JP3603190B2 - 骨組構造物の応答シミュレーション表示システム - Google Patents
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Description
【０００１】
【産業上の利用分野】
本発明は、研究者や設計者等を支援するのに好適な骨組構造物の動的応答解析結果を可視化する骨組構造物の応答シミュレーション表示システムに関し、より詳しくは、骨組構造物の揺れの状態（動画）と、同時刻における骨組構造物の各要素（部材）や各節点（部材端点）の物理量を表わすグラフとを同期させて、リアルタイムにアニメーション表示するとともに、弾塑性解析を可能にした骨組構造物の応答シミュレーション表示システムに関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、この種の応答シミュレーション表示システムとしては、本願出願人等によって開発され、既に出願済みである（特開平３−２２３３２６号）。
この応答シミュレーション表示システムは、骨組構造物の時間と共に変化する変形データ（変位時刻歴データ）を用いて骨組構造物の揺れを動画にし、加えて、同時刻における骨組構造物の節点に関する物理量（変位、速度、加速度など）や骨組構造物の要素に関する物理量（モーメント力、剪断力、捩り力、軸力などの応力や相対変位など）のグラフあるいは設計段階で最も必要となる層剪断力、層間変位等の高さ方向に関する図形をその骨組構造物の揺れる動画に同期させ、同時性を確保した状態で、同一画面上にリアルタイムにアニメーション表示するものである。
なお、柱、梁等の線材と線材の組み合わせにより構成されている構造を骨組構造物と称し、各線材を要素と云い、線材間の接合点を節点と云う。
【０００３】
このようなシステムによれば、骨組構造物の動的応答解析結果を、研究者や設計者がより正確に理解できるように、コンピュータ・グラフィックスを利用してシミュレーションすることにより、骨組構造物全体のグローバルな力学的挙動及び節点、要素のローカルな力学的挙動を容易に把握することができる。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、ＣＲＴ画面上に骨組構造物の揺れる動画に同期して各節点や各要素の物理量等をグラフ表示する場合、節点に関する物理量には、各方向成分の変位、速度、加速度や温度などがあり、また、要素に関する物理量には、軸力、軸変形、要素両端の各強軸と弱軸の曲げ力，剪断力，捩り力あるいは部材の情報などがあり、さらに面要素（耐震壁）に関しては、剪断力、剪断変形などがある。これに加えて、１つの骨組構造物を構成する節点、要素及び面要素の各数が１００〜１００００単位の数になり、しかも、これら節点、要素及び面要素の解析結果は０．００２〜０．０１秒刻みの２０〜６０秒までの時系列データであるため、これらの物理量をグラフ化するためのデータ群は膨大な量となる。
【０００５】
従って、研究者や設計者が任意に節点、要素及び面要素の任意の物理情報を表示画面上の指定場所に即座にグラフ表示したり、動画内に表示させるには、必要とするデータ群の選択において全データ群の内容を把握していなければならず、これらの膨大なデータ群を利用して構造物の多数の要素及び節点等に関する力学的挙動、特に、構造物の要素及び節点等の弾塑性状態を的確に把握するのは益々難しくなってきている。これは、表示システムのリアルタイムアニメーション機能がハードの処理能力に依存しているため、ＣＧ画面上への表示情報数が多くなり過ぎるとアニメーションのスピードが極端に遅くなり、物理量の観察や考察が困難になってしまうからである。
【０００６】
そこで、上記特開平３−２２３３２６号に示す表示システムにおいて、節点や要素の弾塑性域における物理量レベル（節点では、その弾塑性域で生じる加速度や変位レベルなど、要素では、その弾塑性域で生じるひび割れや塑性レベルなど）を表示する場合は、アニメーションのスピードが極端に遅くなった時点で、ユーザが節点や要素の物理量レベルを観察したいと思う時刻をキーボード等から入力し、この時刻における物理量レベルで描かれる構造物のＣＧ画像を表示装置に一旦表示し、このＣＧ画像がユーザの求める状態のものかを確認し、目的の状態が表示されるまで上記作業を繰り返して行う。
【０００７】
しかしながら、上述のような従来方式では、目的の状態を表示するまでに試行錯誤が必要で、多くの時間がかかるほか、ＣＧ画像を見ただけでは構造物のどの部分にクラックや塑性変形が生じているかを判断することができず、構造物の弾塑性解析に支障を来すほか、研究者や設計者の支援可視化システムとしては不満足なものであった。
【０００８】
本発明は前記事情に鑑みてなされたもので、骨組構造物を構成する各節点や各要素及び面要素の物理量レベルを簡単な操作で容易に表示できるとともに、各節点や要素及び面要素の物理量レベルの状態変化をＣＧ画面上から容易に視認できる骨組構造物の応答シミュレーション表示システムを提供することを目的とする。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために本発明は、地震等の時間と共に変化する外力の応答解析結果である骨組構造物の時間と共に変化する変形データを用いて骨組構造物の揺れを動画にし、同時刻における骨組構造物の節点に関する物理量や骨組構造物の要素に関する物理量のグラフ、要素の相関系グラフまたは骨組構造物層レベルの相関系グラフを骨組構造物の揺れの動画に同期させて表示装置にリアルタイムに表示する骨組構造物の応答シミュレーション表示システムであって、前記骨組構造物の外力応答解析結果から時系列データとして得られた、各節点に関するデータである節点系データと、各要素に関するデータである要素系データと、多層構造として認識される前記骨組構造物の解析結果に存在する各層の層剪断力及び層間変位に関するデータである層データとを格納する、解析結果データ記憶手段と、節点系グラフと、要素系グラフと、相関系グラフとを含む複数のグラフ種別を表示項目として備えたシステム全体を操作するマンマシンインタフェース用のメインメニューを前記表示装置に表示するとともに、該メインメニュー上の前記複数のグラフ種別表示項目のうちの１つをユーザがクリックしたときに、該クリックされたグラフ種別表示項目に対応した個別グラフ選択メニューを骨組構造物のアニメーション表示と併せて表示するメインメニュー表示制御手段と、前記表示装置に表示された前記節点系グラフ、要素系グラフまたは相関系グラフに対応した個別グラフ選択メニュー上の表示項目をユーザがクリックして選択したときに、その選択に応じて、前記解析結果データ記憶手段から前記節点、要素または層に関する物理量の時系列データを読み出し、該物理量のグラフを前記表示装置に前記骨組構造物のアニメーション表示と同期して表示するグラフ表示制御手段と、前記表示装置に表示された前記節点系グラフ、要素系グラフまたは相関系グラフである当該物理量のグラフ上の任意の時系列点もしくは当該物理量のグラフの時間軸上の任意の時系列点をユーザが指定できるようにする時系列点指定手段と、ユーザが任意の時系列点を指定したときに、該指定された時系列点における各節点、各要素または各面要素の有する物理量レベルを前記表示装置に表示された骨組構造物の対応する各節点、各要素または各面要素部分に物理量レベル値に応じて色分け表示する物理量レベル表示制御手段とを備えてなるものである。
【００１０】
また、本発明は、前記物理量レベル表示制御手段を、各要素の軸変形、曲げ、剪断変形等に対する弾性状態、ひび割れ状態及び降伏状態等の弾塑性域の物理量レベルを判定する要素の弾塑性状態判定部と、各節点の変位や加速度のレベルが基準値以内か以上かを判定する節点の物理量レベル判定部と、前記各判定部からの判定結果に基づいて要素または節点の表示色を設定する表示色設定部とから構成した。
さらに、本発明は、前記指定手段を、前記表示装置に表示される各節点や各要素または面要素の物理量の時刻歴グラフ上の任意の点もしくは該グラフの時間軸上の任意の点をユーザがピックできるようにする手段と、ユーザが該手段でピックした時系列点を検出する時系列点検出部とから構成した。
また、本発明は、前記各節点、各要素または各面要素の有する物理量レベルを前記表示装置に表示するときの骨組構造物を静止画とした。
また、本発明は、前記静止画で表示される骨組構造物の前後の画像を駒送り、駒戻しにより表示できるようにした。
【００１１】
【作用】
本発明においては、地震等の時間と共に変化する外力の応答解析結果である骨組構造物の揺れの状態（動画）と、同時刻における各節点や各要素の物理量を表示するグラフとを同期させて表示装置にリアルタイムに表示させている時に、骨組構造物の全ての節点や要素または面要素の物理量レベルを併せて表示させる場合には、ユーザは、表示装置に表示されている節点系グラフ、要素系グラフまたは相関系グラフ上の任意の点もしくは該グラフの時間軸上の任意の点をマウス等の時系列点指定手段により指定すればよく、この指定指令を受けた物理量レベル表示制御手段は、指定された時系列点における各節点、各要素または各面要素の有する物理量レベルを、表示装置に表示された骨組構造物の対応する各節点、各要素または各面要素部分に物理量レベル値に応じて色分け表示する。
【００１２】
従って、ユーザは、骨組構造物を構成する各節点や各要素及び面要素の物理量レベルを簡単な操作で容易に表示させることができるとともに、各節点の変位や加速度のレベル、または各要素や面要素の軸変形、曲げ、剪断変形等に対する弾性状態、ひび割れ状態及び降伏状態等の弾塑性の状態変化をＣＧ画面上から容易に視認し得る。
また、本発明においては、各節点、各要素または各面要素の有する物理量レベルを表示装置に表示させための骨組構造物の画像を静止画とし、かつ静止画で表示させた骨組構造物の前後の画像を駒送り、駒戻しにより表示させることにより、ユーザは、注目する部位及び応答時刻を容易に捉えることができる。
【００１３】
【実施例】
以下、本発明の実施例について図面に基づいて説明する。
図１は本発明の一実施例による高層建築物等の骨組構造物における応答シミュレーション表示システムの構成を示すブロック図、図２は骨組構造物の概略図である。
【００１４】
図２において、骨組構造物１０は多数の線材１１の組み合わせにより構成され、この各線材１１を要素と云い、各線材１１間の接合点１２を節点と云う。また、１３は耐震壁を構成する面要素である。
なお、骨組構造物１０の地震、風力による外力応答解析結果から得られる力学情報（物理量）は上記各要素と節点、及び面要素に関する力学情報である。
【００１５】
節点の力学情報である節点系データの種類には、変位，加速度，速度，温度，入力外力などがある。
また、要素の力学情報である要素系データの種類には、軸力，軸変形，ｉ端の強軸方向曲げ力，ｉ端の強軸方向回転角，ｉ端の弱軸方向曲げ力，ｉ端の弱軸方向回転角，ｊ端の強軸方向曲げ力，ｊ端の強軸方向回転角，ｊ端の弱軸方向曲げ力，ｊ端の弱軸方向回転角，強軸方向の剪断力，強軸方向の剪断変形，弱軸方向の剪断力，弱軸方向の剪断変形などがある。
さらに、面要素の力学情報である面要素データの種類には、剪断力，剪断変形などがある。
【００１６】
次に、図１の構成について説明する。
図１において、２０はエンジニアリングワークステーション等から構成される制御装置であり、この制御装置２０は形状認識データ、外力データ、解析結果データ、システム設定データ等に基づいて骨組構造物１０のアニメーション作成処理を行うと共に、システム全体を制御し管理する機能を備えている。
上記制御装置２０には、キーボード２１ａ及びマウス２１ｂ等からなる入力装置２１が接続され、さらに、制御装置２０には、ここで処理されたアニメーション画像データ等を格納するハードディスク等の記憶装置２２が接続されている。また、制御装置２０には、ＣＲＴ等の表示装置２３が主表示制御部２４を介して接続されており、この表示装置２３には、これに表示される節点や要素または面要素の物理量グラフ上の任意の点、または該グラフの時間軸上の任意の点をユーザがマウス２１ｂでピックして選択したときに、そのユーザにより選択された時系列点を検出する時系列点検出部３４が接続され、この時系列点検出部３４で検出された時系列点情報は制御装置２０に入力される。
【００１７】
上記制御装置２０には、節点系データ記憶部２５、要素系データ記憶部２６、層データ記憶部２７、システム設定データ記憶部２８、形状認識データ記憶部２９及び外力データ記憶部３０がそれぞれ接続され、さらに、制御装置２０には、メインメニュー表示制御部３１、選択メニュー表示制御部３２、グラフ表示制御部３３及び要素の弾塑性状態判定部３５と、節点の物理量レベル判定部３６がそれぞれ接続されている。また、上記要素の弾塑性状態判定部３５と節点の物理量レベル判定部３６の出力側には、これら判定部からの判定結果に基づいて要素または節点等の表示色を設定する表示色設定部３７が接続され、この表示色設定部３７の表示色設定信号は主表示制御部２４に出力される。
【００１８】
上記節点系データ記憶部２５は、骨組構造物１０の外力応答解析結果から時系列データとして得られる各節点１２の物理量をファイルとして格納するもので、各節点に関する物理量のファイルは、各々相対変位データを構築するファイル「＊．ｄｉｓ」，相対速度データを構築するファイル「＊．ｖｅｌ」，絶対加速度データを構築するファイル「＊．ａｃｃ」を備える。なお、節点の各物理量データは全体座標系におけるＸ，Ｙ，Ｚ成分とノルム（絶対値）を持っている。
【００１９】
上記要素系データ記憶部２６は、骨組構造物１０の外力応答解析結果から時系列データとして得られる各要素１１の物理量をファイルして格納するもので、各要素に関する物理量のファイルは、梁・柱要素の軸力Ｎと軸変形ｄｘ及び捩れ力Ｍｘと捩れ角θｘのデータを構築するファイル「＊．ｎｊ」，要素両端部での強軸と弱軸回りの曲げモーメントＭｙ，Ｍｚ及び回転角θｙ，θｚのデータを構築するファイル「＊．ｍｉ」と「＊．ｍｊ」，要素の強軸と弱軸方向の剪断力Ｆｙ，Ｆｚと剪断変形ｄｙ，ｄｚに関するデータを構築するファイル「＊．ｑｄ」，耐震壁の面要素に関する剪断力Ｑと剪断変形Ｓのデータを構築するファイル「＊．ｍｋｗ」を備える。
