その詳細を後述
する。本実施の形態の中空スラブ構造設計装置1は、所
定の入力データの入力を受けると、図36の動作フロー
チャートに示すように、まず、変位・歪みの算出を行う
(ステップS0)。そして、ステップS0で算出された
歪データを用いて応力の算出を行う(ステップS1)。
さらに利用者(設計者)の要求に応じて、たわみ安全性
の判定(ステップS2)、曲げひび割れ安全性の判定
(ステップS3)、必要鉄筋量の算出(ステップS
4)、せん断力安全性の判定(ステップS5)を行う。
Next, an outline of the operation of the hollow slab structure designing apparatus 1 configured as described above will be described, and details thereof will be described later. Upon receiving input of predetermined input data, the hollow slab structure designing apparatus 1 of the present embodiment first calculates displacement / strain as shown in the operation flowchart of FIG. 36 (Step S0). Then, stress is calculated using the strain data calculated in step S0 (step S1).
Further, in response to a request of the user (designer), the safety of flexure is determined (step S2), the safety of bending and cracking is determined (step S3), and the required amount of rebar is calculated (step S2).
4), the shear force safety is determined (step S5).

【0022】次に、中空スラブ構造設計装置1の動作の
詳細を説明する。はじめに、入力部(図示せず)から、
解析条件(図3参照)となるコンクリート設計強度Fc
[kg/cm2]、鉄筋設計強度Fs[kg/cm2]、
床厚さH[mm]、ボイド直径[mm]、かぶり厚さ
[mm]、コンクリート比重[kg/cm3]、仕上げ
荷重[kg/m2]、ポアソン比ν(普通コンクリート
の場合:1/6)、短辺長さ[mm]、長辺長さ[m
m]、別途定められる積載荷重・集中荷重・線荷重(壁
などによる)等のデータ、および、ピン支持・固定支持
・固定端モーメントの曲げ戻しを考慮した固定度の境界
条件(図5参照)が入力される。さらに、構造設計の対
象となる中空スラブのモデルを複数の要素に分割した場
合に各要素がほぼ正方形となるように、床面の短辺と長
辺に対応した分割数が入力される。図3では、床厚が4
00[mm]、ボイド径が250[mm]、かぶり厚さ
が75[mm]、ボイド中心間距離が400[mm]あ
る場合の例を示している。なお、上記境界条件の1つで
ある固定端モーメントの曲げ戻しを考慮した固定度とし
ては、固定端を想定した固定度100%からピン端を想
定した固定度0%までの値を設定できるものである。
Next, the operation of the hollow slab structure designing apparatus 1 will be described in detail. First, from the input unit (not shown),
Concrete design strength Fc to be analysis conditions (see FIG. 3)
[Kg / cm 2 ], reinforcing bar design strength Fs [kg / cm 2 ],
Floor thickness H [mm], void diameter [mm], cover thickness [mm], concrete specific gravity [kg / cm 3 ], finishing load [kg / m 2 ], Poisson's ratio ν (for ordinary concrete: 1 / 6), short side length [mm], long side length [m
m], data such as separately determined loading load, concentrated load, linear load (depending on walls, etc.), and boundary conditions for the degree of fixation considering the pin support, fixed support, and return of fixed end moment (see Fig. 5) Is entered. Furthermore, the number of divisions corresponding to the short side and the long side of the floor is input so that when the model of the hollow slab to be structurally designed is divided into a plurality of elements, each element becomes substantially square. In FIG. 3, the floor thickness is 4
An example is shown in which 00 [mm], the void diameter is 250 [mm], the cover thickness is 75 [mm], and the distance between void centers is 400 [mm]. In addition, as the fixing degree in consideration of the bending back of the fixed end moment, which is one of the boundary conditions, a value from a fixing degree of 100% assuming the fixed end to a fixing degree of 0% assuming the pin end can be set. It is.

【0023】なお、以下の説明で参照する各図に示され
る数値例は、解析条件として、これらの値と、コンクリ
ート設計強度Fc=210[kg/cm2]、コンクリ
ートのポアソン比ν=1/6、鉄筋設計強度Fs=20
00[kg/cm2]、短辺長さ4248[mm]、長
辺長さ9098[mm]、積載荷重100.0[kg/
2]等の材料強度に係る条件のほか、図5に示してい
る△の位置にピン支持が存在するという境界条件に基づ
くものである。また、ボイド平行方向をX方向とし、ボ
イド直交方向をY方向として説明する。
The numerical examples shown in the figures referred to in the following description are based on these values as the analysis conditions, concrete design strength Fc = 210 [kg / cm 2 ], concrete Poisson's ratio ν = 1/1. 6. Rebar design strength Fs = 20
00 [kg / cm 2 ], short side length 4248 [mm], long side length 9098 [mm], loading load 100.0 [kg /
m 2 ], etc., as well as a boundary condition that a pin support exists at the position of △ shown in FIG. In addition, the description will be made on the assumption that the direction parallel to the void is the X direction and the direction orthogonal to the void is the Y direction.

【0024】分割部20は、入力された分割数に基づ
き、中空スラブのモデルをこの床面に平行なX方向、Y
方向にそれぞれ等分割とした、複数の(ほぼ正方形の)
矩形要素に分割し、分割された各節点と各要素に番号を
割り付ける。図4に示すように、各節点に節点番号が割
り付けられ、図5に示すように各要素に要素番号が割り
付けられる。処理部2の各手段(歪算出手段、応力算出
手段、第1〜3判定手段、鉄筋量算出手段)は、分割部
20により分割された中空スラブのモデルの各要素毎
に、以下に説明する処理を行う。
The dividing unit 20 converts the model of the hollow slab into the X direction and the Y direction parallel to the floor based on the input number of divisions.
Multiple (substantially square) divided equally in each direction
It is divided into rectangular elements, and a number is assigned to each divided node and each element. As shown in FIG. 4, a node number is assigned to each node, and an element number is assigned to each element as shown in FIG. The respective means (strain calculating means, stress calculating means, first to third determining means, rebar amount calculating means) of the processing unit 2 will be described below for each element of the hollow slab model divided by the dividing unit 20. Perform processing.

【0025】歪算出部21は、荷重と変位の関係を示す
関係式 {P}=[K]{δ}、 (ここで、{P}:荷重ベクトル、[K]:剛性マトリ
クス、{δ}:変位ベクトル)より、各要素の節点にお
ける変位を算出する。ここで剛性マトリクス[K]は、
後述する直交異方性を考慮した曲げ剛性マトリクス
[D]を用いて次式のとうり求められものである。
The strain calculator 21 calculates a relational expression {P} = [K] {δ}, which indicates the relation between the load and the displacement, where ({P}: load vector, [K]: rigidity matrix, {δ} : Displacement vector), the displacement at the node of each element is calculated. Here, the rigidity matrix [K] is
It is obtained by the following equation using a bending stiffness matrix [D] taking into account the orthogonal anisotropy described later.

【数13】 (ここで、[C]:形状による係数マトリクス、
[Q]:歪み変換マトリクス) また、荷重ベクトルの成分は、前述の入力データとして
入力された解析条件をもとに設定されるものである。そ
してさらに、算出した変位より単位長さあたりの変位で
ある歪みを算出する。次に応力算出部22は、応力と歪
の関係を示す関係式 {σ}={M}=[D]{ε}…(1) ここで、{σ}、{M}:応力ベクトル、[D]:曲げ
剛性マトリクス、{ε}:歪ベクトル に用いられる曲げ剛性マトリクス[D]を算出する。等
方性の板(床)の場合、曲げ剛性マトリクス[D]は、
式(2)
(Equation 13) (Where [C] is a coefficient matrix depending on the shape,
[Q]: Distortion transformation matrix) The components of the load vector are set based on the analysis conditions input as the input data described above. Further, a distortion which is a displacement per unit length is calculated from the calculated displacement. Next, the stress calculator 22 calculates a relational expression {σ} = {M} = [D] {ε} (1) where {σ}, {M}: stress vector, [ D]: Bending rigidity matrix, {ε}: Bending rigidity matrix [D] used for strain vector is calculated. For an isotropic plate (floor), the bending stiffness matrix [D] is
Equation (2)

【数14】 …(2) で表せる。ここに、Eは縦弾性係数(ヤング係数)、t
は板厚(床厚)、νはポアソン比を表す。なお縦弾性係
数Eは、普通コンクリートの場合、次式(3)により算
出される。 E=2.1×105(Fc/200)1/2[kg/cm2]…(3)、 (Fc:コンクリート設計強度)
[Equation 14] ... (2) Where E is the modulus of longitudinal elasticity (Young's modulus), t
Represents the plate thickness (floor thickness), and ν represents the Poisson's ratio. In the case of ordinary concrete, the modulus of longitudinal elasticity E is calculated by the following equation (3). E = 2.1 × 10 5 (Fc / 200) 1/2 [kg / cm 2 ] (3), (Fc: concrete design strength)

【0026】中空スラブ構造設計装置1が構造設計の対
象とする中空スラブは、異方性の主軸がX、Y軸と一致
している直交異方性をもち、こうした直交異方性板に対
して曲げ剛性マトリクス[D]は、式(4)で表せる。
The hollow slab to be designed by the hollow slab structure designing apparatus 1 has an orthotropic property whose principal axis of anisotropy coincides with the X and Y axes. The bending rigidity matrix [D] can be expressed by equation (4).