【００２０】
上記層データ記憶部２７は、多層構造として認識される骨組構造物１０の解析結果に存在する各層の層剪断力と層間変位データをファイルとして格納するもので、層剪断力と層間変位のデータを各層毎に構築するファイル「＊．ｒｅｌ」を備える。
【００２１】
上記システム設定データ記憶部２８のデータは、ファイル「＊．ｉｎｆ」及びファイルＲＵＮ−ＦＩＬＥで構成され、ファイル「＊．ｉｎｆ」には解析条件や解析結果データのメモが記憶されており、このデータ内容はシステム起動中に表示装置のＣＧ画面上に表示される。なお、この表示内容はキーボード２１ａからの入力によって自由に書き換えられ、そして、ファイルの内容は表示内容に書き換えられる。
また、ＲＵＮ−ＦＩＬＥは、アニメーション表示の設定に関するデータ、例えば線材の太さや色の指定、グラフの線の太さや色等を指定するデータで構築される。
【００２２】
上記形状確認データ記憶部２９は、骨組構造物の形状を確認させる節点座標値、要素構成節点番号及び要素の持つ降伏曲面を指定する番号データを構築するファイル「＊．ｄａｔ」と、ファイル「＊．ｄａｔ」内の降伏曲線番号に対応して保管され、降伏曲面を放物線や楕円によって近似的に作成するためのデータで構築される「ファイル＊．ｎｍｍ」とから構成される。
【００２３】
上記外力データ記憶部３０は、ファイル「＊．ｉｎｐ」から構成され、このファイル「＊．ｉｎｐ」には、想定する動的応答解析に必要な地震と風に相当する外力データが時系列データで記録されている。
【００２４】
上記メインメニュー表示制御部３１は、複数のグラフ種別を表示項目として備えたシステム全体を操作するマンマシンインタフェース用のメインメニューを表示装置２３に表示するとともに、該メインメニュー上の複数のグラフ種別表示項目のうちの１つをユーザがクリックしたときに、該クリックされたグラフ種別表示項目に対応した個別グラフ選択メニューを骨組構造物のアニメーション表示と併せて表示するものであり、このメインメニューのデータは記憶装置２２に格納される。
図３は、メインメニューの表示例を示す。
【００２５】
上記選択メニュー表示制御部３２は、ユーザがメインメニュー上のグラフ種別表示項目をクリックすることにより選択した節点系グラフ、要素系グラフまたは相関系グラフのそれぞれの物理量に関する種類の異なる複数のデータファイルと物理量成分との関係をマトリクステーブルに構成した個別グラフ選択メニューを表示装置２３に表示するためのものであり、これらの個別グラフ選択メニューのデータは記憶装置２２に格納されている。また、これらの個別グラフ選択メニューのデータは選択メニュー表示制御部３２で処理された後、主表示制御部２４を通して表示装置２３に出力される。
各選択メニューの表示例を図４〜図６に示す。図４は節点系グラフの個別グラフ選択メニューであり、図５は要素系グラフの個別グラフ選択メニューであり、また、図６は相関系グラフの個別グラフ選択メニューである。
【００２６】
上記グラフ表示制御部３３は、表示装置２３に選択表示された節点系グラフ、要素系グラフまたは相関系グラフに関する個別グラフ選択メニュー上の任意の物理量成分箇所をユーザがクリックしたときに、節点系データ記憶部２５、要素系データ記憶部２６、層データ記憶部２７、システム設定データ記憶部２８、形状認識データ記憶部２９及び外力データ記憶部３０から前記クリックされた物理量成分箇所に対応する時系列データ群を読み出して表示装置２３に骨組構造物のアニメーション表示と同期してグラフ表示するためのものであり、このグラフ表示制御部３３で処理されたグラフ表示信号は主表示制御部２４を通して表示装置２３に出力される。
【００２７】
上記要素の弾塑性状態判定部３５は、骨組構造物１０が外力応答解析データに基づいてアニメーション表示される時に、各要素１１の軸変形、曲げ、剪断変形等に対する弾性状態、ひび割れ状態及び降伏状態等の弾塑性域の物理量レベルを判定するものであり、その物理量レベルの判定情報は表示色設定部３７に出力される。
また、上記節点の物理量レベル判定部３６は、変位や加速度のレベルが基準値以内か以上かを判定するもので、その判定情報は表示色設定部３７に出力される。
【００２８】
次に、上記のように構成された本実施例の骨組構造物の応答シミュレーション表示動作について説明する。
まず、骨組構造物の非線形動的応答解析結果を追跡するアニメーション表示画面の基本構成について、図７〜図１０を参照して述べる。
図７は節点系の表示画面を、図８は要素系の表示画面を、図９は要素の相関系表示画面を、図１０は層の相関系表示画面をそれぞれ示している。
【００２９】
この図７〜図１０において、各表示画面２３１は、左側上方位置にアニメーション内容である解析条件リストを表示する表示部２３２を、右側上方位置に骨組構造物の変形状態を表示するアニメーション表示部２３３を、右側位置にマンマシンインタフェースを構成するメインメニュー表示部２３４を共通に有し、そして、節点系と要素系の表示画面２３１は、図７及び図８に示すように、時刻歴データをグラフ表示する３つのグラフ表示部２３５〜２３７を更に備える。また要素と層の相関系表示画面２３１は、図９及び図１０に示すように、要素または層の相関関係グラフを表示する２つの相関系表示部２３８、２３９と、時刻歴データをグラフ表示する１つのグラフ表示部２４０を更に備える。
【００３０】
ユーザは、骨組構造物の応答シミュレーション表示に際し、節点系グラフを表示させたい場合には、まず、表示画面２３１のメインメニュー表示部２３４に表示されている、図３に示すメインメニュー上のグラフ種別表示項目「節点系グラフ」を、マウス２１ｂ（またはキーボード２１ａ）の操作でクリックする。この指令を受けた主表示制御部２４は、骨組構造物のＣＧ画像のみがアニメーション表示部２３３に表示された図７に示す表示画面２３１を表示装置２３に表示させるとともに、記憶装置２２から節点系グラフの個別グラフ選択メニューのデータを読み出して、図４に示す個別グラフ選択メニューを解析条件表示部２３２及びアニメーション表示部２３３と重らないように表示画面２３１上の任意の位置にウインド表示する。
【００３１】
節点系グラフの個別グラフ選択メニューが表示画面２３１に選択表示されると、解析条件表示部２３３にシステム設定データ記憶部２８から読み出された解析／解析コード、入力地震波形名等の各データが表示される。
【００３２】
次にユーザは、節点系グラフの個別グラフ選択メニューの表示画面２３１上において、指定する節点数が１つか、２つかをマウス２１ｂでクリックすることにより選択する。この実施例では節点数「１つ」が選択された場合であり、この選択された項目箇所の表示は網目がかかった状態に変化する。
次いでユーザは、どの節点の物理量をグラフ化するかを、アニメーション表示部２３３に表示されている図２に示すような構造物ＣＧ画像上の任意の節点１２をマウス２１ｂでクリックして指定する。これに伴い形状認識データ記憶部２９から指定された節点１２の番号が読み出され、この節点番号が個別グラフ選択メニュー上の「節点番号」の欄に記入表示される。なお、この節点番号はキーボード２１ａから直接入力することもできる。
【００３３】
次にユーザは、表示画面２３１のグラフ表示部（Ａグラフ）２３５、グラフ表示部（Ｂグラフ）２３６、グラフ表示部（Ｃグラフ）２３７に節点の物理量をグラフ表示させるか否かを選択する。グラフ表示させたい場合には、図４に示す個別グラフ選択メニュー画面において、「する」をマウス２１ｂによりクリックし、「する」の表示を網目がかかった状態に変化させる。その後、各グラフ表示部にファイル「＊．ｄｉｓ」、「＊．ｖｅｌ」、「＊．ａｃｃ」、「＊．ｉｎｐ」のどの成分を表示するかをマウス２１ｂでクリックすることにより選択する。
【００３４】
例えば、表示画面２３１のグラフ表示部（Ａグラフ）２３５に上記指定節点番号の節点１２の相対変位をグラフ表示させたい場合には、グラフ表示部（Ａグラフ）２３５に２本のグラフを同時に描けるので、ユーザは、図４に示す個別グラフ選択メニュー画面におけるＡグラフ用の左側の選択マトリクステーブルＡ１では、ファイル「＊．ｄｉｓ」のＸ成分を選択し、また、Ａグラフ用の右側の選択マトリクステーブルＡ２では、ファイル「＊．ｄｉｓ」のＹ成分を選択すればよい。選択されると、その選択箇所の表示は網目状態に変化する。
【００３５】
また、表示画面２３１のグラフ表示部（Ｂグラフ）２３６に上記指定節点番号の節点１２の相対速度をグラフ表示させたい場合には、グラフ表示部（Ｂグラフ）２３６に２本のグラフを同時に描けるので、ユーザは、図４に示す個別グラフ選択メニュー画面におけるＢグラフ用の左側の選択マトリクステーブルＢ１では、ファイル「＊．ｖｅｌ」のＸ成分を選択し、また、Ｂグラフ用の右側の選択マトリクステーブルＢ２では、ファイル「＊．ｖｅｌ」のＹ成分を選択すればよい。選択されると、その選択箇所の表示は網目状態に変化する。
【００３６】
同様にして、表示画面２３１のグラフ表示部（Ｃグラフ）２３７に上記指定節点番号の節点１２の絶対加速度をグラフ表示させたい場合には、グラフ表示部（Ｃグラフ）２３７に２本のグラフを同時に描けるので、ユーザは、図４に示す個別グラフ選択メニュー画面におけるＣグラフ用の左側の選択マトリクステーブルＣ１では、ファイル「＊．ａｃｃ」のＸ成分を選択し、また、Ｃグラフ用の右側の選択マトリクステーブルＣ２では、ファイル「＊．ａｃｃ」のＹ成分を選択すればよい。選択されると、その選択箇所の表示は網目状態に変化する。
【００３７】
このようにして、上記指定節点番号の節点１２に対するＡグラフ〜Ｃグラフ表示用のデータ選択が終了したならば、ユーザは、図４に示す個別グラフ選択メニュー画面上の「データ設定」をマウス２１ｂでクリックすることにより、グラフ表示のためのデータを設定する。その後、ユーザが、図３に示すメインメニュー上の「開始」をマウス２１ｂでクリックすると、地震または風の外力データに対する外力応答シミュレーション表示が開始される。
【００３８】
メインメニュー上の「開始」がマウス２１ｂでクリックされると、解析条件に応じて求められた骨組構造物１０の時間的に変化する変形データ（変位時刻歴データ）が主表示制御部２４によりＣＧ画像に処理され、このＣＧ画像信号が表示装置２３に出力されることにより、骨組構造物の揺れる動画がアニメーション表示部２３３に表示される。また、この揺れる骨組構造物の動画４０には、前記指定された節点１２の位置を示すマーク４０ａが表示される。
【００３９】
一方、前記骨組構造物の揺れる動画の処理と同時刻における前記指定節点１２の前記個別グラフ選択メニューで選択された相対変位に関するＸ成分及びＹ成分の時系列データが節点系データ記憶部２５のファイル「＊．ｄｉｓ」から順次読み出され、この各時系列データがグラフ表示制御部３３でグラフ表示用のＣＧ画像に処理された後、主表示制御部２４を通して表示装置２３に出力されることにより、表示画面２３１のグラフ表示部（Ａグラフ）２３５には、前記指定節点１２の物理量である相対変位のＸ成分及びＹ成分が骨組構造物の揺れる動画に同期して、図７に示すようにグラフ表示される。このグラフの縦軸はＸ、Ｙ軸方向の相対変位を示し、横軸は時刻を示す。
【００４０】
また、前記骨組構造物の揺れる動画の処理と同時刻における前記指定節点１２の前記個別グラフ選択メニューで選択された相対速度に関するＸ成分及びＹ成分の時系列データが節点系データ記憶部２５のファイル「＊．ｖｅｌ」から順次読み出され、この各時系列データが０グラフ表示制御部３３でグラフ表示用のＣＧ画像に処理された後、主表示制御部２４を通して表示装置２３に出力されることにより、表示画面２３１のグラフ表示部（Ｂグラフ）２３６には、前記指定節点１２の物理量である相対速度のＸ成分及びＹ成分が骨組構造物の揺れる動画に同期して、図７に示すようにグラフ表示される。このグラフの縦軸はＸ、Ｙ軸方向の相対速度を示し、横軸は時刻を示す。
【００４１】
さらに、前記骨組構造物の揺れる動画の処理と同時刻における前記指定節点１２の前記個別グラフ選択メニューで選択された絶対加速度に関するＸ成分及びＹ成分の時系列データが節点系データ記憶部２５のファイル「＊．ａｃｃ」から順次読み出され、この各時系列データがグラフ表示制御部３３でグラフ表示用のＣＧ画像に処理された後、主表示制御部２４を通して表示装置２３に出力されることにより、表示画面２３１のグラフ表示部（Ｃグラフ）２３７には、前記指定節点１２の物理量である絶対加速度のＸ成分及びＹ成分が骨組構造物の揺れる動画に同期して、図７に示すようにグラフ表示される。このグラフの縦軸はＸ、Ｙ軸方向の絶対加速度を示し、横軸は時刻を示す。
【００４２】
また、図４に示す個別グラフ選択メニューにおいて、Ａグラフ、ＢグラフまたはＣグラフ用の左及び右側の選択マトリクステーブル上における「＊．ｉｎｐ」欄のＸ、ＹまたはＺの箇所をマウスでクリックすれば、グラフ表示部２３５〜２３７の１つに地震または風の時刻歴を骨組構造物の揺れる動画に同期してグラフ表示することができる。
【００４３】
このように、ユーザは、個別グラフ選択メニュー上の節点１つを指定することで、各グラフ表示部２３５〜２３７に、１つの節点の異なる２つの物理量の比較グラフを表示させることができ、また、節点２つを指定することで、異なった節点での同一物理量の比較グラフを各グラフ表示部２３５〜２３７に表示させることができる。
【００４４】
次に、要素系グラフを表示する場合について説明する。
この場合は、まず、ユーザは、表示画面２３１のメインメニュー表示部２３４に表示されている、図３に示すメインメニュー上のグラフ種別表示項目「要素系グラフ」をマウス２１ｂ（またはキーボード２１ａ）の操作でクリックする。この指令を受けた主表示制御部２４は、骨組構造物のＣＧ画像のみがアニメーション表示部２３３に表示された図８に示す表示画面２３１を表示装置２３に表示させるとともに、記憶装置２２から要素系グラフの個別グラフ選択メニューのデータを読み出して、図５に示す個別グラフ選択メニューを解析条件表示部２３２及びアニメーション表示部２３３と重らないように表示画面２３１上の任意の位置にウインド表示する。
【００４５】
要素系グラフの個別グラフ選択メニューが表示画面２３１に選択表示されると、解析条件表示部２３３にシステム設定データ記憶部２８から読み出された解析／解析コード、入力地震波形名等の各データが表示される。
【００４６】
次にユーザは、要素系グラフの個別グラフ選択メニューの表示画面２３１上において、指定する要素数が１つか、２つかをマウス２１ｂでクリックすることにより選択する。ここで、マウス指定の要素が梁である場合は、「マウス指定要素」項目の「梁」の表示が網目状に変化し、マウス指定の要素が壁の場合は「壁」の表示が網目状に変化する。また、梁要素を指定した場合は、ファイル「＊．ｍｋｗ」の成分が指定できなくなり、壁要素を指定した場合は、ファイル「＊．ｎｊ」、「＊．ｍｉ」、「＊．ｍｊ」、「＊．ｑｄ」の各成分が選択できなくなる構成になっている。
この実施例では、柱要素１つが選択された場合について述べる。この場合、「指定要素数」項目の「１つ」の表示が網目状に変化する。
【００４７】
次いでユーザは、どの柱要素の物理量をグラフ化するかを、アニメーション表示部２３３に表示されている図２に示すような構造物ＣＧ画像上の任意の柱要素１１をマウス２１ｂでクリックして指定する。これに伴い形状認識データ記憶部２９から指定された柱要素１１の番号が読み出され、この要素番号が個別グラフ選択メニュー上の「要素番号」の欄に記入表示される。なお、この柱要素番号はキーボード２１ａから直接入力することもできる。
【００４８】
次にユーザは、図８に示す表示画面２３１のグラフ表示部（Ｄグラフ）２３５、グラフ表示部（Ｅグラフ）２３６、グラフ表示部（Ｆグラフ）２３７に柱要素の物理量をグラフ表示するか否かを選択する。グラフ表示する場合は、図５に示す個別グラフ選択メニュー画面において、「する」をマウス２１ｂによりクリックし、「する」の表示を網目状に変化させる。その後、各グラフ表示部にファイル「＊．ｎｊ」、「＊．ｍｉ」、「＊．ｍｊ」、「＊．ｑｄ」、「＊．ｍｋｗ」のどの成分を表示するかをマウス２１ｂでクリックすることにより選択する。
【００４９】
例えば、表示画面２３１のグラフ表示部（Ｄグラフ）２３５に上記指定柱要素番号の柱要素１１のｉ端（柱頭）での曲げモーメントＭをグラフ表示する場合は、グラフ表示部（Ｄグラフ）２３５に２本のグラフを同時に描けるので、図５に示す個別グラフ選択メニュー画面におけるＤグラフ用の左側の選択マトリクステーブルＤ１では、ファイル「＊．ｍｉ」の強軸回り成分Ｍｙを選択し、Ｄグラフ用の右側の選択マトリクステーブルＤ２では、ファイル「＊．ｍｉ」の弱軸回り成分Ｍｚを選択する。選択されると、その選択箇所の表示は網目状に変化する。
【００５０】
また、表示画面２３１のグラフ表示部（Ｅグラフ）２３６に上記指定柱要素番号の柱要素１１のｊ端（柱脚）での曲げモーメントＭをグラフ表示する場合は、グラフ表示部（Ｅグラフ）２３６に２本のグラフを同時に描けるので、図５に示す個別グラフ選択メニュー画面におけるＥグラフ用の左側の選択マトリクステーブルＥ１では、ファイル「＊．ｍｊ」の強軸回り成分Ｍｙを選択し、Ｅグラフ用の右側の選択マトリクステーブルＥ２では、ファイル「＊．ｍｊ」の弱軸回り成分Ｍｚを選択する。選択されると、その選択箇所の表示は網目状に変化する。
【００５１】
同様にして、表示画面２３１のグラフ表示部（Ｆグラフ）２３７に上記指定柱要素番号の柱要素１１軸力Ｎをグラフ表示する場合は、グラフ表示部（Ｆグラフ）２３７に２本のグラフを同時に描けるので（この実施例では１本のみを描いている）、図５に示す個別グラフ選択メニュー画面におけるＦグラフ用の左側の選択マトリクステーブルＦ１では、ファイル「＊．ｎｊ」のＮを選択する。選択されると、その選択箇所の表示は網目状に変化する。
【００５２】
このようにして、上記指定柱要素番号の柱要素１１に対するＤグラフ〜Ｆグラフ表示用のデータ選択が終了したならば、ユーザは、図５に示す個別グラフ選択メニュー画面上の「データ設定」をマウス２１ｂでクリックすることにより、グラフ表示のためのデータを設定する。その後、ユーザが、図３に示すメインメニュー上の「開始」をマウス２１ｂでクリックすると、地震または風の外力データに対する外力応答シミュレーション表示が開始される。
【００５３】
メインメニュー上の「開始」がマウス２１ｂでクリックされると、解析条件に応じて求められた骨組構造物１０の時間的に変化する変形データ（変位時刻歴データ）が主表示制御部２４によりＣＧ画像に処理され、このＣＧ画像信号が表示装置２３に出力されることにより、骨組構造物の揺れる動画がアニメーション表示部２３３に表示される。また、この揺れる骨組構造物の動画４１には、前記指定された柱要素１１の位置を示すマーク４１ａが表示される。
【００５４】
一方、前記骨組構造物の揺れる動画の処理と同時刻における前記指定柱要素１１の前記個別グラフ選択メニューで選択されたｉ端の曲げモーメントＭに関するＭｙ，Ｍｚ成分の時系列データが要素系データ記憶部２６のファイル「＊．ｍｉ」から順次読み出され、この各時系列データがグラフ表示制御部３３でグラフ表示用のＣＧ画像に処理された後、主表示制御部２４を通して表示装置２３に出力されることにより、表示画面２３１のグラフ表示部（Ｄグラフ）２３５には、前記指定柱要素１１のｉ端の物理量である強軸回りの曲げモーメントＭｙ及び弱軸回りの曲げモーメントＭｚが骨組構造物の揺れる動画に同期して、図８に示すようにグラフ表示される。このグラフの縦軸は曲げモーメントを示し、横軸は時刻を示す。
【００５５】
また、前記骨組構造物の揺れる動画の処理と同時刻における前記指定柱要素１１の前記個別グラフ選択メニューで選択されたｊ端の曲げモーメントに関するＭｙ，Ｍｚ成分の時系列データが要素系データ記憶部２６のファイル「＊．ｍｊ」から順次読み出され、この各時系列データがグラフ表示制御部３３でグラフ表示用のＣＧ画像に処理された後、主表示制御部２４を通して表示装置２３に出力されることにより、表示画面２３１のグラフ表示部（Ｅグラフ）２３６には、前記指定柱要素１１のｊ端の物理量である強軸回りの曲げモーメントＭｙ及び弱軸回りの曲げモーメントＭｚが骨組構造物の揺れる動画に同期して、図８に示すようにグラフ表示される。このグラフの縦軸は曲げモーメントを示し、横軸は時刻を示す。
【００５６】
さらに、前記骨組構造物の揺れる動画の処理と同時刻における前記指定柱要素１１の前記個別グラフ選択メニューで選択された軸力の時系列データが節点系データ記憶部２６のファイル「＊．ｎｊ」から順次読み出され、この各時系列データがグラフ表示制御部３３でグラフ表示用のＣＧ画像に処理された後、主表示制御部２４を通して表示装置２３に出力されることにより、表示画面２３１のグラフ表示部（Ｆグラフ）２３７には、前記指定柱要素１１の物理量である軸力Ｎが骨組構造物の揺れる動画に同期して、図８に示すようにグラフ表示される。このグラフの縦軸は軸力を示し、横軸は時刻を示す。
【００５７】
このように、ユーザは、個別グラフ選択メニュー上の柱要素１つを指定することで、Ｄグラフ〜Ｆグラフの各グラフ表示部２３５〜２３７に、１つの柱要素の異なる２つの物理量の比較グラフを表示させることができ、また、柱要素２つを指定することで、異なった柱要素での同一物理量の比較グラフを各グラフ表示部２３５〜２３７に表示させることができる。さらに、Ｄグラフ〜Ｆグラフには、各選択マトリクステーブル内の選択項目１つをマウスで任意に指定することにより、梁・柱要素の軸力、軸変形、捩れ力、捩れ角、強軸と弱軸方向の曲げモーメント及び回転角、強軸と弱軸方向の剪断力と剪断変形、耐震壁の面要素に関する剪断力と剪断変形等を任意にグラフ表示させることができる。
【００５８】
次に、要素の持つ２つの物理量の相関関係を描く相関系グラフを表示する場合について説明する。
要素の持つ２つの物理量の相関関係を描く場合は、まず、ユーザは、表示画面２３１のメインメニュー表示部２３４に表示されている、図３に示すメインメニュー上のグラフ種別表示項目「相関系グラフ１（要素）」をマウス２１ｂ（またはキーボード２１ａ）の操作でクリックする。この指令を受けた主表示制御部２４は、骨組構造物のＣＧ画像のみがアニメーション表示部２３３に表示された図９に示す表示画面２３１を表示装置２３に表示させるとともに、記憶装置２２から相関系グラフ１の個別グラフ選択メニューデータを読み出して、図６に示す個別グラフ選択メニューを表示画面２３１上の任意の位置にウインド表示する。
【００５９】
次に、表示画面２３１に表示された図６の個別グラフ選択メニューにおいて、マウスで指定することのできる要素には梁と壁の２種類があり、ユーザは、このうちの何れかをマウスでクリックすることにより選択する。以下の説明では、ユーザが梁を選択した場合について説明する。
次いでユーザは、どの梁要素の物理量をグラフ化するかを、アニメーション表示部２３３に表示されている図２に示すような構造物ＣＧ画像上の任意の梁要素をマウス２１ｂでクリックして指定する。これに伴い形状認識データ記憶部２９から、その指定された梁要素の番号が読み出され、この要素番号が選択メニュー上の「要素番号」の欄に記入表示される。なお、この梁要素番号はキーボード２１ａから直接入力することもできる。
【００６０】
かかる状態において、ユーザが、個別グラフ選択メニューに表示されているＧ１グラフの選択マトリクステーブルＧ１１内のファイル「＊．ｍｉ」に対応する選択項目Ｍｙ，Ｍｚをマウスでクリックして選択したならば、要素ｉ端の曲げモーメントに関するＭｙ，Ｍｚ成分の時系列データが要素系データ記憶部２６のファイル「＊．ｍｉ」から順次読み出され、この各時系列データがグラフ表示制御部３３及び主表示制御部２４を通して表示装置２３に出力されることにより、表示画面２３１のグラフ表示部（Ｇ１グラフ）２３８には、指定要素のｉ端における強軸回りの曲げモーメントＭｙ（縦軸）と弱軸回りの曲げモーメントＭｚとの相関関係を表わすグラフが骨組構造物の揺れる動画に同期して、図９に示すように表示される。
【００６１】
また、ユーザが、個別グラフ選択メニューに表示されているＨ１グラフの選択マトリクステーブルＨ１１において、ファイル「＊．ｍｉ」に対応する選択項目Ｍｙ，Ｍｚをマウスでクリックして選択したならば、要素ｉ端の曲げモーメントに関するＭｙ，Ｍｚ成分の時系列データが要素系データ記憶部２６のファイル「＊．ｍｉ」から順次読み出され、先に読み出された軸力Ｎの時系列データと共にグラフ表示制御部３３及び主表示制御部２４を通して表示装置２３に出力されることにより、表示画面２３１のグラフ表示部（Ｈ１グラフ）２３９には、指定要素のｉ端における指定方向の曲げモーメントＭ（横軸）と軸力Ｎとの相関関係を表わすグラフが骨組構造物の揺れる動画に同期して、図９に示すように表示される。なお、Ｇ１及びＨ１グラフにおいて、エンドレスの曲線５１、５２は降伏曲面の断面を意味する補助線である。
【００６２】
さらに、個別グラフ選択メニューに表示されているＩグラフの選択マトリクステーブルＩ１、Ｉ２は、グラフ表示部（Ｉグラフ）２４０に表示されるグラフをユーザが選択できるようにするためのもので、図８に示す要素系グラフと同様の時刻歴データ描画用の選択機能を有するほか、入力外力であるファイル「＊．ｒｅｌ」の成分をグラフとして選択表示できる機能を有している。
【００６３】
また、ユーザが、図６に示す個別グラフ選択メニューのＧ１及びＨ１グラフの選択マトリクステーブルＧ１１、Ｈ１１において、「降伏曲面」という項目の「なし」をマウスにより選択した場合には、図５に示す選択メニューのＤグラフ、Ｅグラフ及びＦグラフと同様の表示となる。また、表示選択項目「ＭＭ」をマウスにより選択したならば、Ｇ１グラフ用選択マトリクステーブルＧ１１の右側には、同図に示す如き２軸曲げモーメント間の相関データが表示され、そのグラフが降伏曲面の断面と共に作成される。そして、表示選択項目「ＮＭ」をマウスにより選択したならば、Ｈ１グラフ用選択マトリクステーブルＨ１１の右側には、同図に示す如き軸力と曲げモーメントとの相関データが表示され、そのグラフが降伏曲面の断面と共に作成される。
この場合、グラフのＸ軸及びＹ軸に選ばれる物理量が特定されるので、要素のいずれの端部でのデータかを決定すればよい。指定された要素の降伏曲面の断面を補助線として描くための各パラメータの値もファイル「＊．ｎｍｍ」を参照して自動的に表示される。
【００６４】
一方、図９に示す表示画面２３１が表示装置２３に表示されているときに、ユーザが、図３に示すメインメニュー上の項目「画面拡大Ａ」をマウス２１ｂでクリックした場合には、図１１に示すように、図９に示すアニメーション表示部２３３を拡大したアニメーション表示部２３３が表示画面２３１上に表示されるとともに、グラフ表示部（Ｉグラフ）２４０に１つの物理量の時系列グラフが表示される。
【００６５】
かかる状態において、アニメーション表示部２３３に表示された骨組構造物の全ての要素に対して、その物理量レベル（弾塑性状態）を色分け表示させる場合は、ユーザは、まず、図１１に示す表示画面２３１のグラフ表示部２４０において、そこに表示されているグラフ７１上の任意の時系列点７１ａ（または、時系列点７１ａに対応するグラフ時間軸上の点）をマウス２１ｂによりピックする。こうしてユーザによって時系列点７１ａが指定されると、この点の時刻を時系列点検出部３４が検出して、その時刻情報を制御装置２０に出力する。制御装置２０では、指定された時刻における各要素の軸変形、曲げまたは剪断変形などの物理量データを要素系データ記憶部２６から読み出して、要素の弾塑性状態判定部３５に順次取り込むことにより、この各物理量データから各要素の物理量レベルが弾性状態か、ひび割れ状態か、または降伏状態かを判定する。これら判定結果のデータは表示色設定部３７に出力され、物理量レベルの判定結果が弾性状態か、ひび割れ状態か、または降伏状態かに応じて各要素の表示色を設定して、その表示色設定信号を主表示制御部２４に出力する。