【数15】 …(4) 本実施の形態では、D1、Dx、Dy、xyを、等方性の板
の場合の曲げ剛性マトリクス式[D]の要素との比を表
す係数kx、ky、k1、kxyを用いて、以下のようにす
る。
(Equation 15) (4) In the present embodiment, the coefficients k x , k x representing the ratio of D 1 , D x , D y, D xy to the element of the bending stiffness matrix equation [D] in the case of an isotropic plate y, with k 1, k xy, is as follows.

【数16】 これらの係数の内kx、kyは、下記に示すIxまたはIy
と、式(5)に示す通常の断面2次モーメントI0(=I
p)との比として求められる。 I0=bt3/12…(5) ここに、bは中空スラブの単位幅、tは床厚を表す。以
下、ボイドの軸と一致する方向をX軸と仮定し、係数k
x、ky、k1、kxyの求め方を示す。
(Equation 16) Inner k x of these coefficients, k y is, I x or I y shown below
And the normal second moment of area I 0 (= I
p ). I 0 = bt 3/12 ... (5) Here, b is a unit width of the hollow slabs, t represents the floor thickness. Hereinafter, the direction coincident with the axis of the void is assumed to be the X axis, and the coefficient k
x, k y, a k 1, k xy How to find the show.

【0027】1)係数kxの算出 X面は、直径φの中空をもつ断面となっており、X面に
関する曲げモーメントは通常の断面2次モーメントの式
(6) Ix=bt3/12−πφ4/64…(6) により求められる。係数kxは、この値と先に示した断
面2次モーメントI0との比、すなわち、式(7)により
求める(図6参照)。 kx=Ix/I0…(7)
[0027] 1) coefficient k calculated X-plane of x, has a cross section having a hollow diameter phi, expression of the bending moment about the X-plane normal second moment (6) I x = bt 3 /12 -πφ obtained by the 4/64 ... (6). The coefficient k x is obtained from the ratio of this value to the above-described second moment of area I 0 , that is, the equation (7) (see FIG. 6). k x = I x / I 0 (7)

【0028】2)係数kyの算出 Y面においては、ボイドによる断面の欠損部分(中空部
分)がY軸に沿って変化するため、通常の断面2次モー
メントを用いて計算する手法は採用できない。本実施の
形態では、中空構造に伴う剛性低下を考慮し、中空断面
をもつ平板の面内純曲げ解析を境界要素法を用いて、以
下のように係数kyを算出する。歪算出部21は、単純
支持された中空断面をもつ平板と、中空断面をもたない
平板に同じ大きさの曲げモーメントを外力として与え、
その端部の水平方向の変位(図7に示すdp、dy)を算
出する。境界要素は、例えば、左右面を20分割、水平
面を30分割、円周を80分割し、端部の水平方向の変
位を求める。
[0028] 2) In the calculation Y plane of the coefficient k y, since the defective portion of a section along the void (hollow portion) along the Y-axis, the method for calculating using conventional second moment can not be employed . In this embodiment, considering the rigidity decreases due to the hollow structure, the in-plane pure bending analysis of a flat plate with a hollow cross section with a boundary element method, calculating the coefficient k y as follows. The strain calculator 21 gives a bending moment of the same magnitude as an external force to a flat plate having a simply supported hollow cross section and a flat plate having no hollow cross section,
The horizontal displacement (d p , d y shown in FIG. 7) of the end is calculated. For the boundary element, for example, the left and right surfaces are divided into 20, the horizontal plane is divided into 30, and the circumference is divided into 80, and the horizontal displacement of the end is obtained.

【0029】曲げを受ける梁要素の曲げモーメント−曲
率関係式 M=EIκ…(8) より、Iy、κyを中空断面をもつスラブの断面2次モー
メントおよび曲率、Ip、κpを中空断面をもたないスラ
ブの断面2次モーメントおよび曲率とすると、 M=EIyκy=EIpκp…(9) が求められる。式(9)より、係数kyが端部の水平方
向の変位dp、dyを用いて、以下のように式(10)が
算出される。 ky=Iy/Ip=κp/κy ≒dp/dy…(10)
The beam elements undergoing bending bending moment - than the curvature relationship M = EIκ ... (8), I y, cross-sectional secondary moment and curvature of the slab with a hollow cross section κ y, I p, the kappa p hollow Assuming that a slab having no cross section has a second moment of area and a curvature, M = EI y κ y = EI p κ p (9) is obtained. The equation (9), the coefficient k y are horizontal displacement d p of the end portion, by using the d y, equation (10) is calculated as follows. k y = I y / I p = κ p / κ y ≒ d p / d y ... (10)

【0030】3)k1=kxyの算出 係数k1およびkxy、は、係数kxとkyとの相加平均
(式(11))をとる。 k1=kxyは=(kx+ky)/2…(11)
[0030] 3) k 1 = k xy calculated coefficients k 1 and k xy, takes the arithmetic mean of the coefficients k x and k y (Equation (11)). k 1 = k xy = (k x + k y ) / 2 (11)

【0031】以上から、曲げ剛性マトリクス[D]が算
出される。応力算出部22は、算出した曲げ剛性マトリ
クス[D]と歪算出部21により算出された歪データを
用いて、応力と歪みの関係を示す関係式(1)から応力
を算出する。そして歪算出部21および応力算出部22
により算出されたデータは、出力部4に出力される。図
8から12に、歪算出部21および応力算出部22によ
り算出され、出力部(図示せず)に出力される出力例を
示す。
From the above, the bending stiffness matrix [D] is calculated. Using the calculated bending stiffness matrix [D] and the strain data calculated by the strain calculation unit 21, the stress calculation unit 22 calculates the stress from the relational expression (1) indicating the relationship between the stress and the strain. Then, the strain calculator 21 and the stress calculator 22
Is output to the output unit 4. 8 to 12 show output examples calculated by the strain calculation unit 21 and the stress calculation unit 22 and output to an output unit (not shown).

【0032】図8は変位図であり、中空スラブの変位
(歪)を示すとともに、最大の変位(節点番号(19
9)において、−1.033[mm]、節点番号(7
8)において、1.556[mm])を示している。図
9はX方向の曲げモーメント図であり、中空スラブのX
方向に生ずる曲げモーメントを示すとともに、最大の曲
げモーメント(節点番号(156)において、−0.4
1[tm/m]、節点番号(83)において、0.36
[tm/m])を示している。図10はY方向の曲げモ
ーメント図であり、中空スラブのY方向に生ずる曲げモ
ーメントを示すとともに、最大の曲げモーメント(節点
番号(156)において、−1.88[tm/m)]、
節点番号(88)において、3.88[tm/m)]を
示している。
FIG. 8 is a displacement diagram showing the displacement (strain) of the hollow slab and the maximum displacement (node number (19)).
9), -1.033 [mm], the node number (7
8) shows 1.556 [mm]). FIG. 9 is a bending moment diagram in the X direction.
Direction, and the maximum bending moment (-0.4 at node number (156)).
1 [tm / m] and 0.36 in the node number (83)
[Tm / m]). FIG. 10 is a bending moment diagram in the Y direction, showing the bending moment generated in the Y direction of the hollow slab, and the maximum bending moment (−1.88 [tm / m] at the node number (156)).
The node number (88) indicates 3.88 [tm / m].

【0033】図11はX方向のせん断力図であり、中空
スラブのX方向に生ずるせん断力を示すとともに、最大
のせん断力(節点番号(155)において、−0.90
[tm/m]、節点番号(165)において、0.90
[tm/m)])を示している。図12はY方向のせん
断力図であり、中空スラブのY方向に生ずるせん断力を
示すとともに、最大のせん断力(節点番号(145)に
おいて、−2.73[tm/m)]、節点番号(23)
において、2.30[tm/m])を示している。な
お、歪算出部21および応力算出部22により算出され
たデータは、処理部2に含まれるメモリに一時的に記憶
され、また、条件に応じて記憶部3に保存される。
FIG. 11 is a shear force diagram in the X direction, showing the shear force generated in the hollow slab in the X direction and the maximum shear force (−0.90 at the node number (155)).
[Tm / m], 0.90 in the node number (165)
[Tm / m)]). FIG. 12 is a shearing force diagram in the Y direction, showing the shearing force generated in the hollow slab in the Y direction, the maximum shearing force (-2.73 [tm / m] at the node number (145)), and the node number. (23)
, 2.30 [tm / m]). The data calculated by the strain calculation unit 21 and the stress calculation unit 22 is temporarily stored in a memory included in the processing unit 2, and is stored in the storage unit 3 according to conditions.

【0034】次に、たわみ判定部23の動作を説明す
る。たわみ判定部23は、はじめに歪算出部21によっ
て算出された変位データの最大値を処理部2に含まれる
メモリまたは記憶部3より取得する。そして入力部から
別途入力・設定された、クリープを考慮した安全係数と
たわみの安全性に係る基準値(別途定められる)を用
い、変位データの最大値に先の安全係数を乗じた値と基
準値とを比較することにより、たわみに係る安全性を判
定する。
Next, the operation of the deflection judging section 23 will be described. The deflection determination unit 23 first obtains the maximum value of the displacement data calculated by the distortion calculation unit 21 from the memory or the storage unit 3 included in the processing unit 2. The maximum value of the displacement data is multiplied by the safety factor and the reference value, which is separately input and set from the input unit and uses the safety factor in consideration of creep and the reference value related to the safety of deflection (specified separately). The safety with respect to the deflection is determined by comparing the values.

【0035】例えば、スラブの最大変位(弾性たわみ)
δE=0.156[cm](図8変位図参照)と、クリ
ープを考慮した安全係数(=4.0)を乗じた長期たわ
みδ δ=0.156×4.0=0.622[cm] を、床の短辺(図4参照)=424.8[cm]で除算
した単位長さ[cm]あたり値(1/682)と基準値
(=1/250)と比較・判定している。この例では、
算出された値が基準値以下となっているので、たわみに
係る安全性はOKと判定される。この判定の結果は出力
部に出力される。
For example, the maximum displacement of a slab (elastic deflection)
Long-term deflection δ δ E = 0.156 [cm] (see the displacement diagram in FIG. 8) multiplied by a safety factor (= 4.0) considering creep δ δ = 0.156 × 4.0 = 0.622 [ cm] is divided by the short side of the floor (see FIG. 4) = 424.8 [cm], and the value per unit length [cm] (1/682) is compared with a reference value (= 1/250). ing. In this example,
Since the calculated value is equal to or less than the reference value, the safety relating to the deflection is determined to be OK. The result of this determination is output to the output unit.

【0036】次に、ひび割れ判定部24の動作を説明す
る。ひび割れ判定部24は、はじめに応力算出部22に
より算出された応力データの最大値(最大曲げモーメン
ト)を処理部2のメモリもしくは記憶部3より取得す
る。そして以下の式(11)で示すひび割れモーメント
Mc Mc=1.8(Fc)1/2Z…(11) (ここに、Fcはコンクリート設計強度、Zは断面係数
を表す)と最大応力とを比較することにより、ひび割れ
に係る安全性を判定する。
Next, the operation of the crack determining section 24 will be described. The crack determination unit 24 first acquires the maximum value (maximum bending moment) of the stress data calculated by the stress calculation unit 22 from the memory or the storage unit 3 of the processing unit 2. The following formula (11) shows a crack moment Mc Mc = 1.8 (Fc) 1/2 Z (11) (where Fc represents concrete design strength and Z represents a section modulus) and a maximum stress. By comparing, the safety related to the crack is determined.

【0037】例えば、X方向の断面係数が25474
[cm3/m]、コンクリート設計強度Fc=210
[kg/cm2]のとき、X方向のひび割れモーメント
Mcは、6.64[tm/m]となる。図9に示される
最大の曲げモーメント0.41[tm/m]であり、こ
の値はひび割れモーメントMc以下であるのでX方向の
ひび割れに係る安全性はOKと判定される。また、Y方
向の断面係数が24270[cm3/m]のとき、Y方
向のひび割れモーメントMcは、6.33[tm/m]
となる。図10に示される最大の曲げモーメント3.8
8[tm/m]であり、この値はY方向のひび割れモー
メントMc以下であるので、Y方向のひび割れに係る安
全性はOKと判定される。判定の結果は出力部に出力さ
れる。
For example, the section modulus in the X direction is 25474
[Cm 3 / m], concrete design strength Fc = 210
At [kg / cm 2 ], the cracking moment Mc in the X direction is 6.64 [tm / m]. The maximum bending moment shown in FIG. 9 is 0.41 [tm / m], and since this value is equal to or less than the crack moment Mc, the safety relating to the crack in the X direction is determined to be OK. When the section modulus in the Y direction is 24270 [cm 3 / m], the crack moment Mc in the Y direction is 6.33 [tm / m].
Becomes The maximum bending moment 3.8 shown in FIG.
8 [tm / m] and this value is equal to or less than the crack moment Mc in the Y direction, so that the safety related to the crack in the Y direction is determined to be OK. The result of the determination is output to the output unit.

【0038】次に、鉄筋量算出部25の動作を説明にあ
たり、まず鉄筋量の評価法について説明する。
Next, before describing the operation of the rebar amount calculating unit 25, a method of evaluating the amount of rebar will be described first.

【0039】分割部20によって分割された各要素中に
必要となる鉄筋量は、要素に属する節点のモーメントの
最大値を用いて行う。しかし有孔スラブ(中空スラブ)
の場合は、無孔スラブ(中空構造をもたないスラブ)と
は違い応力の集中を考慮しなければならない。そこで鉄
筋量算出部25では、各要素中の鉄筋量は有限要素法に
より計算された各要素に属する節点のモーメントの最大
値に表1に示される応力集中係数を乗じたものをもとに
計算を行っている。(表中、hは板厚(床厚)、rは孔
(ボイド)の直径を示す)
The amount of rebar required in each element divided by the division unit 20 is determined using the maximum value of the moment of the node belonging to the element. But perforated slab (hollow slab)
In the case of (1), unlike the non-porous slab (slab without a hollow structure), the concentration of stress must be considered. Therefore, the reinforcing bar amount calculating unit 25 calculates the reinforcing bar amount in each element based on the maximum value of the moment of the node belonging to each element calculated by the finite element method multiplied by the stress concentration coefficient shown in Table 1. It is carried out. (In the table, h indicates the plate thickness (floor thickness), and r indicates the diameter of the hole (void).)

【表1】 [Table 1]

【0040】この応力集中係数は、境界要素法による2
次元弾性解析により得られたものであり、以下にその解
析概要を述べる。図13に示す孔の空いた正方形2次元
板を両端の中心で単純支持し、両端から単純曲げ単位モ
ーメント(図14参照)をかけ、発生する各点の応力
(σx)を計算する。図13中、1〜96は応力を求め
る点であり、1〜31は要素下端、32から62は要素
上端、63〜96は要素内部の点を示す。境界要素は、
1次要素であり、幅方向に30等分割、高さ方向に20
等分割、孔の周りは80等分割してる。板厚(h=幅)
と直径(r)の差が125[mm]と150[mm]の
2つの場合にわけ、また板厚(h=幅)を250[m
m]から700[mm]を25[mm]刻みで計算を行
った。
This stress concentration coefficient is calculated by the boundary element method as 2
It was obtained by two-dimensional elastic analysis, and the outline of the analysis is described below. A two-dimensional square plate with a hole shown in FIG. 13 is simply supported at the centers of both ends, a simple bending unit moment (see FIG. 14) is applied from both ends, and the stress (σ x ) generated at each point is calculated. In FIG. 13, 1 to 96 are points for obtaining stress, 1 to 31 are element lower ends, 32 to 62 are element upper ends, and 63 to 96 are points inside the element. The boundary element is
It is a primary element, divided into 30 equal parts in the width direction and 20 parts in the height direction.
Equally divided, the area around the hole is divided into 80 equal parts. Plate thickness (h = width)
And the diameter (r) are divided into two cases of 125 [mm] and 150 [mm], and the plate thickness (h = width) is set to 250 [m].
m] to 700 [mm] were calculated in steps of 25 [mm].

【0041】計算結果を図15(h−r=125)に示
す。横軸は図4に示す点の番号を示し、縦軸は孔がある
場合の応力(σx)の絶対値を、孔が無いときに発生す
る応力(σx)の最大値で割ったものを(右端に示して
いるパイプサイズ毎に)示している。図15中の凡例は
hを示し、hが大きくなるほど(つまり、高さに対する
直径の比が大きくなるほど)応力の集中が起こっている
ことがわかる。この計算結果より、応力集中係数が最大
となっているものを、板厚(h)および板厚と孔の直径
の差(h−r)の場合について取り出したものを板厚
(h)と板厚と孔の直径の差(h−r)に関する応力集
中係数とし示したものが表1である。
FIG. 15 (hr = 125) shows the calculation results. The horizontal axis indicates the number of points shown in FIG. 4, those vertical axis to the absolute value of the stress (sigma x) when there is the hole, divided by the maximum value of the stress (sigma x) that occur when the hole is not (For each pipe size shown at the right end). The legend in FIG. 15 indicates h, and it can be seen that stress concentration occurs as h increases (that is, as the ratio of diameter to height increases). From the calculation results, the sheet having the largest stress concentration coefficient was extracted for the sheet thickness (h) and the difference between the sheet thickness and the hole diameter (hr), and the sheet thickness (h) and the sheet Table 1 shows the stress concentration coefficients relating to the difference (hr) between the thickness and the diameter of the hole.

【0042】次に、鉄筋量算出部25の動作について説
明する。鉄筋量算出部25は、中空スラブに必要な鉄筋
量Nを、以下の式 N’=αM×102/(ftjasB)…(12) ただし、α:要素形状に関する応力集中係数、 M:応力の最大値[tm/m]、 ft:鉄筋の許容引張応力度[t/cm2], j:応力中心間距離(=d×7/8)[cm]、 as:使用する鉄筋1本当たりの断面積[cm2]、 B:単位幅[cm]、 より算出されるN’の少数値を切り上げた値Nとして算
出する。なお、応力集中係数αは上述の方法で算出さ
れ、また、鉄筋の許容引張応力度ft、配筋される鉄筋
と床下面までの距離d、使用する鉄筋1本当たりの断面
積as、単位幅Bは、予め入力部3から入力され記憶部
3に保存されているものとする。
Next, the operation of the rebar amount calculating unit 25 will be described. Rebar amount calculating section 25, a reinforcement amount N necessary for hollow slabs, but the following equation N '= αM × 10 2 / of (f t ja s B) ... (12), α: stress concentration factor for element shapes, M: maximum value of the stress [tm / m], f t : allowable tensile stress of the rebar [t / cm 2], j : stress center distance (= d × 7/8) [cm], a s: using The cross-sectional area [cm 2 ] per rebar, B: unit width [cm], is calculated as a value N obtained by rounding up the decimal value of N ′. Incidentally, the stress concentration factor α is computed in the manner described above, also, reinforcement of allowable tensile stress of f t, the distance d to the rebar and underfloor surface being Haisuji, the cross-sectional area a s per rebar one to be used, It is assumed that the unit width B is input from the input unit 3 and stored in the storage unit 3 in advance.