【００６６】
主表示制御部２４では、図１１に示すように、表示装置２３の表示画面２３１のアニメーション表示部２３３に表示されている骨組構造物７２の各要素にボックスマーク７３を付加するとともに、この各ボックスマーク７３の表示色を表示色設定部３７からの表示色設定信号に応じて決定し、各要素の弾塑性状態を色分け表示する。この時、アニメーション表示部２３３に表示される骨組構造物７２のＣＧ画像は静止画となる。
図１１において、白抜きのボックスマーク７３で示す要素の物理量レベルは弾性状態にあることを表わし、斜線入りのボックスマーク７３で示す要素の物理量レベルはひび割れ状態にあることを表わし、また、黒塗りのボックスマーク７３で示す要素の物理量レベルは降伏状態にあることを表わしている。
【００６７】
従って、ユーザは、アニメーション表示部２３３に表示された骨組構造物７２のＣＧ画像を見ることにより、外力応答シミュレーション時における各要素の物理量レベルである弾塑性状態をＣＧ画面上から容易に認識することができる。
【００６８】
また、上記図１１に相当する前後のＣＧ画像を駒送り、駒戻しによりアニメーション表示部２３３に表示するということは、ユーザが図３に示すメインメニュー上の「アニメーション制御」をマウス２１ｂによりクリックすることにより行われる。
このように、骨組構造物のＣＧ画像の拡大表示や駒送り、駒戻し機能を発揮させることにより、ユーザは、注目する部位や応答時刻を容易に捉えることができる。
【００６９】
図１０は、骨組構造物である建築物の層レベルで持っているデータをグラフ化する場合の相関系グラフ（層）の表示画面を示す。
図１０に示す相関系グラフにおいて、グラフ表示部２３８には、層データ記憶部２７に格納されているファイル「＊．ｒｅｌ」の層剪断力と層間変位のデータに基づいて１階の層剪断力（縦軸）と層間変位（横軸）の関係がグラフ表示される。また、グラフ表示部２３９には、１階から最上階までの層剪断力がグラフ表示される。このグラフにおいて、曲線６１は動画と同期した現時刻での層剪断力を表わし、曲線６２は過去の履歴の最大値を表わしている。
また、グラフ表示部２４０には、１階の層剪断力の時刻歴がグラフ表示される。
【００７０】
図１２は、骨組構造物の各節点の変位または加速度の物理量レベルを表示した場合のアニメーション表示部の拡大表示画面を示す。
このアニメーション表示部２３３を拡大表示するということは、ユーザが図３に示すメインメニュー上の項目「画面拡大Ｂ」をマウス２１ｂでクリックすることにより行われる。そして、ユーザが、上記要素の物理量レベル表示と同様に、例えば図７に示すグラフ表示部２３７に描かれたグラフの任意に点をマウス２１ｂによりピックすると、この点の時刻を時系列点検出部３４が検出して、その時刻情報を制御装置２０に出力する。制御装置２０では、指定された時刻における各節点の変位または加速度などの物理量データを節点系データ記憶部２５から読み出して、節点の物理量レベル判定部３６に順次取り込むことにより、この各物理量データから各節点の物理量レベルが基準値以内か以上かを判定する。これら判定結果のデータは表示色設定部３７に出力され、物理量レベルの判定結果が基準値以内か以上かに応じて各節点の表示色が設定されて、その表示色設定信号が主表示制御部２４に出力される。
【００７１】
主表示制御部２４では、図１２に示すように、表示装置２３の表示画面２３１のアニメーション表示部２３３に表示されている骨組構造物８１の各節点にボックスマーク８２を付加するとともに、この各ボックスマーク８２の表示色を表示色設定部３７からの表示色設定信号に応じて決定し、各節点の変位または加速度レベルを色分け表示する。この時、アニメーション表示部２３３に表示される骨組構造物８１のＣＧ画像は静止画となる。
図１２において、白抜きのボックスマーク８２で示す節点の変位または加速度レベルは基準値以内にあることを表わし、黒塗りのボックスマーク８２で示す節点の変位または加速度レベルは基準値以上であることを表わしている。
【００７２】
従って、ユーザは、アニメーション表示部２３３に表示された骨組構造物８１のＣＧ画像を見ることにより、外力応答シミュレーション時における各節点の変位または加速度レベルをＣＧ画面上から容易に認識することができる。
【００７３】
このように本実施例においては、地震等の時間と共に変化する外力の応答解析結果である骨組構造物１０の揺れの状態（動画）と、同時刻における各節点１２や各要素１１等の物理量を表示するグラフとを同期させて表示装置２３にリアルタイムに表示している。時に、ユーザは、骨組構造物１０の全ての節点１２や要素１１または面要素１３の物理量レベルを表示させたい場合には、表示装置２３に表示された節点系グラフ、要素系グラフまたは相関系グラフ上の任意の点もしくは該グラフの時間軸上の任意の点をマウス２１ｂで指定すればよく、そうすれば、この指定された時系列点を時系列点検出部３４が検出し、その時刻情報を制御装置２０に出力することにより、指定された時刻における各節点１２や要素１１または面要素１３の物理量データが各データ記憶部２５、２６から読み出されて、要素の弾塑性状態判定部３５または節点の物理量レベル判定部３６に順次取り込まれることにより、この各物理量データから各要素または面要素については、その物理量レベルが弾性状態か、ひび割れ状態か、または降伏状態かが判定され、また各節点については、その変位または加速度レベルが基準値以内か以上かが判定され、これら判定結果のデータに基づいて表示色設定部３７が、指定された時系列点における各節点、各要素または各面要素の有する物理量レベルの表示色を設定し、それによって、表示装置に表示された骨組構造物の対応する各節点、各要素または各面要素部分に付加されたボックスマークが物理量レベル値に応じて色分け表示される構成にした。
【００７４】
従って、本実施例によれば、ユーザは、骨組構造物を構成する各節点や各要素及び面要素の物理量レベルを簡単な操作で容易に表示させることができるとともに、各節点の変位や加速度のレベル、または各要素や面要素の軸変形、曲げ、剪断変形等に対する弾性状態、ひび割れ状態及び降伏状態等の弾塑性の状態変化をＣＧ画面上から容易に視認し得る。
また、本実施例においては、各節点、各要素または各面要素の有する物理量レベルを表示装置に表示させるための骨組構造物の画像を静止画とし、かつ静止画で表示させた骨組構造物の前後の画像を駒送り、駒戻しにより表示させることのできる構成にしたので、ユーザは、注目する部位及び応答時刻を容易に捉えることができる。
【００７５】
なお、本発明は、上記実施例に示す構成のものに限定されず、請求項に記載した範囲を逸脱しない限り、種々の変形、変更が可能である。
【００７６】
【発明の効果】
上述したように本発明は、地震等の時間と共に変化する外力の応答解析結果である骨組構造物の時間と共に変化する変形データを用いて骨組構造物の揺れを動画にし、同時刻における骨組構造物の節点に関する物理量や骨組構造物の要素に関する物理量のグラフ、要素の相関系グラフまたは骨組構造物層レベルの相関系グラフを骨組構造物の揺れの動画に同期させて表示装置にリアルタイムに表示する骨組構造物の応答シミュレーション表示システムであって、前記骨組構造物の外力応答解析結果から時系列データとして得られた、各節点に関するデータである節点系データと、各要素に関するデータである要素系データと、多層構造として認識される前記骨組構造物の解析結果に存在する各層の層剪断力及び層間変位に関するデータである層データとを格納する、解析結果データ記憶手段と、節点系グラフと、要素系グラフと、相関系グラフとを含む複数のグラフ種別を表示項目として備えたシステム全体を操作するマンマシンインタフェース用のメインメニューを前記表示装置に表示するとともに、該メインメニュー上の前記複数のグラフ種別表示項目のうちの１つをユーザがクリックしたときに、該クリックされたグラフ種別表示項目に対応した個別グラフ選択メニューを骨組構造物のアニメーション表示と併せて表示するメインメニュー表示制御手段と、前記表示装置に表示された前記節点系グラフ、要素系グラフまたは相関系グラフに対応した個別グラフ選択メニュー上の表示項目をユーザがクリックして選択したときに、その選択に応じて、前記解析結果データ記憶手段から前記節点、要素または層に関する物理量の時系列データを読み出し、該物理量のグラフを前記表示装置に前記骨組構造物のアニメーション表示と同期して表示するグラフ表示制御手段と、前記表示装置に表示された前記節点系グラフ、要素系グラフまたは相関系グラフである当該物理量のグラフ上の任意の時系列点もしくは当該物理量のグラフの時間軸上の任意の時系列点をユーザが指定できるようにする時系列点指定手段と、ユーザが任意の時系列点を指定したときに、該指定された時系列点における各節点、各要素または各面要素の有する物理量レベルを前記表示装置に表示された骨組構造物の対応する各節点、各要素または各面要素部分に物理量レベル値に応じて色分け表示する物理量レベル表示制御手段とを備えてなるものである。
【００７７】
また、本発明は、前記物理量レベル表示制御手段を、各要素の軸変形、曲げ、剪断変形等に対する弾性状態、ひび割れ状態及び降伏状態等の弾塑性域の物理量レベルを判定する要素の弾塑性状態判定部と、各節点の変位や加速度のレベルが基準値以内か以上かを判定する節点の物理量レベル判定部と、前記各判定部からの判定結果に基づいて要素または節点の表示色を設定する表示色設定部とから構成した。
さらに、本発明は、前記指定手段を、前記表示装置に表示される各節点や各要素または面要素の物理量の時刻歴グラフ上の任意の点もしくは該グラフの時間軸上の任意の点をユーザがピックできるようにする手段と、ユーザが該手段でピックした時系列点を検出する時系列点検出部とから構成した。
【００７８】
従って、本発明によれば、ユーザは、骨組構造物を構成する各節点や各要素及び面要素の物理量レベルを簡単な操作で容易に表示させることができるとともに、各節点の変位や加速度のレベル、または各要素や面要素の軸変形、曲げ、剪断変形等に対する弾性状態、ひび割れ状態及び降伏状態等の弾塑性の状態変化をＣＧ画面上から容易に視認することができる。
また、本発明においては、各節点、各要素または各面要素の有する物理量レベルを表示装置に表示させるための骨組構造物を静止画とし、かつ静止画で表示させた骨組構造物の前後の画像を駒送り、駒戻しにより表示させることにより、ユーザは、注目する部位及び応答時刻を容易に捉えることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施例による骨組構造物の応答シミュレーション表示システムの構成を示す概略ブロック図である。
【図２】図１の応答シミュレーション表示システムにてシミュレーションを行う骨組構造物の説明図である。
【図３】本実施例におけるメインメニューの一例を示す説明図である。
【図４】本実施例における節点系グラフの個別グラフ選択メニューの一例を示す説明図である。
【図５】本実施例における要素系グラフの個別グラフ選択メニューの一例を示す説明図である。
【図６】本実施例における相関系グラフの個別グラフ選択メニューの一例を示す説明図である。
【図７】本実施例における節点系グラフの表示画面の一例を示す説明図である。
【図８】本実施例における要素系グラフの表示画面の一例を示す説明図である。
【図９】本実施例における要素用相関系グラフの表示画面の一例を示す説明図である。
【図１０】本実施例における層用相関系グラフの表示画面の一例を示す説明図である。
【図１１】本実施例における各要素の物理量レベルの表示画面の一例を示す説明図である。
【図１２】本実施例における各節点の物理量レベルの表示画面の一例を示す説明図である。
【符号の説明】
１０ 骨組構造物
１１ 要素
１２ 節点
２０ 制御装置
２１ 入力装置
２１ａ キーボード
２１ｂ マウス
２２ 記憶装置
２３ 表示装置
２４ 主表示制御部
２５ 節点系データ記憶部
２６ 要素系データ記憶部
２７ 層データ記憶部
２８ システム設定データ記憶部
２９ 形状認識データ記憶部
３０ 外力データ記憶部
３１ メインメニュー表示制御部
３２ 個別グラフ選択メニュー表示制御部
３３ グラフ表示制御部
３４ 時系列点検出部
３５ 要素の弾塑性状態判定部
３６ 節点の物理量レベル判定部
３７ 表示色設定部
２３１ 表示画面
２３２ 解析条件表示部
２３３ アニメーション表示部
２３４ メインメニュー表示部
２３５〜２４０ グラフ表示部
【産業上の利用分野】
本発明は、研究者や設計者等を支援するのに好適な骨組構造物の動的応答解析結果を可視化する骨組構造物の応答シミュレーション表示システムに関し、より詳しくは、骨組構造物の揺れの状態（動画）と、同時刻における骨組構造物の各要素（部材）や各節点（部材端点）の物理量を表わすグラフとを同期させて、リアルタイムにアニメーション表示するとともに、弾塑性解析を可能にした骨組構造物の応答シミュレーション表示システムに関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、この種の応答シミュレーション表示システムとしては、本願出願人等によって開発され、既に出願済みである（特開平３−２２３３２６号）。
この応答シミュレーション表示システムは、骨組構造物の時間と共に変化する変形データ（変位時刻歴データ）を用いて骨組構造物の揺れを動画にし、加えて、同時刻における骨組構造物の節点に関する物理量（変位、速度、加速度など）や骨組構造物の要素に関する物理量（モーメント力、剪断力、捩り力、軸力などの応力や相対変位など）のグラフあるいは設計段階で最も必要となる層剪断力、層間変位等の高さ方向に関する図形をその骨組構造物の揺れる動画に同期させ、同時性を確保した状態で、同一画面上にリアルタイムにアニメーション表示するものである。
なお、柱、梁等の線材と線材の組み合わせにより構成されている構造を骨組構造物と称し、各線材を要素と云い、線材間の接合点を節点と云う。
【０００３】
このようなシステムによれば、骨組構造物の動的応答解析結果を、研究者や設計者がより正確に理解できるように、コンピュータ・グラフィックスを利用してシミュレーションすることにより、骨組構造物全体のグローバルな力学的挙動及び節点、要素のローカルな力学的挙動を容易に把握することができる。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、ＣＲＴ画面上に骨組構造物の揺れる動画に同期して各節点や各要素の物理量等をグラフ表示する場合、節点に関する物理量には、各方向成分の変位、速度、加速度や温度などがあり、また、要素に関する物理量には、軸力、軸変形、要素両端の各強軸と弱軸の曲げ力，剪断力，捩り力あるいは部材の情報などがあり、さらに面要素（耐震壁）に関しては、剪断力、剪断変形などがある。これに加えて、１つの骨組構造物を構成する節点、要素及び面要素の各数が１００〜１００００単位の数になり、しかも、これら節点、要素及び面要素の解析結果は０．００２〜０．０１秒刻みの２０〜６０秒までの時系列データであるため、これらの物理量をグラフ化するためのデータ群は膨大な量となる。
【０００５】
従って、研究者や設計者が任意に節点、要素及び面要素の任意の物理情報を表示画面上の指定場所に即座にグラフ表示したり、動画内に表示させるには、必要とするデータ群の選択において全データ群の内容を把握していなければならず、これらの膨大なデータ群を利用して構造物の多数の要素及び節点等に関する力学的挙動、特に、構造物の要素及び節点等の弾塑性状態を的確に把握するのは益々難しくなってきている。これは、表示システムのリアルタイムアニメーション機能がハードの処理能力に依存しているため、ＣＧ画面上への表示情報数が多くなり過ぎるとアニメーションのスピードが極端に遅くなり、物理量の観察や考察が困難になってしまうからである。
【０００６】
そこで、上記特開平３−２２３３２６号に示す表示システムにおいて、節点や要素の弾塑性域における物理量レベル（節点では、その弾塑性域で生じる加速度や変位レベルなど、要素では、その弾塑性域で生じるひび割れや塑性レベルなど）を表示する場合は、アニメーションのスピードが極端に遅くなった時点で、ユーザが節点や要素の物理量レベルを観察したいと思う時刻をキーボード等から入力し、この時刻における物理量レベルで描かれる構造物のＣＧ画像を表示装置に一旦表示し、このＣＧ画像がユーザの求める状態のものかを確認し、目的の状態が表示されるまで上記作業を繰り返して行う。
【０００７】
しかしながら、上述のような従来方式では、目的の状態を表示するまでに試行錯誤が必要で、多くの時間がかかるほか、ＣＧ画像を見ただけでは構造物のどの部分にクラックや塑性変形が生じているかを判断することができず、構造物の弾塑性解析に支障を来すほか、研究者や設計者の支援可視化システムとしては不満足なものであった。
【０００８】
本発明は前記事情に鑑みてなされたもので、骨組構造物を構成する各節点や各要素及び面要素の物理量レベルを簡単な操作で容易に表示できるとともに、各節点や要素及び面要素の物理量レベルの状態変化をＣＧ画面上から容易に視認できる骨組構造物の応答シミュレーション表示システムを提供することを目的とする。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために本発明は、地震等の時間と共に変化する外力の応答解析結果である骨組構造物の時間と共に変化する変形データを用いて骨組構造物の揺れを動画にし、同時刻における骨組構造物の節点に関する物理量や骨組構造物の要素に関する物理量のグラフ、要素の相関系グラフまたは骨組構造物層レベルの相関系グラフを骨組構造物の揺れの動画に同期させて表示装置にリアルタイムに表示する骨組構造物の応答シミュレーション表示システムであって、前記骨組構造物の外力応答解析結果から時系列データとして得られた、各節点に関するデータである節点系データと、各要素に関するデータである要素系データと、多層構造として認識される前記骨組構造物の解析結果に存在する各層の層剪断力及び層間変位に関するデータである層データとを格納する、解析結果データ記憶手段と、節点系グラフと、要素系グラフと、相関系グラフとを含む複数のグラフ種別を表示項目として備えたシステム全体を操作するマンマシンインタフェース用のメインメニューを前記表示装置に表示するとともに、該メインメニュー上の前記複数のグラフ種別表示項目のうちの１つをユーザがクリックしたときに、該クリックされたグラフ種別表示項目に対応した個別グラフ選択メニューを骨組構造物のアニメーション表示と併せて表示するメインメニュー表示制御手段と、前記表示装置に表示された前記節点系グラフ、要素系グラフまたは相関系グラフに対応した個別グラフ選択メニュー上の表示項目をユーザがクリックして選択したときに、その選択に応じて、前記解析結果データ記憶手段から前記節点、要素または層に関する物理量の時系列データを読み出し、該物理量のグラフを前記表示装置に前記骨組構造物のアニメーション表示と同期して表示するグラフ表示制御手段と、前記表示装置に表示された前記節点系グラフ、要素系グラフまたは相関系グラフである当該物理量のグラフ上の任意の時系列点もしくは当該物理量のグラフの時間軸上の任意の時系列点をユーザが指定できるようにする時系列点指定手段と、ユーザが任意の時系列点を指定したときに、該指定された時系列点における各節点、各要素または各面要素の有する物理量レベルを前記表示装置に表示された骨組構造物の対応する各節点、各要素または各面要素部分に物理量レベル値に応じて色分け表示する物理量レベル表示制御手段とを備えてなるものである。
【００１０】
また、本発明は、前記物理量レベル表示制御手段を、各要素の軸変形、曲げ、剪断変形等に対する弾性状態、ひび割れ状態及び降伏状態等の弾塑性域の物理量レベルを判定する要素の弾塑性状態判定部と、各節点の変位や加速度のレベルが基準値以内か以上かを判定する節点の物理量レベル判定部と、前記各判定部からの判定結果に基づいて要素または節点の表示色を設定する表示色設定部とから構成した。
さらに、本発明は、前記指定手段を、前記表示装置に表示される各節点や各要素または面要素の物理量の時刻歴グラフ上の任意の点もしくは該グラフの時間軸上の任意の点をユーザがピックできるようにする手段と、ユーザが該手段でピックした時系列点を検出する時系列点検出部とから構成した。
また、本発明は、前記各節点、各要素または各面要素の有する物理量レベルを前記表示装置に表示するときの骨組構造物を静止画とした。
また、本発明は、前記静止画で表示される骨組構造物の前後の画像を駒送り、駒戻しにより表示できるようにした。
【００１１】
【作用】
本発明においては、地震等の時間と共に変化する外力の応答解析結果である骨組構造物の揺れの状態（動画）と、同時刻における各節点や各要素の物理量を表示するグラフとを同期させて表示装置にリアルタイムに表示させている時に、骨組構造物の全ての節点や要素または面要素の物理量レベルを併せて表示させる場合には、ユーザは、表示装置に表示されている節点系グラフ、要素系グラフまたは相関系グラフ上の任意の点もしくは該グラフの時間軸上の任意の点をマウス等の時系列点指定手段により指定すればよく、この指定指令を受けた物理量レベル表示制御手段は、指定された時系列点における各節点、各要素または各面要素の有する物理量レベルを、表示装置に表示された骨組構造物の対応する各節点、各要素または各面要素部分に物理量レベル値に応じて色分け表示する。
【００１２】
従って、ユーザは、骨組構造物を構成する各節点や各要素及び面要素の物理量レベルを簡単な操作で容易に表示させることができるとともに、各節点の変位や加速度のレベル、または各要素や面要素の軸変形、曲げ、剪断変形等に対する弾性状態、ひび割れ状態及び降伏状態等の弾塑性の状態変化をＣＧ画面上から容易に視認し得る。
また、本発明においては、各節点、各要素または各面要素の有する物理量レベルを表示装置に表示させための骨組構造物の画像を静止画とし、かつ静止画で表示させた骨組構造物の前後の画像を駒送り、駒戻しにより表示させることにより、ユーザは、注目する部位及び応答時刻を容易に捉えることができる。
【００１３】
【実施例】
以下、本発明の実施例について図面に基づいて説明する。
図１は本発明の一実施例による高層建築物等の骨組構造物における応答シミュレーション表示システムの構成を示すブロック図、図２は骨組構造物の概略図である。
【００１４】
図２において、骨組構造物１０は多数の線材１１の組み合わせにより構成され、この各線材１１を要素と云い、各線材１１間の接合点１２を節点と云う。また、１３は耐震壁を構成する面要素である。
なお、骨組構造物１０の地震、風力による外力応答解析結果から得られる力学情報（物理量）は上記各要素と節点、及び面要素に関する力学情報である。
【００１５】
節点の力学情報である節点系データの種類には、変位，加速度，速度，温度，入力外力などがある。
また、要素の力学情報である要素系データの種類には、軸力，軸変形，ｉ端の強軸方向曲げ力，ｉ端の強軸方向回転角，ｉ端の弱軸方向曲げ力，ｉ端の弱軸方向回転角，ｊ端の強軸方向曲げ力，ｊ端の強軸方向回転角，ｊ端の弱軸方向曲げ力，ｊ端の弱軸方向回転角，強軸方向の剪断力，強軸方向の剪断変形，弱軸方向の剪断力，弱軸方向の剪断変形などがある。
さらに、面要素の力学情報である面要素データの種類には、剪断力，剪断変形などがある。
【００１６】
次に、図１の構成について説明する。
図１において、２０はエンジニアリングワークステーション等から構成される制御装置であり、この制御装置２０は形状認識データ、外力データ、解析結果データ、システム設定データ等に基づいて骨組構造物１０のアニメーション作成処理を行うと共に、システム全体を制御し管理する機能を備えている。
上記制御装置２０には、キーボード２１ａ及びマウス２１ｂ等からなる入力装置２１が接続され、さらに、制御装置２０には、ここで処理されたアニメーション画像データ等を格納するハードディスク等の記憶装置２２が接続されている。また、制御装置２０には、ＣＲＴ等の表示装置２３が主表示制御部２４を介して接続されており、この表示装置２３には、これに表示される節点や要素または面要素の物理量グラフ上の任意の点、または該グラフの時間軸上の任意の点をユーザがマウス２１ｂでピックして選択したときに、そのユーザにより選択された時系列点を検出する時系列点検出部３４が接続され、この時系列点検出部３４で検出された時系列点情報は制御装置２０に入力される。
【００１７】
上記制御装置２０には、節点系データ記憶部２５、要素系データ記憶部２６、層データ記憶部２７、システム設定データ記憶部２８、形状認識データ記憶部２９及び外力データ記憶部３０がそれぞれ接続され、さらに、制御装置２０には、メインメニュー表示制御部３１、選択メニュー表示制御部３２、グラフ表示制御部３３及び要素の弾塑性状態判定部３５と、節点の物理量レベル判定部３６がそれぞれ接続されている。また、上記要素の弾塑性状態判定部３５と節点の物理量レベル判定部３６の出力側には、これら判定部からの判定結果に基づいて要素または節点等の表示色を設定する表示色設定部３７が接続され、この表示色設定部３７の表示色設定信号は主表示制御部２４に出力される。
【００１８】
上記節点系データ記憶部２５は、骨組構造物１０の外力応答解析結果から時系列データとして得られる各節点１２の物理量をファイルとして格納するもので、各節点に関する物理量のファイルは、各々相対変位データを構築するファイル「＊．ｄｉｓ」，相対速度データを構築するファイル「＊．ｖｅｌ」，絶対加速度データを構築するファイル「＊．ａｃｃ」を備える。なお、節点の各物理量データは全体座標系におけるＸ，Ｙ，Ｚ成分とノルム（絶対値）を持っている。
【００１９】
上記要素系データ記憶部２６は、骨組構造物１０の外力応答解析結果から時系列データとして得られる各要素１１の物理量をファイルして格納するもので、各要素に関する物理量のファイルは、梁・柱要素の軸力Ｎと軸変形ｄｘ及び捩れ力Ｍｘと捩れ角θｘのデータを構築するファイル「＊．ｎｊ」，要素両端部での強軸と弱軸回りの曲げモーメントＭｙ，Ｍｚ及び回転角θｙ，θｚのデータを構築するファイル「＊．ｍｉ」と「＊．ｍｊ」，要素の強軸と弱軸方向の剪断力Ｆｙ，Ｆｚと剪断変形ｄｙ，ｄｚに関するデータを構築するファイル「＊．ｑｄ」，耐震壁の面要素に関する剪断力Ｑと剪断変形Ｓのデータを構築するファイル「＊．ｍｋｗ」を備える。
【００２０】
上記層データ記憶部２７は、多層構造として認識される骨組構造物１０の解析結果に存在する各層の層剪断力と層間変位データをファイルとして格納するもので、層剪断力と層間変位のデータを各層毎に構築するファイル「＊．ｒｅｌ」を備える。
【００２１】
上記システム設定データ記憶部２８のデータは、ファイル「＊．ｉｎｆ」及びファイルＲＵＮ−ＦＩＬＥで構成され、ファイル「＊．ｉｎｆ」には解析条件や解析結果データのメモが記憶されており、このデータ内容はシステム起動中に表示装置のＣＧ画面上に表示される。なお、この表示内容はキーボード２１ａからの入力によって自由に書き換えられ、そして、ファイルの内容は表示内容に書き換えられる。
また、ＲＵＮ−ＦＩＬＥは、アニメーション表示の設定に関するデータ、例えば線材の太さや色の指定、グラフの線の太さや色等を指定するデータで構築される。
【００２２】
上記形状確認データ記憶部２９は、骨組構造物の形状を確認させる節点座標値、要素構成節点番号及び要素の持つ降伏曲面を指定する番号データを構築するファイル「＊．ｄａｔ」と、ファイル「＊．ｄａｔ」内の降伏曲線番号に対応して保管され、降伏曲面を放物線や楕円によって近似的に作成するためのデータで構築される「ファイル＊．ｎｍｍ」とから構成される。
【００２３】
上記外力データ記憶部３０は、ファイル「＊．ｉｎｐ」から構成され、このファイル「＊．ｉｎｐ」には、想定する動的応答解析に必要な地震と風に相当する外力データが時系列データで記録されている。
【００２４】