【0043】鉄筋量算出部25は、処理部2のメモリま
たは記憶部3から応力算出部22が算出したモーメント
(応力)の最大値を取得し、さらに上記所要のデータを
記憶部3より取得して、式(12)から鉄筋量を算出す
る。ここで算出される鉄筋量は、各方向および上下に配
筋される鉄筋と床下面までの距離d(4種類)(図16
参照)と、単位幅B(ボイド直交方向にはユニット幅
[cm](図17参照)、ボイド平行方向には100
[cm])を用いて、ボイド平行方向の上下とボイド直
交方向の上下のそれぞれについて算出される。算出の結
果は出力部に出力される。なお、各要素を構成する節点
の最大モーメントを当該要素のモーメント(応力)の最
大値として定義している。
The rebar amount calculation unit 25 obtains the maximum value of the moment (stress) calculated by the stress calculation unit 22 from the memory or the storage unit 3 of the processing unit 2, and further obtains the required data from the storage unit 3. Then, the rebar amount is calculated from the equation (12). The rebar amount calculated here is the distance d (four types) between the reinforcing bar arranged in each direction and up and down and the floor bottom (FIG. 16).
), A unit width B (unit width [cm] in the direction orthogonal to the void (see FIG. 17), and 100 in the direction parallel to the void.
[Cm]), and is calculated for each of the vertical direction in the void parallel direction and the vertical direction in the void orthogonal direction. The result of the calculation is output to the output unit. Note that the maximum moment of a node constituting each element is defined as the maximum value of the moment (stress) of the element.

【0044】図18〜21に出力例を示す。この例で
は、H=40[cm]、dx=34.0[cm]、dy
35.0[cm]、(jx=29.8[cm]、jy=3
0.6[cm])、αx=1.208、αy=1、as
1.27[cm2]、ft=2.0[t/cm2]であ
る。これらの図では、分割された各要素に必要とされる
鉄筋の本数を各要素に対応する桝目の中に表記してい
る。なお、本計算例では、D13鉄筋(as=1.27
[cm2]、ft=2.0[t/cm2])を使用するも
のとしている。また図の白地部分に表記された数値は1
[m]あたりの必要鉄筋の本数であり、斜線部分におい
てはユニット幅あたりの本数である。
FIGS. 18 to 21 show output examples. In this example, H = 40 [cm], d x = 34.0 [cm], d y =
35.0 [cm], (j x = 29.8 [cm], j y = 3
0.6 [cm]), α x = 1.208, α y = 1, a s =
1.27 [cm 2 ] and f t = 2.0 [t / cm 2 ]. In these figures, the number of reinforcing bars required for each of the divided elements is shown in a cell corresponding to each element. In the present calculation example, D13 rebar (a s = 1.27
[Cm 2 ], ft = 2.0 [t / cm 2 ]). The numerical value written on the white background is 1
The number of required reinforcing bars per [m] is the number per unit width in the hatched portion.

【0045】次に、せん断力判定部26の動作について
説明する。せん断力判定部26は、中空スラブの各断面
に発生するせん断力について、別途定められる基準値
(許容応力度)fsと、下記の式(13)、(14)に
より算出されるせん断応力度τとを比較し、その安全性
を判定する。 (1)ボイド平行方向 τ=Qi×1000×(B/100)/(b×ji) =Qi×10×(B/b)/(7/8×(H−5))[kg/cm2] …(13) (2)ボイド直交方向 τ=Qi×1000×(100×ji) =Qi×10/(7/8×(H−φ))[kg/cm2] …(14) ここに、i=x,yであり、Qi、jiは、ボイド平行方
向(X方向)まはたボイド直交方向(Y方向)のせん断
力および応力中心間距離を表す。また、Bはボイド中心
間距離、bはボイド外径間距離、Hは床厚、φはボイド
直径である(図22参照)。
Next, the operation of the shear force judging section 26 will be described. The shearing force determination unit 26 determines the shearing force generated in each section of the hollow slab by a separately determined reference value (allowable stress) fs and a shearing stress τ calculated by the following equations (13) and (14). And its safety is determined. (1) void parallel τ = Q i × 1000 × ( B / 100) / (b × j i) = Q i × 10 × (B / b) / (7/8 × (H-5)) [kg / cm 2] ... (13) (2) void orthogonal direction τ = Q i × 1000 × ( 100 × j i) = Q i × 10 / (7/8 × (H-φ)) [kg / cm 2] (14) Here, i = x, y, and Q i and j i represent a shear force and a distance between stress centers in a void parallel direction (X direction) or a void orthogonal direction (Y direction). B is the distance between void centers, b is the distance between void outer diameters, H is the floor thickness, and φ is the void diameter (see FIG. 22).

【0046】例えば、X方向に対し、せん断力Qx
0.90[t/m]、せん断応力度τが0.69[kg
/cm2]で、基準値fsが7.00[kg/cm2]の
とき、τ<fsであり判定はOKとなる。また、Y方向
に対し、せん断力Qyが2.73[t/m]、せん断応
力度τが2.38[kg/cm2]のとき、τ<fsで
あり判定はOKとなる。判定の結果は出力部に出力され
る。
For example, in the X direction, the shear force Q x is 0.90 [t / m], and the shear stress τ is 0.69 [kg].
/ Cm 2 ] and the reference value fs is 7.00 [kg / cm 2 ], τ <fs, and the determination is OK. Further, with respect to the Y direction, the shear forces Q y is 2.73 [t / m], when the shear stress of tau is 2.38 [kg / cm 2], a tau <fs determination becomes OK. The result of the determination is output to the output unit.

【0047】次に、中空スラブ構造設計装置1による、
段差のある鉄筋コンクリート床板構造物の構造計算例を
説明する。
Next, the hollow slab structure designing apparatus 1
An example of the structure calculation of a reinforced concrete floor plate structure having a step will be described.

【0048】本構造計算例は、図23(A)に示す中空
スラブである床板構造S1をもつ床板の中に、図23
(B)に示す無孔スラブである床板構造S2をもつ段差
部分がある場合の例である。本構造計算例の解析条件と
して、床板構造S1は、板厚25.0[cm]、孔直径
12.5[cm]、仕上げ荷重が50.0[kg/
2]、スラブ自重が482.2[kg/m2]、積載荷
重が180.0[kg/m2]であり、床板構造S2
は、板厚20.0[cm]、仕上げ荷重が50.0[k
g/m2]、スラブ自重480.0[kg/m2]である
ものとする。また、普通コンクリートを用い、コンクリ
ート設計強度を240[kg/cm 2]、ヤング係数
(E)を320.04[t/cm2]、ポアソン比
(ν)を1/6とし、鉄筋設計強度(Fs)を2000
[kg/cm2]とする。そして、床板の短辺長さを6
800[mm]、長辺長さを8400[mm]とし、床
板の分割数を短辺方向に16等分、長辺方向に20等分
とする(図24参照)。さらに境界条件として、床板の
外周が固定支持され、その固定度が85%の部分と60
%の部分があることを図25に示している。
In this structural calculation example, the hollow structure shown in FIG.
In a slab having a slab structure S1, FIG.
A step having a floor plate structure S2 which is a non-porous slab shown in FIG.
This is an example when there is a part. Analysis conditions of this structural calculation example and
The floor plate structure S1 has a plate thickness of 25.0 [cm] and a hole diameter of
12.5 [cm], finishing load 50.0 [kg /
mTwo], The slab own weight is 482.2 [kg / m]Two], Loading
Weight is 180.0 [kg / mTwo] And the floor plate structure S2
Has a thickness of 20.0 [cm] and a finishing load of 50.0 [k].
g / mTwo], Slab own weight 480.0 [kg / mTwo]
Shall be. In addition, using concrete,
240kg / cm Two], Young's modulus
(E) is 320.04 [t / cm]Two], Poisson's ratio
(Ν) is reduced to 1/6, and the reinforcing bar design strength (Fs) is set to 2000.
[Kg / cmTwo]. And the short side length of the floorboard is 6
800 [mm], long side length 8400 [mm], floor
Divide the plate into 16 equal parts in the short side direction and 20 equal parts in the long side direction
(See FIG. 24). Furthermore, as a boundary condition,
The outer periphery is fixedly supported, and the fixed degree is 85% and 60%.
FIG. 25 shows that there is a% portion.

【0049】中空スラブ構造設計装置1に上記解析条件
が入力されると、分割部20は、図24に示すように床
板を等分割し各節点に節点番号を割り付け、さらに図2
5に示すように各要素に要素番号を割り付ける。そして
歪算出部21は、上記解析条件から変位および歪みを算
出する。算出された変位データは、出力部に図26に示
す変位図として出力される。この図では、節点番号1を
基準(0、000[mm])として節点番号179にお
いて最大変位(1.830[mm])が生ずることを示
している。
When the above analysis conditions are input to the hollow slab structure designing apparatus 1, the dividing section 20 divides the floorboard into equal parts as shown in FIG. 24, and assigns node numbers to the respective nodes.
An element number is assigned to each element as shown in FIG. Then, the strain calculation unit 21 calculates the displacement and the strain from the analysis conditions. The calculated displacement data is output to the output unit as a displacement diagram shown in FIG. This figure shows that a maximum displacement (1.830 [mm]) occurs at the node number 179 with the node number 1 as a reference (0,000 [mm]).

【0050】応力算出部22は、入力された解析条件に
基づき曲げ剛性マトリクス(式(4))を設定する。上
記解析条件のもとで、床板構造S1に対する曲げ剛性マ
トリクスの成分は、D1=499.8[tm]、Dx=
2967.5[tm]、Dy=3030.5[tm]、
Dxy=1249.6[tm]となり、床板構造S2に
対する曲げ剛性マトリクスの成分は、D1=262.9
[tm]、Dx=1577.4[tm]、Dy=157
7.4[tm]、Dxy=657.3[tm]となる。
そして歪算出部21により算出された歪データをもとに
床板に生ずる応力を算出する。算出された応力データ
は、出力部にモーメント図、せん断力図、支点反力図と
して出力される。本構造計算例における応力データの出
力例を図27〜31に示す。図27〜31はそれぞれ、
X方向の曲げモーメント図、Y方向の曲げモーメント
図、X方向のせん断力図、Y方向のせん断力図、支点反
力図を示している。
The stress calculator 22 sets a bending stiffness matrix (Equation (4)) based on the input analysis conditions. Under the above analysis conditions, the components of the bending stiffness matrix for the floor panel structure S1 are D1 = 499.8 [tm] and Dx =
2967.5 [tm], Dy = 3030.5 [tm],
Dxy = 1249.6 [tm], and the component of the bending stiffness matrix for the floor panel structure S2 is D1 = 262.9.
[Tm], Dx = 1577.4 [tm], Dy = 157
7.4 [tm] and Dxy = 657.3 [tm].
Then, based on the strain data calculated by the strain calculator 21, the stress generated in the floorboard is calculated. The calculated stress data is output to the output unit as a moment diagram, a shear force diagram, and a fulcrum reaction force diagram. Output examples of stress data in this structural calculation example are shown in FIGS. 27 to 31 respectively
A bending moment diagram in the X direction, a bending moment diagram in the Y direction, a shear force diagram in the X direction, a shear force diagram in the Y direction, and a fulcrum reaction force diagram are shown.

【0051】歪算出手段21により算出された最大変位
(弾性たわみ)δEは、図26に示すように、節点番号
179において生じδE=0.183[cm]である。
たわみ判定部23は、クリープを考慮した長期たわみδ
を算出する。この例ではδ=0.183×4.0=0.
732[cm]となる。この値と、床板の短辺長さ(l
min)の680.0[cm]とから短辺方向の単位長さ
あたりの長期たわみ(δ/lmin)である1/929を
算出し、この値と基準値1/250とを比較判定する。
この例では、短辺方向の単位長さあたりの長期たわみは
基準値以下でありOKと判定される。
The maximum displacement (elastic deflection) δ E calculated by the strain calculating means 21 occurs at the node number 179 as shown in FIG. 26, and δ E = 0.183 [cm].
The deflection determining unit 23 calculates the long-term deflection δ in consideration of creep.
Is calculated. In this example, δ = 0.183 × 4.0 = 0.
732 [cm]. This value and the short side length (l
min ) of 680.0 [cm], 1/929 which is a long-term deflection per unit length in the short side direction (δ / l min ) is calculated, and this value is compared with a reference value 1/250. .
In this example, the long-term deflection per unit length in the short side direction is equal to or less than the reference value, and is determined to be OK.

【0052】ひび割れ判定部24は、式(11)よりひ
び割れモーメントを算出する。解析条件のコンクリート
設計強度(Fc)は、240[kg/cm2]である。
床板構造S1のX方向断面係数Zは、10033[cm
3/m]であるとして式(11)よりX方向のひび割れ
モーメント(Mc)である2.80[tm]を算出す
る。一方X方向の曲げモーメントの最大値は、図27に
示すように節点番号103において−1.75[tm/
m]である。ひび割れ判定部24は、算出したX方向の
ひび割れモーメント(Mc)と、応力算出部22が算出
したX方向の曲げモーメントの最大値とを比較判定す
る。この例では、X方向の曲げモーメントの最大値がひ
び割れモーメント(Mc)以下であるのでOKと判定さ
れる。ひび割れ判定部24は、さらに床板構造S1のY
方向および床板構造S2のX、Yの各方向に対し、上記
と同様のひび割れに係る安全性の判定を行う。
The crack determining section 24 calculates a crack moment from equation (11). The concrete design strength (Fc) under the analysis conditions is 240 [kg / cm 2 ].
The section modulus Z in the X direction of the floor plate structure S1 is 10033 [cm
3 / m], and 2.80 [tm], which is the crack moment (Mc) in the X direction, is calculated from Expression (11). On the other hand, as shown in FIG. 27, the maximum value of the bending moment in the X direction is -1.75 [tm /
m]. The crack determination unit 24 compares and determines the calculated X-direction crack moment (Mc) with the maximum value of the X-direction bending moment calculated by the stress calculation unit 22. In this example, since the maximum value of the bending moment in the X direction is equal to or less than the crack moment (Mc), it is determined to be OK. The crack determining unit 24 further determines the Y of the floor plate structure S1.
For each of the directions and the X and Y directions of the floor panel structure S2, the same determination of the safety related to cracking as described above is performed.

【0053】鉄筋量算出部25は、分割された床板構造
の各要素毎に式(12)を用いて必要鉄筋量を算出す
る。本構造計算例では、床板構造S1の場合、板厚25
[cm]であり、X方向に対し、配筋される鉄筋と床下
面までの距離(dx)は20.0[cm]、応力集中係
数(αy)は1であり、Y方向に対し、配筋される鉄筋
と床下面までの距離(dy)は19.0[cm]、応力
集中係数(αy)は1.0771である。また、床板構
造S2の場合、板厚20[cm]であり、X方向に対
し、配筋される鉄筋と床下面までの距離(dx)は1
5.0[cm]、応力集中係数(αx)は1であり、Y
方向に対し、配筋される鉄筋と床下面までの距離
(dy)は14.0[cm]、応力集中係数(αy)は1
である。
The rebar amount calculation unit 25 calculates the required rebar amount using the equation (12) for each element of the divided floorboard structure. In this structural calculation example, in the case of the floor plate structure S1, the plate thickness 25
[Cm], the distance (d x ) between the reinforcing bar and the floor under the floor in the X direction is 20.0 [cm], the stress concentration coefficient (α y ) is 1, and the distance in the Y direction is The distance (d y ) between the reinforcing bar and the floor under the floor is 19.0 [cm], and the stress concentration factor (α y ) is 1.0771. In the case of the floor plate structure S2, the plate thickness is 20 [cm], and the distance (d x ) between the reinforcing bar and the lower surface of the floor in the X direction is 1
5.0 [cm], the stress concentration factor (α x ) is 1, and Y
In the direction, the distance (d y ) between the reinforcing bar and the floor under the floor is 14.0 [cm], and the stress concentration factor (α y ) is 1
It is.

【0054】これらの値をもとに算出された必要鉄筋量
は出力部に出力される。図32は、X方向上端筋必要本
数図である。この例では、D13鉄筋(as=1.27
[cm2]、ft=2.0[t/cm2])を使用するも
のとして算出している。白地部分は1[m]あたりの必
要本数を示し、斜線部分はユニット幅あたりの必要本数
を示している。図33はX方向下端筋必要本数図であ
る。図33も図32の場合と同様の条件のもと必要な鉄
筋の本数を示している。図34および図35はそれぞれ
Y方向上端筋必要本数図とY方向下端筋必要本数図であ
り、D13鉄筋(as=1.27[cm2]、ft=2.
0[t/cm2])を使用するものとして算出されてい
る。升目の中の数値は、1[m]あたりの必要鉄筋の本
数である。
The required reinforcing bar amount calculated based on these values is output to the output unit. FIG. 32 is a diagram of the required number of upper end muscles in the X direction. In this example, D13 rebar (a s = 1.27
[Cm 2 ], ft = 2.0 [t / cm 2 ]). The white portion indicates the required number per 1 [m], and the hatched portion indicates the required number per unit width. FIG. 33 is a diagram showing the required number of lower end muscles in the X direction. FIG. 33 also shows the number of rebars required under the same conditions as in FIG. 34 and 35 are Y-direction upper muscle necessary number view and Y-direction lower muscle necessary number views, respectively, D13 rebar (a s = 1.27 [cm 2 ], ft = 2.
0 [t / cm 2 ]). The numerical value in the square is the required number of reinforcing bars per 1 [m].

【0055】せん断力判定部26は、はじめに式(1
3)、式(14)を用いて、せん断応力度τを算出す
る。本例では、床板構造S1のX方向に対し、応力算出
部22により算出されたせん断力Qxが0.90[t/
m]であるので、式(13)よりせん断応力度τとして
0.69[kg/cm2]が算出される。基準値(許容
応力度)fsが7.40[kg/cm2]のとき、τ<
fsとなりせん断力に係る判定はOKと判定される。同
様にして、床板構造S1のY方向および床板構造S2の
X、Yの各方向に対し、せん断応力度τを算出し、各せ
ん断応力度τと基準値(許容応力度)fsとを比較判定
する。判定の結果は出力部に出力される。以上、中空ス
ラブ構造設計装置1の動作の詳細を説明した。
The shearing force judging section 26 first calculates the equation (1)
3) Calculate the shear stress τ by using the equation (14). In this example, with respect to the X direction of the floorboard structure S1, shear force Q x calculated by the stress calculating unit 22 is 0.90 [t /
m], 0.69 [kg / cm 2 ] is calculated from equation (13) as the shear stress τ. When the reference value (allowable stress) fs is 7.40 [kg / cm 2 ], τ <
fs, and the determination regarding the shearing force is determined to be OK. Similarly, the shear stress τ is calculated for the Y direction of the floor panel structure S1 and the X and Y directions of the floor panel structure S2, and each shear stress τ is compared with a reference value (allowable stress) fs. I do. The result of the determination is output to the output unit. The details of the operation of the hollow slab structure designing apparatus 1 have been described above.