上記メインメニュー表示制御部３１は、複数のグラフ種別を表示項目として備えたシステム全体を操作するマンマシンインタフェース用のメインメニューを表示装置２３に表示するとともに、該メインメニュー上の複数のグラフ種別表示項目のうちの１つをユーザがクリックしたときに、該クリックされたグラフ種別表示項目に対応した個別グラフ選択メニューを骨組構造物のアニメーション表示と併せて表示するものであり、このメインメニューのデータは記憶装置２２に格納される。
図３は、メインメニューの表示例を示す。
【００２５】
上記選択メニュー表示制御部３２は、ユーザがメインメニュー上のグラフ種別表示項目をクリックすることにより選択した節点系グラフ、要素系グラフまたは相関系グラフのそれぞれの物理量に関する種類の異なる複数のデータファイルと物理量成分との関係をマトリクステーブルに構成した個別グラフ選択メニューを表示装置２３に表示するためのものであり、これらの個別グラフ選択メニューのデータは記憶装置２２に格納されている。また、これらの個別グラフ選択メニューのデータは選択メニュー表示制御部３２で処理された後、主表示制御部２４を通して表示装置２３に出力される。
各選択メニューの表示例を図４〜図６に示す。図４は節点系グラフの個別グラフ選択メニューであり、図５は要素系グラフの個別グラフ選択メニューであり、また、図６は相関系グラフの個別グラフ選択メニューである。
【００２６】
上記グラフ表示制御部３３は、表示装置２３に選択表示された節点系グラフ、要素系グラフまたは相関系グラフに関する個別グラフ選択メニュー上の任意の物理量成分箇所をユーザがクリックしたときに、節点系データ記憶部２５、要素系データ記憶部２６、層データ記憶部２７、システム設定データ記憶部２８、形状認識データ記憶部２９及び外力データ記憶部３０から前記クリックされた物理量成分箇所に対応する時系列データ群を読み出して表示装置２３に骨組構造物のアニメーション表示と同期してグラフ表示するためのものであり、このグラフ表示制御部３３で処理されたグラフ表示信号は主表示制御部２４を通して表示装置２３に出力される。
【００２７】
上記要素の弾塑性状態判定部３５は、骨組構造物１０が外力応答解析データに基づいてアニメーション表示される時に、各要素１１の軸変形、曲げ、剪断変形等に対する弾性状態、ひび割れ状態及び降伏状態等の弾塑性域の物理量レベルを判定するものであり、その物理量レベルの判定情報は表示色設定部３７に出力される。
また、上記節点の物理量レベル判定部３６は、変位や加速度のレベルが基準値以内か以上かを判定するもので、その判定情報は表示色設定部３７に出力される。
【００２８】
次に、上記のように構成された本実施例の骨組構造物の応答シミュレーション表示動作について説明する。
まず、骨組構造物の非線形動的応答解析結果を追跡するアニメーション表示画面の基本構成について、図７〜図１０を参照して述べる。
図７は節点系の表示画面を、図８は要素系の表示画面を、図９は要素の相関系表示画面を、図１０は層の相関系表示画面をそれぞれ示している。
【００２９】
この図７〜図１０において、各表示画面２３１は、左側上方位置にアニメーション内容である解析条件リストを表示する表示部２３２を、右側上方位置に骨組構造物の変形状態を表示するアニメーション表示部２３３を、右側位置にマンマシンインタフェースを構成するメインメニュー表示部２３４を共通に有し、そして、節点系と要素系の表示画面２３１は、図７及び図８に示すように、時刻歴データをグラフ表示する３つのグラフ表示部２３５〜２３７を更に備える。また要素と層の相関系表示画面２３１は、図９及び図１０に示すように、要素または層の相関関係グラフを表示する２つの相関系表示部２３８、２３９と、時刻歴データをグラフ表示する１つのグラフ表示部２４０を更に備える。
【００３０】
ユーザは、骨組構造物の応答シミュレーション表示に際し、節点系グラフを表示させたい場合には、まず、表示画面２３１のメインメニュー表示部２３４に表示されている、図３に示すメインメニュー上のグラフ種別表示項目「節点系グラフ」を、マウス２１ｂ（またはキーボード２１ａ）の操作でクリックする。この指令を受けた主表示制御部２４は、骨組構造物のＣＧ画像のみがアニメーション表示部２３３に表示された図７に示す表示画面２３１を表示装置２３に表示させるとともに、記憶装置２２から節点系グラフの個別グラフ選択メニューのデータを読み出して、図４に示す個別グラフ選択メニューを解析条件表示部２３２及びアニメーション表示部２３３と重らないように表示画面２３１上の任意の位置にウインド表示する。
【００３１】
節点系グラフの個別グラフ選択メニューが表示画面２３１に選択表示されると、解析条件表示部２３３にシステム設定データ記憶部２８から読み出された解析／解析コード、入力地震波形名等の各データが表示される。
【００３２】
次にユーザは、節点系グラフの個別グラフ選択メニューの表示画面２３１上において、指定する節点数が１つか、２つかをマウス２１ｂでクリックすることにより選択する。この実施例では節点数「１つ」が選択された場合であり、この選択された項目箇所の表示は網目がかかった状態に変化する。
次いでユーザは、どの節点の物理量をグラフ化するかを、アニメーション表示部２３３に表示されている図２に示すような構造物ＣＧ画像上の任意の節点１２をマウス２１ｂでクリックして指定する。これに伴い形状認識データ記憶部２９から指定された節点１２の番号が読み出され、この節点番号が個別グラフ選択メニュー上の「節点番号」の欄に記入表示される。なお、この節点番号はキーボード２１ａから直接入力することもできる。
【００３３】
次にユーザは、表示画面２３１のグラフ表示部（Ａグラフ）２３５、グラフ表示部（Ｂグラフ）２３６、グラフ表示部（Ｃグラフ）２３７に節点の物理量をグラフ表示させるか否かを選択する。グラフ表示させたい場合には、図４に示す個別グラフ選択メニュー画面において、「する」をマウス２１ｂによりクリックし、「する」の表示を網目がかかった状態に変化させる。その後、各グラフ表示部にファイル「＊．ｄｉｓ」、「＊．ｖｅｌ」、「＊．ａｃｃ」、「＊．ｉｎｐ」のどの成分を表示するかをマウス２１ｂでクリックすることにより選択する。
【００３４】
例えば、表示画面２３１のグラフ表示部（Ａグラフ）２３５に上記指定節点番号の節点１２の相対変位をグラフ表示させたい場合には、グラフ表示部（Ａグラフ）２３５に２本のグラフを同時に描けるので、ユーザは、図４に示す個別グラフ選択メニュー画面におけるＡグラフ用の左側の選択マトリクステーブルＡ１では、ファイル「＊．ｄｉｓ」のＸ成分を選択し、また、Ａグラフ用の右側の選択マトリクステーブルＡ２では、ファイル「＊．ｄｉｓ」のＹ成分を選択すればよい。選択されると、その選択箇所の表示は網目状態に変化する。
【００３５】
また、表示画面２３１のグラフ表示部（Ｂグラフ）２３６に上記指定節点番号の節点１２の相対速度をグラフ表示させたい場合には、グラフ表示部（Ｂグラフ）２３６に２本のグラフを同時に描けるので、ユーザは、図４に示す個別グラフ選択メニュー画面におけるＢグラフ用の左側の選択マトリクステーブルＢ１では、ファイル「＊．ｖｅｌ」のＸ成分を選択し、また、Ｂグラフ用の右側の選択マトリクステーブルＢ２では、ファイル「＊．ｖｅｌ」のＹ成分を選択すればよい。選択されると、その選択箇所の表示は網目状態に変化する。
【００３６】
同様にして、表示画面２３１のグラフ表示部（Ｃグラフ）２３７に上記指定節点番号の節点１２の絶対加速度をグラフ表示させたい場合には、グラフ表示部（Ｃグラフ）２３７に２本のグラフを同時に描けるので、ユーザは、図４に示す個別グラフ選択メニュー画面におけるＣグラフ用の左側の選択マトリクステーブルＣ１では、ファイル「＊．ａｃｃ」のＸ成分を選択し、また、Ｃグラフ用の右側の選択マトリクステーブルＣ２では、ファイル「＊．ａｃｃ」のＹ成分を選択すればよい。選択されると、その選択箇所の表示は網目状態に変化する。
【００３７】
このようにして、上記指定節点番号の節点１２に対するＡグラフ〜Ｃグラフ表示用のデータ選択が終了したならば、ユーザは、図４に示す個別グラフ選択メニュー画面上の「データ設定」をマウス２１ｂでクリックすることにより、グラフ表示のためのデータを設定する。その後、ユーザが、図３に示すメインメニュー上の「開始」をマウス２１ｂでクリックすると、地震または風の外力データに対する外力応答シミュレーション表示が開始される。
【００３８】
メインメニュー上の「開始」がマウス２１ｂでクリックされると、解析条件に応じて求められた骨組構造物１０の時間的に変化する変形データ（変位時刻歴データ）が主表示制御部２４によりＣＧ画像に処理され、このＣＧ画像信号が表示装置２３に出力されることにより、骨組構造物の揺れる動画がアニメーション表示部２３３に表示される。また、この揺れる骨組構造物の動画４０には、前記指定された節点１２の位置を示すマーク４０ａが表示される。
【００３９】
一方、前記骨組構造物の揺れる動画の処理と同時刻における前記指定節点１２の前記個別グラフ選択メニューで選択された相対変位に関するＸ成分及びＹ成分の時系列データが節点系データ記憶部２５のファイル「＊．ｄｉｓ」から順次読み出され、この各時系列データがグラフ表示制御部３３でグラフ表示用のＣＧ画像に処理された後、主表示制御部２４を通して表示装置２３に出力されることにより、表示画面２３１のグラフ表示部（Ａグラフ）２３５には、前記指定節点１２の物理量である相対変位のＸ成分及びＹ成分が骨組構造物の揺れる動画に同期して、図７に示すようにグラフ表示される。このグラフの縦軸はＸ、Ｙ軸方向の相対変位を示し、横軸は時刻を示す。
【００４０】
また、前記骨組構造物の揺れる動画の処理と同時刻における前記指定節点１２の前記個別グラフ選択メニューで選択された相対速度に関するＸ成分及びＹ成分の時系列データが節点系データ記憶部２５のファイル「＊．ｖｅｌ」から順次読み出され、この各時系列データが０グラフ表示制御部３３でグラフ表示用のＣＧ画像に処理された後、主表示制御部２４を通して表示装置２３に出力されることにより、表示画面２３１のグラフ表示部（Ｂグラフ）２３６には、前記指定節点１２の物理量である相対速度のＸ成分及びＹ成分が骨組構造物の揺れる動画に同期して、図７に示すようにグラフ表示される。このグラフの縦軸はＸ、Ｙ軸方向の相対速度を示し、横軸は時刻を示す。
【００４１】
さらに、前記骨組構造物の揺れる動画の処理と同時刻における前記指定節点１２の前記個別グラフ選択メニューで選択された絶対加速度に関するＸ成分及びＹ成分の時系列データが節点系データ記憶部２５のファイル「＊．ａｃｃ」から順次読み出され、この各時系列データがグラフ表示制御部３３でグラフ表示用のＣＧ画像に処理された後、主表示制御部２４を通して表示装置２３に出力されることにより、表示画面２３１のグラフ表示部（Ｃグラフ）２３７には、前記指定節点１２の物理量である絶対加速度のＸ成分及びＹ成分が骨組構造物の揺れる動画に同期して、図７に示すようにグラフ表示される。このグラフの縦軸はＸ、Ｙ軸方向の絶対加速度を示し、横軸は時刻を示す。
【００４２】
また、図４に示す個別グラフ選択メニューにおいて、Ａグラフ、ＢグラフまたはＣグラフ用の左及び右側の選択マトリクステーブル上における「＊．ｉｎｐ」欄のＸ、ＹまたはＺの箇所をマウスでクリックすれば、グラフ表示部２３５〜２３７の１つに地震または風の時刻歴を骨組構造物の揺れる動画に同期してグラフ表示することができる。
【００４３】
このように、ユーザは、個別グラフ選択メニュー上の節点１つを指定することで、各グラフ表示部２３５〜２３７に、１つの節点の異なる２つの物理量の比較グラフを表示させることができ、また、節点２つを指定することで、異なった節点での同一物理量の比較グラフを各グラフ表示部２３５〜２３７に表示させることができる。
【００４４】
次に、要素系グラフを表示する場合について説明する。
この場合は、まず、ユーザは、表示画面２３１のメインメニュー表示部２３４に表示されている、図３に示すメインメニュー上のグラフ種別表示項目「要素系グラフ」をマウス２１ｂ（またはキーボード２１ａ）の操作でクリックする。この指令を受けた主表示制御部２４は、骨組構造物のＣＧ画像のみがアニメーション表示部２３３に表示された図８に示す表示画面２３１を表示装置２３に表示させるとともに、記憶装置２２から要素系グラフの個別グラフ選択メニューのデータを読み出して、図５に示す個別グラフ選択メニューを解析条件表示部２３２及びアニメーション表示部２３３と重らないように表示画面２３１上の任意の位置にウインド表示する。
【００４５】
要素系グラフの個別グラフ選択メニューが表示画面２３１に選択表示されると、解析条件表示部２３３にシステム設定データ記憶部２８から読み出された解析／解析コード、入力地震波形名等の各データが表示される。
【００４６】
次にユーザは、要素系グラフの個別グラフ選択メニューの表示画面２３１上において、指定する要素数が１つか、２つかをマウス２１ｂでクリックすることにより選択する。ここで、マウス指定の要素が梁である場合は、「マウス指定要素」項目の「梁」の表示が網目状に変化し、マウス指定の要素が壁の場合は「壁」の表示が網目状に変化する。また、梁要素を指定した場合は、ファイル「＊．ｍｋｗ」の成分が指定できなくなり、壁要素を指定した場合は、ファイル「＊．ｎｊ」、「＊．ｍｉ」、「＊．ｍｊ」、「＊．ｑｄ」の各成分が選択できなくなる構成になっている。
この実施例では、柱要素１つが選択された場合について述べる。この場合、「指定要素数」項目の「１つ」の表示が網目状に変化する。
【００４７】
次いでユーザは、どの柱要素の物理量をグラフ化するかを、アニメーション表示部２３３に表示されている図２に示すような構造物ＣＧ画像上の任意の柱要素１１をマウス２１ｂでクリックして指定する。これに伴い形状認識データ記憶部２９から指定された柱要素１１の番号が読み出され、この要素番号が個別グラフ選択メニュー上の「要素番号」の欄に記入表示される。なお、この柱要素番号はキーボード２１ａから直接入力することもできる。
【００４８】