【0056】なお、本発明の中空スラブ構造設計装置に
おける構造計算の機能をコンピュータに実現させるため
のプログラムをコンピュータ読み取り可能な記録媒体に
記録して、この記録媒体に記録されたプログラムをコン
ピュータシステムに読み込ませ、実行することにより中
空スラブ構造設計装置を実現してもよい。すなわち、こ
のプログラムは、中空スラブを複数の要素に分割する機
能と、歪算出手段の機能と、応力算出手段の機能と、第
1の判定手段の機能と、第2の判定手段の機能と、鉄筋
量算出手段の機能と、第3の判定手段の機能とをコンピ
ュータに実現させる。
A program for causing a computer to realize the structural calculation function in the hollow slab structure designing apparatus of the present invention is recorded on a computer-readable recording medium, and the program recorded on the recording medium is stored in a computer system. The hollow slab structure designing apparatus may be realized by reading and executing. That is, the program includes a function of dividing the hollow slab into a plurality of elements, a function of a strain calculating unit, a function of a stress calculating unit, a function of a first determining unit, a function of a second determining unit, The computer realizes the function of the rebar amount calculating means and the function of the third determining means.

【0057】なお、ここでいう「コンピュータシステ
ム」とは、OSや周辺機器等のハードウェアを含むもの
とする。また、「コンピュータシステム」は、WWWシ
ステムを利用している場合であれば、ホームページ提供
環境(あるいは表示環境)も含むものとする。また、
「コンピュータ読み取り可能な記録媒体」とは、フロッ
ピーディスク、光磁気ディスク、ROM、CD−ROM
等の可般媒体、コンピュータシステムに内蔵されるハー
ドディスク等の記憶装置のことをいう。さらに「コンピ
ュータ読み取り可能な記録媒体」とは、インターネット
等のネットワークや電話回線等の通信回線を介してプロ
グラムを送信する場合の通信線のように、短時間の間、
動的にプログラムを保持するもの(伝送媒体ないしは伝
送波)、その場合のサーバやクライアントとなるコンピ
ュータシステム内部の揮発性メモリのように、一定時間
プログラムを保持しているものも含むものとする。また
上記プログラムは、前述した機能の一部を実現するため
のものであってもよい。さらに前述した機能をコンピュ
ータシステムにすでに記録されているプログラムとの組
み合わせで実現できるもの、いわゆる差分ファイル(差
分プログラム)であってもよい。
The “computer system” here includes an OS and hardware such as peripheral devices. The “computer system” also includes a homepage providing environment (or a display environment) if a WWW system is used. Also,
"Computer readable recording medium" means a floppy disk, a magneto-optical disk, a ROM, a CD-ROM.
And a storage device such as a hard disk built in a computer system. Further, "computer-readable recording medium" refers to a communication line for transmitting a program through a network such as the Internet or a communication line such as a telephone line for a short time, such as a communication line.
It also includes those that dynamically store programs (transmission media or transmission waves) and those that store programs for a certain period of time, such as volatile memories in computer systems serving as servers and clients in that case. Further, the program may be for realizing a part of the functions described above. Furthermore, what can implement | achieve the function mentioned above in combination with the program already recorded on the computer system, and what is called a difference file (difference program) may be sufficient.

【0058】以上、この発明の実施の形態を図面を参照
して詳述してきたが、具体的な構成はこの実施の形態に
限られるものではなく、この発明の要旨を逸脱しない範
囲の設計等も含まれる。
The embodiment of the present invention has been described in detail with reference to the drawings. However, the specific configuration is not limited to this embodiment, and the design and the like within a range not departing from the gist of the present invention. Is also included.

【0059】[0059]

【発明の効果】以上、詳細に説明したように、本発明に
よれば、中空スラブに特有の直交異方性および中空部に
かかる応力集中を考慮した構造計算を自動的に行うの
で、中空スラブに適した構造設計を容易に、一貫して行
え、また、安全性の判断を自動的に行える。また、本発
明によれば、中空スラブの各部(要素)毎に必要となる
鉄筋量を自動的に算出できる。
As described above in detail, according to the present invention, since the structural calculation taking into account the orthogonal anisotropy peculiar to the hollow slab and the stress concentration applied to the hollow part is performed automatically, the hollow slab is automatically calculated. It is possible to easily and consistently design a structure suitable for a vehicle, and to automatically determine safety. Further, according to the present invention, it is possible to automatically calculate the amount of rebar required for each part (element) of the hollow slab.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】 本発明の一実施の形態である中空スラブ構造
設計装置の構成を示すブロック図である。
FIG. 1 is a block diagram showing a configuration of a hollow slab structure designing apparatus according to an embodiment of the present invention.

【図2】 中空スラブの構造と作用する力を説明する図
である。
FIG. 2 is a diagram illustrating a structure of a hollow slab and a force acting thereon.

【図3】 解析条件の一例となる中空スラブの寸法を示
す図である。
FIG. 3 is a diagram showing dimensions of a hollow slab as an example of analysis conditions.

【図4】 中空スラブのモデル図の一例である。FIG. 4 is an example of a model diagram of a hollow slab.

【図5】 中空スラブのモデル図の一例である。FIG. 5 is an example of a model diagram of a hollow slab.

【図6】 中空スラブと無孔スラブの床圧、単位幅を示
す図である。
FIG. 6 is a diagram showing a floor pressure and a unit width of a hollow slab and a non-porous slab.

【図7】 中空スラブと無効スラブにかかる応力による
端部の水平方向の変位dp、dyを示す図である。
7 is a diagram showing a horizontal displacement d p, d y end by stress applied to the hollow slabs and disabling the slab.

【図8】 歪算出部が出力する変位図の一例である。FIG. 8 is an example of a displacement diagram output by a distortion calculator.

【図9】 応力算出部が出力するX方向の曲げモーメン
ト図の一例である。
FIG. 9 is an example of a bending moment diagram in the X direction output by the stress calculation unit.

【図10】 応力算出部が出力するY方向の曲げモーメ
ント図の一例である。
FIG. 10 is an example of a bending moment diagram in the Y direction output by a stress calculation unit.

【図11】 応力算出部が出力するX方向のせん断力図
の一例である。
FIG. 11 is an example of an X-direction shear force diagram output by the stress calculation unit.

【図12】 応力算出部が出力するY方向のせん断力図
の一例である。
FIG. 12 is an example of a shear force diagram in the Y direction output by a stress calculation unit.

【図13】 中空スラブに対する単純曲げ状態を示す図
である。
FIG. 13 is a diagram showing a simple bending state of the hollow slab.

【図14】 中空スラブにかかる応力の値を評価する内
点を示す図である。
FIG. 14 is a diagram showing inner points for evaluating values of stress applied to the hollow slab.

【図15】 中空スラブにかかるX方向の応力集中係数
(h−r=125[mm]のとき)を示す図である。
FIG. 15 is a view showing a stress concentration coefficient in the X direction applied to the hollow slab (when hr = 125 [mm]).

【図16】 配筋される鉄筋と床下面までの距離dを説
明する図である。
FIG. 16 is a diagram illustrating a distance d between a reinforcing bar to be arranged and a floor lower surface.

【図17】 中空スラブの単位幅Bを説明する図であ
る。
FIG. 17 is a diagram illustrating a unit width B of a hollow slab.

【図18】 鉄筋量算出部が出力するX方向上端筋必要
本数を示す図の一例である。
FIG. 18 is an example of a diagram illustrating a required number of upper-end muscles in the X direction, which is output by a rebar amount calculation unit.

【図19】 鉄筋量算出部が出力するX方向下端筋必要
本数を示す図の一例である。
FIG. 19 is an example of a diagram illustrating a required number of lower end muscles in the X direction, which is output by a rebar amount calculation unit.

【図20】 鉄筋量算出部が出力するY方向上端筋必要
本数を示す図の一例である。
FIG. 20 is an example of a diagram showing a required number of upper-end muscles in the Y-direction output by a reinforcing-bar-amount calculating unit.

【図21】 鉄筋量算出部が出力するY方向下端筋必要
本数を示す図の一例である。
FIG. 21 is an example of a diagram showing a required number of lower end muscles in the Y direction outputted by a rebar amount calculation unit.

【図22】 ボイド中心間距離B、ボイド外径間距離
b、床厚H、ボイド直径φを説明する図である。
FIG. 22 is a diagram illustrating a distance B between void centers, a distance b between void outer diameters, a floor thickness H, and a void diameter φ.

【図23】 段差のある床板構造物の1例の構造例であ
る。
FIG. 23 is a structural example of an example of a floor panel structure having a step.

【図24】 段差のある床板構造物の1例の寸法と節点
番号を示す図である。
FIG. 24 is a diagram showing dimensions and node numbers of an example of a floor panel structure having a step.

【図25】 段差のある床板構造物の1例の要素番号と
境界条件(固定支持)を示す図である。
FIG. 25 is a diagram showing element numbers and boundary conditions (fixed support) of an example of a floor panel structure having a step.

【図26】 段差のある床板構造物の1例に対する解析
結果の変位図である。
FIG. 26 is a displacement diagram of an analysis result of one example of a floor panel structure having a step.

【図27】 段差のある床板構造物の1例に対する解析
結果のX方向の曲げモーメント図である。
FIG. 27 is a diagram showing a bending moment diagram in the X direction of an analysis result of an example of a floor panel structure having a step.

【図28】 段差のある床板構造物の1例に対する解析
結果のY方向の曲げモーメント図である。
FIG. 28 is a bending moment diagram in the Y direction as a result of analysis of an example of a floor panel structure having a step.

【図29】 段差のある床板構造物の1例に対する解析
結果のX方向のせん断力図である。
FIG. 29 is a shear force diagram in the X direction of an analysis result for one example of a floor panel structure having a step.

【図30】 段差のある床板構造物の1例に対する解析
結果のY方向のせん断力図である。
FIG. 30 is a shear force diagram in the Y direction of an analysis result for an example of a floor panel structure having a step.

【図31】 段差のある床板構造物の1例に対する解析
結果の支点反力図である。
FIG. 31 is a fulcrum reaction force diagram of an analysis result for an example of a floor plate structure having a step.

【図32】 段差のある床板構造物の1例に対する解析
結果のX方向上端筋必要本数図である。
FIG. 32 is a diagram showing the required number of upper-end muscles in the X direction as a result of analysis of an example of a floor panel structure having a step.

【図33】 段差のある床板構造物の1例に対する解析
結果のX方向下端筋必要本数図である。
FIG. 33 is a diagram illustrating the required number of lower end muscles in the X direction as a result of analysis of an example of a floor panel structure having a step.

【図34】 段差のある床板構造物の1例に対する解析
結果のY方向上端筋本数図である。
FIG. 34 is a diagram illustrating the number of upper end muscles in the Y direction as an analysis result for an example of a floor panel structure having a step.

【図35】 段差のある床板構造物の1例に対する解析
結果のY方向下端筋必要本数図である。
FIG. 35 is a diagram showing the required number of lower end muscles in the Y direction as an analysis result for an example of a floor panel structure having a step.

【図36】 中空スラブ構造設計装置の処理過程を説明
するフローチャートである。
FIG. 36 is a flowchart illustrating a process of the hollow slab structure designing apparatus.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1…中空スラブ構造設計装置 2…処理部 3…記憶部 20…分割部 21…歪算出部(歪算出手段) 22…応力算出部(応力算出手段) 23…たわみ判定部(第1の判定手段) 24…ひび割れ判定部(第2の判定手段) 25…鉄筋量算出部(鉄筋量算出手段) 26…せん断力判定部(第3の判定手段) DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Hollow slab structure design apparatus 2 ... Processing part 3 ... Storage part 20 ... Dividing part 21 ... Strain calculating part (strain calculating means) 22 ... Stress calculating part (stress calculating means) 23 ... Deflection determining part (first determining means) 24: crack determining section (second determining section) 25: reinforcing bar calculating section (rebar calculating section) 26: shear force determining section (third determining section)

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 荻原 幸夫 東京都港区東新橋1丁目2番17号 フジモ リ産業株式会社内 Fターム(参考) 5B046 AA03 BA00 DA02 FA06 JA08 ────────────────────────────────────────────────── ─── Continuation of the front page (72) Inventor Yukio Ogiwara F-term in Fujimori Industry Co., Ltd. 1-2-17 Higashi-Shimbashi, Minato-ku, Tokyo 5B046 AA03 BA00 DA02 FA06 JA08