次にユーザは、図８に示す表示画面２３１のグラフ表示部（Ｄグラフ）２３５、グラフ表示部（Ｅグラフ）２３６、グラフ表示部（Ｆグラフ）２３７に柱要素の物理量をグラフ表示するか否かを選択する。グラフ表示する場合は、図５に示す個別グラフ選択メニュー画面において、「する」をマウス２１ｂによりクリックし、「する」の表示を網目状に変化させる。その後、各グラフ表示部にファイル「＊．ｎｊ」、「＊．ｍｉ」、「＊．ｍｊ」、「＊．ｑｄ」、「＊．ｍｋｗ」のどの成分を表示するかをマウス２１ｂでクリックすることにより選択する。
【００４９】
例えば、表示画面２３１のグラフ表示部（Ｄグラフ）２３５に上記指定柱要素番号の柱要素１１のｉ端（柱頭）での曲げモーメントＭをグラフ表示する場合は、グラフ表示部（Ｄグラフ）２３５に２本のグラフを同時に描けるので、図５に示す個別グラフ選択メニュー画面におけるＤグラフ用の左側の選択マトリクステーブルＤ１では、ファイル「＊．ｍｉ」の強軸回り成分Ｍｙを選択し、Ｄグラフ用の右側の選択マトリクステーブルＤ２では、ファイル「＊．ｍｉ」の弱軸回り成分Ｍｚを選択する。選択されると、その選択箇所の表示は網目状に変化する。
【００５０】
また、表示画面２３１のグラフ表示部（Ｅグラフ）２３６に上記指定柱要素番号の柱要素１１のｊ端（柱脚）での曲げモーメントＭをグラフ表示する場合は、グラフ表示部（Ｅグラフ）２３６に２本のグラフを同時に描けるので、図５に示す個別グラフ選択メニュー画面におけるＥグラフ用の左側の選択マトリクステーブルＥ１では、ファイル「＊．ｍｊ」の強軸回り成分Ｍｙを選択し、Ｅグラフ用の右側の選択マトリクステーブルＥ２では、ファイル「＊．ｍｊ」の弱軸回り成分Ｍｚを選択する。選択されると、その選択箇所の表示は網目状に変化する。
【００５１】
同様にして、表示画面２３１のグラフ表示部（Ｆグラフ）２３７に上記指定柱要素番号の柱要素１１軸力Ｎをグラフ表示する場合は、グラフ表示部（Ｆグラフ）２３７に２本のグラフを同時に描けるので（この実施例では１本のみを描いている）、図５に示す個別グラフ選択メニュー画面におけるＦグラフ用の左側の選択マトリクステーブルＦ１では、ファイル「＊．ｎｊ」のＮを選択する。選択されると、その選択箇所の表示は網目状に変化する。
【００５２】
このようにして、上記指定柱要素番号の柱要素１１に対するＤグラフ〜Ｆグラフ表示用のデータ選択が終了したならば、ユーザは、図５に示す個別グラフ選択メニュー画面上の「データ設定」をマウス２１ｂでクリックすることにより、グラフ表示のためのデータを設定する。その後、ユーザが、図３に示すメインメニュー上の「開始」をマウス２１ｂでクリックすると、地震または風の外力データに対する外力応答シミュレーション表示が開始される。
【００５３】
メインメニュー上の「開始」がマウス２１ｂでクリックされると、解析条件に応じて求められた骨組構造物１０の時間的に変化する変形データ（変位時刻歴データ）が主表示制御部２４によりＣＧ画像に処理され、このＣＧ画像信号が表示装置２３に出力されることにより、骨組構造物の揺れる動画がアニメーション表示部２３３に表示される。また、この揺れる骨組構造物の動画４１には、前記指定された柱要素１１の位置を示すマーク４１ａが表示される。
【００５４】
一方、前記骨組構造物の揺れる動画の処理と同時刻における前記指定柱要素１１の前記個別グラフ選択メニューで選択されたｉ端の曲げモーメントＭに関するＭｙ，Ｍｚ成分の時系列データが要素系データ記憶部２６のファイル「＊．ｍｉ」から順次読み出され、この各時系列データがグラフ表示制御部３３でグラフ表示用のＣＧ画像に処理された後、主表示制御部２４を通して表示装置２３に出力されることにより、表示画面２３１のグラフ表示部（Ｄグラフ）２３５には、前記指定柱要素１１のｉ端の物理量である強軸回りの曲げモーメントＭｙ及び弱軸回りの曲げモーメントＭｚが骨組構造物の揺れる動画に同期して、図８に示すようにグラフ表示される。このグラフの縦軸は曲げモーメントを示し、横軸は時刻を示す。
【００５５】
また、前記骨組構造物の揺れる動画の処理と同時刻における前記指定柱要素１１の前記個別グラフ選択メニューで選択されたｊ端の曲げモーメントに関するＭｙ，Ｍｚ成分の時系列データが要素系データ記憶部２６のファイル「＊．ｍｊ」から順次読み出され、この各時系列データがグラフ表示制御部３３でグラフ表示用のＣＧ画像に処理された後、主表示制御部２４を通して表示装置２３に出力されることにより、表示画面２３１のグラフ表示部（Ｅグラフ）２３６には、前記指定柱要素１１のｊ端の物理量である強軸回りの曲げモーメントＭｙ及び弱軸回りの曲げモーメントＭｚが骨組構造物の揺れる動画に同期して、図８に示すようにグラフ表示される。このグラフの縦軸は曲げモーメントを示し、横軸は時刻を示す。
【００５６】
さらに、前記骨組構造物の揺れる動画の処理と同時刻における前記指定柱要素１１の前記個別グラフ選択メニューで選択された軸力の時系列データが節点系データ記憶部２６のファイル「＊．ｎｊ」から順次読み出され、この各時系列データがグラフ表示制御部３３でグラフ表示用のＣＧ画像に処理された後、主表示制御部２４を通して表示装置２３に出力されることにより、表示画面２３１のグラフ表示部（Ｆグラフ）２３７には、前記指定柱要素１１の物理量である軸力Ｎが骨組構造物の揺れる動画に同期して、図８に示すようにグラフ表示される。このグラフの縦軸は軸力を示し、横軸は時刻を示す。
【００５７】
このように、ユーザは、個別グラフ選択メニュー上の柱要素１つを指定することで、Ｄグラフ〜Ｆグラフの各グラフ表示部２３５〜２３７に、１つの柱要素の異なる２つの物理量の比較グラフを表示させることができ、また、柱要素２つを指定することで、異なった柱要素での同一物理量の比較グラフを各グラフ表示部２３５〜２３７に表示させることができる。さらに、Ｄグラフ〜Ｆグラフには、各選択マトリクステーブル内の選択項目１つをマウスで任意に指定することにより、梁・柱要素の軸力、軸変形、捩れ力、捩れ角、強軸と弱軸方向の曲げモーメント及び回転角、強軸と弱軸方向の剪断力と剪断変形、耐震壁の面要素に関する剪断力と剪断変形等を任意にグラフ表示させることができる。
【００５８】
次に、要素の持つ２つの物理量の相関関係を描く相関系グラフを表示する場合について説明する。
要素の持つ２つの物理量の相関関係を描く場合は、まず、ユーザは、表示画面２３１のメインメニュー表示部２３４に表示されている、図３に示すメインメニュー上のグラフ種別表示項目「相関系グラフ１（要素）」をマウス２１ｂ（またはキーボード２１ａ）の操作でクリックする。この指令を受けた主表示制御部２４は、骨組構造物のＣＧ画像のみがアニメーション表示部２３３に表示された図９に示す表示画面２３１を表示装置２３に表示させるとともに、記憶装置２２から相関系グラフ１の個別グラフ選択メニューデータを読み出して、図６に示す個別グラフ選択メニューを表示画面２３１上の任意の位置にウインド表示する。
【００５９】
次に、表示画面２３１に表示された図６の個別グラフ選択メニューにおいて、マウスで指定することのできる要素には梁と壁の２種類があり、ユーザは、このうちの何れかをマウスでクリックすることにより選択する。以下の説明では、ユーザが梁を選択した場合について説明する。
次いでユーザは、どの梁要素の物理量をグラフ化するかを、アニメーション表示部２３３に表示されている図２に示すような構造物ＣＧ画像上の任意の梁要素をマウス２１ｂでクリックして指定する。これに伴い形状認識データ記憶部２９から、その指定された梁要素の番号が読み出され、この要素番号が選択メニュー上の「要素番号」の欄に記入表示される。なお、この梁要素番号はキーボード２１ａから直接入力することもできる。
【００６０】
かかる状態において、ユーザが、個別グラフ選択メニューに表示されているＧ１グラフの選択マトリクステーブルＧ１１内のファイル「＊．ｍｉ」に対応する選択項目Ｍｙ，Ｍｚをマウスでクリックして選択したならば、要素ｉ端の曲げモーメントに関するＭｙ，Ｍｚ成分の時系列データが要素系データ記憶部２６のファイル「＊．ｍｉ」から順次読み出され、この各時系列データがグラフ表示制御部３３及び主表示制御部２４を通して表示装置２３に出力されることにより、表示画面２３１のグラフ表示部（Ｇ１グラフ）２３８には、指定要素のｉ端における強軸回りの曲げモーメントＭｙ（縦軸）と弱軸回りの曲げモーメントＭｚとの相関関係を表わすグラフが骨組構造物の揺れる動画に同期して、図９に示すように表示される。
【００６１】
また、ユーザが、個別グラフ選択メニューに表示されているＨ１グラフの選択マトリクステーブルＨ１１において、ファイル「＊．ｍｉ」に対応する選択項目Ｍｙ，Ｍｚをマウスでクリックして選択したならば、要素ｉ端の曲げモーメントに関するＭｙ，Ｍｚ成分の時系列データが要素系データ記憶部２６のファイル「＊．ｍｉ」から順次読み出され、先に読み出された軸力Ｎの時系列データと共にグラフ表示制御部３３及び主表示制御部２４を通して表示装置２３に出力されることにより、表示画面２３１のグラフ表示部（Ｈ１グラフ）２３９には、指定要素のｉ端における指定方向の曲げモーメントＭ（横軸）と軸力Ｎとの相関関係を表わすグラフが骨組構造物の揺れる動画に同期して、図９に示すように表示される。なお、Ｇ１及びＨ１グラフにおいて、エンドレスの曲線５１、５２は降伏曲面の断面を意味する補助線である。
【００６２】
さらに、個別グラフ選択メニューに表示されているＩグラフの選択マトリクステーブルＩ１、Ｉ２は、グラフ表示部（Ｉグラフ）２４０に表示されるグラフをユーザが選択できるようにするためのもので、図８に示す要素系グラフと同様の時刻歴データ描画用の選択機能を有するほか、入力外力であるファイル「＊．ｒｅｌ」の成分をグラフとして選択表示できる機能を有している。
【００６３】
また、ユーザが、図６に示す個別グラフ選択メニューのＧ１及びＨ１グラフの選択マトリクステーブルＧ１１、Ｈ１１において、「降伏曲面」という項目の「なし」をマウスにより選択した場合には、図５に示す選択メニューのＤグラフ、Ｅグラフ及びＦグラフと同様の表示となる。また、表示選択項目「ＭＭ」をマウスにより選択したならば、Ｇ１グラフ用選択マトリクステーブルＧ１１の右側には、同図に示す如き２軸曲げモーメント間の相関データが表示され、そのグラフが降伏曲面の断面と共に作成される。そして、表示選択項目「ＮＭ」をマウスにより選択したならば、Ｈ１グラフ用選択マトリクステーブルＨ１１の右側には、同図に示す如き軸力と曲げモーメントとの相関データが表示され、そのグラフが降伏曲面の断面と共に作成される。
この場合、グラフのＸ軸及びＹ軸に選ばれる物理量が特定されるので、要素のいずれの端部でのデータかを決定すればよい。指定された要素の降伏曲面の断面を補助線として描くための各パラメータの値もファイル「＊．ｎｍｍ」を参照して自動的に表示される。
【００６４】
一方、図９に示す表示画面２３１が表示装置２３に表示されているときに、ユーザが、図３に示すメインメニュー上の項目「画面拡大Ａ」をマウス２１ｂでクリックした場合には、図１１に示すように、図９に示すアニメーション表示部２３３を拡大したアニメーション表示部２３３が表示画面２３１上に表示されるとともに、グラフ表示部（Ｉグラフ）２４０に１つの物理量の時系列グラフが表示される。
【００６５】
かかる状態において、アニメーション表示部２３３に表示された骨組構造物の全ての要素に対して、その物理量レベル（弾塑性状態）を色分け表示させる場合は、ユーザは、まず、図１１に示す表示画面２３１のグラフ表示部２４０において、そこに表示されているグラフ７１上の任意の時系列点７１ａ（または、時系列点７１ａに対応するグラフ時間軸上の点）をマウス２１ｂによりピックする。こうしてユーザによって時系列点７１ａが指定されると、この点の時刻を時系列点検出部３４が検出して、その時刻情報を制御装置２０に出力する。制御装置２０では、指定された時刻における各要素の軸変形、曲げまたは剪断変形などの物理量データを要素系データ記憶部２６から読み出して、要素の弾塑性状態判定部３５に順次取り込むことにより、この各物理量データから各要素の物理量レベルが弾性状態か、ひび割れ状態か、または降伏状態かを判定する。これら判定結果のデータは表示色設定部３７に出力され、物理量レベルの判定結果が弾性状態か、ひび割れ状態か、または降伏状態かに応じて各要素の表示色を設定して、その表示色設定信号を主表示制御部２４に出力する。
【００６６】
主表示制御部２４では、図１１に示すように、表示装置２３の表示画面２３１のアニメーション表示部２３３に表示されている骨組構造物７２の各要素にボックスマーク７３を付加するとともに、この各ボックスマーク７３の表示色を表示色設定部３７からの表示色設定信号に応じて決定し、各要素の弾塑性状態を色分け表示する。この時、アニメーション表示部２３３に表示される骨組構造物７２のＣＧ画像は静止画となる。
図１１において、白抜きのボックスマーク７３で示す要素の物理量レベルは弾性状態にあることを表わし、斜線入りのボックスマーク７３で示す要素の物理量レベルはひび割れ状態にあることを表わし、また、黒塗りのボックスマーク７３で示す要素の物理量レベルは降伏状態にあることを表わしている。
【００６７】
従って、ユーザは、アニメーション表示部２３３に表示された骨組構造物７２のＣＧ画像を見ることにより、外力応答シミュレーション時における各要素の物理量レベルである弾塑性状態をＣＧ画面上から容易に認識することができる。
【００６８】
また、上記図１１に相当する前後のＣＧ画像を駒送り、駒戻しによりアニメーション表示部２３３に表示するということは、ユーザが図３に示すメインメニュー上の「アニメーション制御」をマウス２１ｂによりクリックすることにより行われる。
このように、骨組構造物のＣＧ画像の拡大表示や駒送り、駒戻し機能を発揮させることにより、ユーザは、注目する部位や応答時刻を容易に捉えることができる。
【００６９】
図１０は、骨組構造物である建築物の層レベルで持っているデータをグラフ化する場合の相関系グラフ（層）の表示画面を示す。