Claims (9)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 中空スラブに生ずる歪みおよび応力の算
出に用いる入力データが入力される入力部と、 前記中空スラブにかかる荷重をもとに該中空スラブの変
位および歪みを算出する歪算出手段と、さらに、前記歪
算出手段により算出された中空スラブの歪みをもとに該
中空スラブに生ずる応力を算出する応力算出手段とを含
む処理部と、 前記入力データと、前記処理部により算出されるデータ
を記憶する記憶部と、 前記処理部により算出された結果を出力する出力部とを
備え、 前記歪算出手段は、 {P}=[K]{δ}、 (ここで、{P}:荷重ベクトル、[K]:直交異方性
を考慮した曲げ剛性マトリクス[D]を用いて求められ
る剛性マトリクス、{δ}:変位ベクトル)で表せる荷
重ベクトルと変位ベクトルの関係式を用いて、前記入力
データをもとに荷重ベクトルと剛性マトリクスを設定し
変位を算出するとともに、さらに算出された変位をもと
に歪みを算出し、 前記応力算出手段は、 {M}=[D]{ε}、 (ここで、{M}:応力ベクトル、[D]:直交異方性
を考慮した曲げ剛性マトリクス、{ε}:歪ベクトル)
で表せる応力ベクトルと歪ベクトルの関係式を用いて、
前記入力データおよび前記歪み算出手段により算出され
た歪みをもとに、 【数1】 【数2】 ただし、kx、ky、k1、kxy:直交異方性を考慮した
係数、 E:縦弾性係数、t:床厚、ν:ポアソン比、 を設定し応力の算出を行うことを特徴とする中空スラブ
構造設計装置。
An input unit for inputting input data used for calculating strain and stress generated in the hollow slab; and a strain calculating unit for calculating displacement and strain of the hollow slab based on a load applied to the hollow slab. A processing unit including a stress calculation unit configured to calculate a stress generated in the hollow slab based on the strain of the hollow slab calculated by the strain calculation unit; A storage unit for storing data; and an output unit for outputting a result calculated by the processing unit, wherein the distortion calculating means is: {P} = [K] {δ}, where {P}: Load vector, [K]: rigidity matrix obtained using bending stiffness matrix [D] considering orthogonal anisotropy, {δ}: displacement vector) A load vector and a stiffness matrix are set based on the input data to calculate a displacement, and further, a strain is calculated based on the calculated displacement, wherein the stress calculating means: {M} = [D] {ε} (Where, {M}: stress vector, [D]: bending stiffness matrix considering orthogonal anisotropy, {ε}: strain vector)
Using the relational expression of stress vector and strain vector expressed by
Based on the input data and the distortion calculated by the distortion calculation means, (Equation 2) However, stress is calculated by setting k x , k y , k 1 , and k xy : coefficients considering orthogonal anisotropy, E: longitudinal elastic modulus, t: floor thickness, ν: Poisson's ratio. Hollow slab structure design equipment.
【請求項2】 前記歪算出手段および応力算出手段は、
複数の要素に分割された中空スラブの各要素毎に境界条
件に応じた、前記変位・歪みの算出と前記応力の算出を
行うことを特徴とする請求項1に記載の中空スラブ構造
設計装置。
2. The method according to claim 1, wherein the strain calculating unit and the stress calculating unit include:
2. The hollow slab structure designing apparatus according to claim 1, wherein the calculation of the displacement / strain and the calculation of the stress are performed in accordance with a boundary condition for each element of the hollow slab divided into a plurality of elements. 3.
【請求項3】 前記応力算出手段は、境界要素法を用い
て、曲げモーメントによる、中空のないスラブの断面端
部の水平方向の変位dpと中空スラブの断面端部の水平
方向の変位dyを算出し、前記係数kyの値を、 ky=dp/dy、 として算出することを特徴とする請求項2に記載の中空
スラブ構造設計装置。
3. The stress calculation means uses a boundary element method to calculate a horizontal displacement d p of a cross-sectional end of a solid slab and a horizontal displacement d of a cross-sectional end of a hollow slab due to a bending moment. calculates y, wherein the value of the coefficient k y, k y = d p / d y hollow slab structure design system according to claim 2, characterized in that calculated as.
【請求項4】 前記処理部は、前記歪算出手段が算出し
た中空スラブの最大変位にクリープを考慮した安全係数
を乗じた値と、基準値とを比較し、中空スラブのたわみ
に係る安全性を判定する第1の判定手段を含むことを特
徴とする請求項1ないし請求項3のいずれかに記載の中
空スラブ構造設計装置。
4. The processing unit compares the maximum displacement of the hollow slab calculated by the strain calculating means with a safety factor in consideration of creep and a reference value, and compares the value with a reference value. The hollow slab structure designing apparatus according to any one of claims 1 to 3, further comprising a first determination unit that determines the following.
【請求項5】 前記処理部は、前記応力算出手段が算出
した中空スラブに発生する最大応力と、 Mc=k・(Fc)1/2Z、 ただし、k:係数、Fc:コンクリート設計強度、Z:
断面係数、 で示されるひび割れモーメントMcとを比較し、中空ス
ラブのひび割れに係る安全性を判定する第2の判定手段
を含むことを特徴とする請求項1ないし請求項4のいず
れかに記載の中空スラブ構造設計装置。
5. The processing unit comprises: a maximum stress generated in the hollow slab calculated by the stress calculating means; and Mc = k · (Fc) 1/2 Z, where k: coefficient, Fc: concrete design strength, Z:
The method according to any one of claims 1 to 4, further comprising a second determination unit that compares a crack moment Mc expressed by a section modulus, and determines safety related to cracking of the hollow slab. Hollow slab structure design equipment.
【請求項6】 前記記憶部は、ボイド直交方向の配筋の
要素形状に関する応力集中係数αを記憶し、 前記処理部は、中空スラブに必要な鉄筋量Nを、前記応
力集中係数αを用いて算出する鉄筋量算出手段を含むこ
とを特徴とする請求項1ないし請求項5のいずれかに記
載の中空スラブ構造設計装置。
6. The storage unit stores a stress concentration coefficient α relating to an element shape of a reinforcing bar in a direction perpendicular to the void, and the processing unit uses the stress concentration coefficient α to calculate a reinforcing bar amount N required for the hollow slab. The hollow slab structure designing apparatus according to any one of claims 1 to 5, further comprising a reinforcing bar amount calculating means for calculating by calculation.
【請求項7】 前記処理部は、ボイド平行方向に対し τ=Qx×(B/b)/(7/8×(H−dt))、 ボイド直交方向に対し τ=Qy/(7/8×(H−φ))、 ただし、Qx:ボイド平行方向の最大せん断力、 Qy:ボイド直交方向の最大せん断力、 B:ボイド中心間距離、 b:ボイド外径間距離、 H:床厚、 φ:ボイド直径、 dt:床の引張縁より鉄筋重心までの距離、 で示されるせん断応力度τと、許容せん断応力度とを比
較し、中空スラブに発生するせん断力に係る安全性を判
定する第3の判定手段を含むことを特徴とする請求項1
ないし請求項6のいずれかに記載の中空スラブ構造設計
装置。
7. The processing unit calculates τ = Qx × (B / b) / (7/8 × (H−d t )) in the void parallel direction and τ = Qy / (7 / 8 × (H−φ)), where Qx: maximum shear force in the void parallel direction, Qy: maximum shear force in the void orthogonal direction, B: distance between void centers, b: distance between void outer diameters, H: floor thickness , Φ: void diameter, dt : distance from the tensile edge of the floor to the center of gravity of the rebar, and the shear stress τ shown by the following and the allowable shear stress are compared to determine the safety of the shear force generated in the hollow slab. 2. The apparatus according to claim 1, further comprising a third determining unit for determining.
An apparatus for designing a hollow slab structure according to claim 6.
【請求項8】 中空断面をもつスラブにおけるボイド平
行方向の断面2次モーメントIxを算出する手順と、 中空断面をもたないスラブにおけるボイド平行方向の断
面2次モーメントI0を算出する手順と、 前記断面2次モーメントIxをI0で除算し係数kxを算
出する手順と、 境界要素法を用いて、曲げモーメントによる、中空断面
をもたないスラブの断面端部の水平方向の変位dpと中
空スラブの断面端部の水平方向の変位dyを算出する手
順と、 前記曲げモーメントによる、中空断面をもたないスラブ
の断面端部の水平方向の変位dpを中空スラブの断面端
部の水平方向の変位dyで除算し係数kyを算出する手順
と、 前記係数kx、kyの平均をとり、該平均値を係数k1
xyとして設定する手順と、 {P}=[K]{δ}、 (ここで、{P}:荷重ベクトル、[K]:直交異方性
を考慮した曲げ剛性マトリクス[D]を用いて求められ
る剛性マトリクス、{δ}:変位ベクトル)で表せる荷
重ベクトルと変位ベクトルの関係式を用いて、前記入力
データをもとに荷重ベクトルと剛性マトリクスを設定し
変位を算出するとともに、さらに算出された変位をもと
に歪みを算出する手順と、 {M}=[D]{ε}、 (ここで、{M}:応力ベクトル、[D]:直交異方性
を考慮した曲げ剛性マトリクス、{ε}:歪ベクトル)
で表せる応力ベクトルと歪ベクトルの関係式を用いて、
前記入力データおよび前記歪算出手段により算出された
歪みをもとに、 【数3】 【数4】 ただし、kx、ky、k1、kxy:直交異方性を考慮した
係数、 E:縦弾性係数、t:床厚、ν:ポアソン比、 を設定し応力を算出する手順と、を含むことを特徴とす
る中空スラブ構造設計方法。
8. A procedure for calculating a second moment of area I x in a void parallel direction in a slab having a hollow section, and a procedure for calculating a second moment of area I 0 in a void parallel direction in a slab having no hollow section. A procedure of dividing the second moment of area I x by I 0 to calculate a coefficient k x , and using a boundary element method, a horizontal displacement of an end of a cross section of the slab having no hollow section due to a bending moment. a step of calculating the displacement d y horizontal sectional end of d p and the hollow slab, by the bending moment, the horizontal displacement d p of the cross-sectional end portion of the slab without a hollow section of the hollow slab section take a step of calculating a coefficient k y divided by horizontal displacement d y end, the coefficient k x, the average of k y, the coefficient k 1 the average value,
Procedure for setting as kxy , {P} = [K] {δ}, where {P}: load vector, [K]: bending rigidity matrix [D] considering orthogonal anisotropy Using the relational expression between the load vector and the displacement vector, which can be expressed by the stiffness matrix to be obtained, {δ}: displacement vector), the load vector and the stiffness matrix are set based on the input data, and the displacement is calculated. A procedure for calculating strain based on the displaced displacement, {M} = [D] {ε}, where {M}: stress vector, [D]: bending stiffness matrix considering orthogonal anisotropy, {Ε}: strain vector)
Using the relational expression of stress vector and strain vector expressed by
Based on the input data and the distortion calculated by the distortion calculation means, (Equation 4) Where k x , k y , k 1 , and k xy are coefficients considering orthogonal anisotropy, E is a longitudinal elastic modulus, t is a floor thickness, and ν is a Poisson's ratio. A method of designing a hollow slab structure, comprising:
【請求項9】 中空スラブ構造設計装置における歪応力
算出プログラムを記録した記録媒体であって、 中空断面をもつスラブにおけるボイド平行方向の断面2
次モーメントIxを算出する手順と、 中空断面をもたないスラブにおけるボイド平行方向の断
面2次モーメントI0を算出する手順と、 前記断面2次モーメントIxをI0で除算し係数kxを算
出する手順と、 境界要素法を用いて、曲げモーメントによる、中空断面
をもたないスラブの断面端部の水平方向の変位dpと中
空スラブの断面端部の水平方向の変位dyを算出する手
順と、 前記曲げモーメントによる、中空断面をもたないスラブ
の断面端部の水平方向の変位dpを中空スラブの断面端
部の水平方向の変位dyで除算し係数kyを算出する手順
と、 前記係数kx、kyの平均をとり、該平均値を係数k1
xyとして設定する手順と、 {P}=[K]{δ}、 (ここで、{P}:荷重ベクトル、[K]:直交異方性
を考慮した曲げ剛性マトリクス[D]を用いて求められ
る剛性マトリクス、{δ}:変位ベクトル)で表せる荷
重ベクトルと変位ベクトルの関係式を用いて、前記入力
データをもとに荷重ベクトルと剛性マトリクスを設定し
変位を算出するとともに、さらに算出された変位をもと
に歪みを算出する手順と、 {M}=[D]{ε}、 (ここで、{M}:応力ベクトル、[D]:直交異方性
を考慮した曲げ剛性マトリクス、{ε}:歪ベクトル)
で表せる応力ベクトルと歪ベクトルの関係式を用いて、
前記入力データおよび前記歪み算出手段により算出され
た歪みをもとに、 【数5】 【数6】 ただし、kx、ky、k1、kxy:直交異方性を考慮した
係数、 E:縦弾性係数、t:床厚、ν:ポアソン比、 を設定し応力を算出する手順とをコンピュータに実行さ
せる歪応力算出プログラムを記録したコンピュータ読み
取り可能な記録媒体。
9. A recording medium storing a strain stress calculation program in a hollow slab structure designing apparatus, wherein a cross section in a void parallel direction of a slab having a hollow cross section is provided.
Calculating the second moment I x , calculating the second moment I 0 in the void parallel direction in the slab having no hollow section, dividing the second moment I x by I 0 , and calculating the coefficient k x Using the boundary element method, the horizontal displacement d p of the cross-sectional end of the slab having no hollow section and the horizontal displacement d y of the cross-sectional end of the hollow slab are calculated by using the boundary element method. Calculating a coefficient k y by dividing the horizontal displacement d p of the cross-sectional end of the slab having no hollow section by the horizontal displacement d y of the cross-sectional end of the hollow slab due to the bending moment. a step of said coefficient k x, take the average of k y, the coefficient k 1 the average value,
Procedure for setting as kxy , {P} = [K] {δ}, where {P}: load vector, [K]: bending rigidity matrix [D] considering orthogonal anisotropy Using the relational expression between the load vector and the displacement vector, which can be expressed by the stiffness matrix to be obtained, {δ}: displacement vector), the load vector and the stiffness matrix are set based on the input data, and the displacement is calculated. A procedure for calculating strain based on the displaced displacement, {M} = [D] {ε}, where {M}: stress vector, [D]: bending stiffness matrix considering orthogonal anisotropy, {Ε}: strain vector)
Using the relational expression of stress vector and strain vector expressed by
Based on the input data and the distortion calculated by the distortion calculation means, (Equation 6) However, k x , k y , k 1 , k xy : a coefficient considering orthogonal anisotropy, E: longitudinal elastic modulus, t: floor thickness, ν: Poisson's ratio, and a procedure for calculating stress by computer A computer-readable recording medium storing a strain stress calculation program to be executed by a computer.
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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN111832199A (en) * 2020-06-04 2020-10-27 中国铁路设计集团有限公司 Pier top displacement calculation method based on arbitrary section and temperature field
CN113294598A (en) * 2021-06-29 2021-08-24 宁夏青龙管业集团股份有限公司 Water delivery pipeline
JP2022012546A (en) * 2020-07-01 2022-01-17 東急建設株式会社 Analytic model and design method for reinforced concrete beam

Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN111832199A (en) * 2020-06-04 2020-10-27 中国铁路设计集团有限公司 Pier top displacement calculation method based on arbitrary section and temperature field
CN111832199B (en) * 2020-06-04 2022-12-23 中国铁路设计集团有限公司 Pier top displacement calculation method based on arbitrary cross section and temperature field
JP2022012546A (en) * 2020-07-01 2022-01-17 東急建設株式会社 Analytic model and design method for reinforced concrete beam
JP7026171B2 (en) 2020-07-01 2022-02-25 東急建設株式会社 How to design reinforced concrete beams
CN113294598A (en) * 2021-06-29 2021-08-24 宁夏青龙管业集团股份有限公司 Water delivery pipeline

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