図１０に示す相関系グラフにおいて、グラフ表示部２３８には、層データ記憶部２７に格納されているファイル「＊．ｒｅｌ」の層剪断力と層間変位のデータに基づいて１階の層剪断力（縦軸）と層間変位（横軸）の関係がグラフ表示される。また、グラフ表示部２３９には、１階から最上階までの層剪断力がグラフ表示される。このグラフにおいて、曲線６１は動画と同期した現時刻での層剪断力を表わし、曲線６２は過去の履歴の最大値を表わしている。
また、グラフ表示部２４０には、１階の層剪断力の時刻歴がグラフ表示される。
【００７０】
図１２は、骨組構造物の各節点の変位または加速度の物理量レベルを表示した場合のアニメーション表示部の拡大表示画面を示す。
このアニメーション表示部２３３を拡大表示するということは、ユーザが図３に示すメインメニュー上の項目「画面拡大Ｂ」をマウス２１ｂでクリックすることにより行われる。そして、ユーザが、上記要素の物理量レベル表示と同様に、例えば図７に示すグラフ表示部２３７に描かれたグラフの任意に点をマウス２１ｂによりピックすると、この点の時刻を時系列点検出部３４が検出して、その時刻情報を制御装置２０に出力する。制御装置２０では、指定された時刻における各節点の変位または加速度などの物理量データを節点系データ記憶部２５から読み出して、節点の物理量レベル判定部３６に順次取り込むことにより、この各物理量データから各節点の物理量レベルが基準値以内か以上かを判定する。これら判定結果のデータは表示色設定部３７に出力され、物理量レベルの判定結果が基準値以内か以上かに応じて各節点の表示色が設定されて、その表示色設定信号が主表示制御部２４に出力される。
【００７１】
主表示制御部２４では、図１２に示すように、表示装置２３の表示画面２３１のアニメーション表示部２３３に表示されている骨組構造物８１の各節点にボックスマーク８２を付加するとともに、この各ボックスマーク８２の表示色を表示色設定部３７からの表示色設定信号に応じて決定し、各節点の変位または加速度レベルを色分け表示する。この時、アニメーション表示部２３３に表示される骨組構造物８１のＣＧ画像は静止画となる。
図１２において、白抜きのボックスマーク８２で示す節点の変位または加速度レベルは基準値以内にあることを表わし、黒塗りのボックスマーク８２で示す節点の変位または加速度レベルは基準値以上であることを表わしている。
【００７２】
従って、ユーザは、アニメーション表示部２３３に表示された骨組構造物８１のＣＧ画像を見ることにより、外力応答シミュレーション時における各節点の変位または加速度レベルをＣＧ画面上から容易に認識することができる。
【００７３】
このように本実施例においては、地震等の時間と共に変化する外力の応答解析結果である骨組構造物１０の揺れの状態（動画）と、同時刻における各節点１２や各要素１１等の物理量を表示するグラフとを同期させて表示装置２３にリアルタイムに表示している。時に、ユーザは、骨組構造物１０の全ての節点１２や要素１１または面要素１３の物理量レベルを表示させたい場合には、表示装置２３に表示された節点系グラフ、要素系グラフまたは相関系グラフ上の任意の点もしくは該グラフの時間軸上の任意の点をマウス２１ｂで指定すればよく、そうすれば、この指定された時系列点を時系列点検出部３４が検出し、その時刻情報を制御装置２０に出力することにより、指定された時刻における各節点１２や要素１１または面要素１３の物理量データが各データ記憶部２５、２６から読み出されて、要素の弾塑性状態判定部３５または節点の物理量レベル判定部３６に順次取り込まれることにより、この各物理量データから各要素または面要素については、その物理量レベルが弾性状態か、ひび割れ状態か、または降伏状態かが判定され、また各節点については、その変位または加速度レベルが基準値以内か以上かが判定され、これら判定結果のデータに基づいて表示色設定部３７が、指定された時系列点における各節点、各要素または各面要素の有する物理量レベルの表示色を設定し、それによって、表示装置に表示された骨組構造物の対応する各節点、各要素または各面要素部分に付加されたボックスマークが物理量レベル値に応じて色分け表示される構成にした。
【００７４】
従って、本実施例によれば、ユーザは、骨組構造物を構成する各節点や各要素及び面要素の物理量レベルを簡単な操作で容易に表示させることができるとともに、各節点の変位や加速度のレベル、または各要素や面要素の軸変形、曲げ、剪断変形等に対する弾性状態、ひび割れ状態及び降伏状態等の弾塑性の状態変化をＣＧ画面上から容易に視認し得る。
また、本実施例においては、各節点、各要素または各面要素の有する物理量レベルを表示装置に表示させるための骨組構造物の画像を静止画とし、かつ静止画で表示させた骨組構造物の前後の画像を駒送り、駒戻しにより表示させることのできる構成にしたので、ユーザは、注目する部位及び応答時刻を容易に捉えることができる。
【００７５】
なお、本発明は、上記実施例に示す構成のものに限定されず、請求項に記載した範囲を逸脱しない限り、種々の変形、変更が可能である。
【００７６】
【発明の効果】
上述したように本発明は、地震等の時間と共に変化する外力の応答解析結果である骨組構造物の時間と共に変化する変形データを用いて骨組構造物の揺れを動画にし、同時刻における骨組構造物の節点に関する物理量や骨組構造物の要素に関する物理量のグラフ、要素の相関系グラフまたは骨組構造物層レベルの相関系グラフを骨組構造物の揺れの動画に同期させて表示装置にリアルタイムに表示する骨組構造物の応答シミュレーション表示システムであって、前記骨組構造物の外力応答解析結果から時系列データとして得られた、各節点に関するデータである節点系データと、各要素に関するデータである要素系データと、多層構造として認識される前記骨組構造物の解析結果に存在する各層の層剪断力及び層間変位に関するデータである層データとを格納する、解析結果データ記憶手段と、節点系グラフと、要素系グラフと、相関系グラフとを含む複数のグラフ種別を表示項目として備えたシステム全体を操作するマンマシンインタフェース用のメインメニューを前記表示装置に表示するとともに、該メインメニュー上の前記複数のグラフ種別表示項目のうちの１つをユーザがクリックしたときに、該クリックされたグラフ種別表示項目に対応した個別グラフ選択メニューを骨組構造物のアニメーション表示と併せて表示するメインメニュー表示制御手段と、前記表示装置に表示された前記節点系グラフ、要素系グラフまたは相関系グラフに対応した個別グラフ選択メニュー上の表示項目をユーザがクリックして選択したときに、その選択に応じて、前記解析結果データ記憶手段から前記節点、要素または層に関する物理量の時系列データを読み出し、該物理量のグラフを前記表示装置に前記骨組構造物のアニメーション表示と同期して表示するグラフ表示制御手段と、前記表示装置に表示された前記節点系グラフ、要素系グラフまたは相関系グラフである当該物理量のグラフ上の任意の時系列点もしくは当該物理量のグラフの時間軸上の任意の時系列点をユーザが指定できるようにする時系列点指定手段と、ユーザが任意の時系列点を指定したときに、該指定された時系列点における各節点、各要素または各面要素の有する物理量レベルを前記表示装置に表示された骨組構造物の対応する各節点、各要素または各面要素部分に物理量レベル値に応じて色分け表示する物理量レベル表示制御手段とを備えてなるものである。
【００７７】
また、本発明は、前記物理量レベル表示制御手段を、各要素の軸変形、曲げ、剪断変形等に対する弾性状態、ひび割れ状態及び降伏状態等の弾塑性域の物理量レベルを判定する要素の弾塑性状態判定部と、各節点の変位や加速度のレベルが基準値以内か以上かを判定する節点の物理量レベル判定部と、前記各判定部からの判定結果に基づいて要素または節点の表示色を設定する表示色設定部とから構成した。
さらに、本発明は、前記指定手段を、前記表示装置に表示される各節点や各要素または面要素の物理量の時刻歴グラフ上の任意の点もしくは該グラフの時間軸上の任意の点をユーザがピックできるようにする手段と、ユーザが該手段でピックした時系列点を検出する時系列点検出部とから構成した。
【００７８】
従って、本発明によれば、ユーザは、骨組構造物を構成する各節点や各要素及び面要素の物理量レベルを簡単な操作で容易に表示させることができるとともに、各節点の変位や加速度のレベル、または各要素や面要素の軸変形、曲げ、剪断変形等に対する弾性状態、ひび割れ状態及び降伏状態等の弾塑性の状態変化をＣＧ画面上から容易に視認することができる。
また、本発明においては、各節点、各要素または各面要素の有する物理量レベルを表示装置に表示させるための骨組構造物を静止画とし、かつ静止画で表示させた骨組構造物の前後の画像を駒送り、駒戻しにより表示させることにより、ユーザは、注目する部位及び応答時刻を容易に捉えることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施例による骨組構造物の応答シミュレーション表示システムの構成を示す概略ブロック図である。
【図２】図１の応答シミュレーション表示システムにてシミュレーションを行う骨組構造物の説明図である。
【図３】本実施例におけるメインメニューの一例を示す説明図である。
【図４】本実施例における節点系グラフの個別グラフ選択メニューの一例を示す説明図である。
【図５】本実施例における要素系グラフの個別グラフ選択メニューの一例を示す説明図である。
【図６】本実施例における相関系グラフの個別グラフ選択メニューの一例を示す説明図である。
【図７】本実施例における節点系グラフの表示画面の一例を示す説明図である。
【図８】本実施例における要素系グラフの表示画面の一例を示す説明図である。
【図９】本実施例における要素用相関系グラフの表示画面の一例を示す説明図である。
【図１０】本実施例における層用相関系グラフの表示画面の一例を示す説明図である。
【図１１】本実施例における各要素の物理量レベルの表示画面の一例を示す説明図である。
【図１２】本実施例における各節点の物理量レベルの表示画面の一例を示す説明図である。
【符号の説明】
１０ 骨組構造物
１１ 要素
１２ 節点
２０ 制御装置
２１ 入力装置
２１ａ キーボード
２１ｂ マウス
２２ 記憶装置
２３ 表示装置
２４ 主表示制御部
２５ 節点系データ記憶部
２６ 要素系データ記憶部
２７ 層データ記憶部
２８ システム設定データ記憶部
２９ 形状認識データ記憶部
３０ 外力データ記憶部
３１ メインメニュー表示制御部
３２ 個別グラフ選択メニュー表示制御部
３３ グラフ表示制御部
３４ 時系列点検出部
３５ 要素の弾塑性状態判定部
３６ 節点の物理量レベル判定部
３７ 表示色設定部
２３１ 表示画面
２３２ 解析条件表示部
２３３ アニメーション表示部
２３４ メインメニュー表示部
２３５〜２４０ グラフ表示部
Claims (5)
- 地震等の時間と共に変化する外力の応答解析結果である骨組構造物の時間と共に変化する変形データを用いて骨組構造物の揺れを動画にし、同時刻における骨組構造物の節点に関する物理量や骨組構造物の要素に関する物理量のグラフ、要素の相関系グラフまたは骨組構造物層レベルの相関系グラフを骨組構造物の揺れの動画に同期させて表示装置にリアルタイムに表示する骨組構造物の応答シミュレーション表示システムであって、
前記骨組構造物の外力応答解析結果から時系列データとして得られた、各節点に関するデータである節点系データと、各要素に関するデータである要素系データと、多層構造として認識される前記骨組構造物の解析結果に存在する各層の層剪断力及び層間変位に関するデータである層データとを格納する、解析結果データ記憶手段と、
節点系グラフと、要素系グラフと、相関系グラフとを含む複数のグラフ種別を表示項目として備えたシステム全体を操作するマンマシンインタフェース用のメインメニューを前記表示装置に表示するとともに、該メインメニュー上の前記複数のグラフ種別表示項目のうちの１つをユーザがクリックしたときに、該クリックされたグラフ種別表示項目に対応した個別グラフ選択メニューを骨組構造物のアニメーション表示と併せて表示するメインメニュー表示制御手段と、
前記表示装置に表示された前記節点系グラフ、要素系グラフまたは相関系グラフに対応した個別グラフ選択メニュー上の表示項目をユーザがクリックして選択したときに、その選択に応じて、前記解析結果データ記憶手段から前記節点、要素または層に関する物理量の時系列データを読み出し、該物理量のグラフを前記表示装置に前記骨組構造物のアニメーション表示と同期して表示するグラフ表示制御手段と、
前記表示装置に表示された前記節点系グラフ、要素系グラフまたは相関系グラフである当該物理量のグラフ上の任意の時系列点もしくは当該物理量のグラフの時間軸上の任意の時系列点をユーザが指定できるようにする時系列点指定手段と、
ユーザが任意の時系列点を指定したときに、該指定された時系列点における各節点、各要素または各面要素の有する物理量レベルを前記表示装置に表示された骨組構造物の対応する各節点、各要素または各面要素部分に物理量レベル値に応じて色分け表示する物理量レベル表示制御手段と、
を備えてなる骨組構造物の応答シミュレーション表示システム。 - 前記物理量レベル表示制御手段は、各要素の軸変形、曲げ、剪断変形等に対する弾性状態、ひび割れ状態及び降伏状態等の弾塑性域の物理量レベルを判定する要素の弾塑性状態判定部と、各節点の変位や加速度のレベルが基準値以内か以上かを判定する節点の物理量レベル判定部と、前記各判定部からの判定結果に基づいて要素または節点の表示色を設定する表示色設定部とから構成される請求項１記載の骨組構造物の応答シミュレーション表示システム。
- 前記指定手段は、前記表示装置に表示される各節点や各要素または面要素の物理量グラフ上の任意の点もしくは該グラフの時間軸上の任意の点をユーザがピックできるようにする手段と、ユーザが該手段でピックした時系列点を検出する時系列点検出部とから構成される請求項１記載の骨組構造物の応答シミュレーション表示システム。
- 前記各節点、各要素または各面要素の有する物理量レベルを前記表示装置に表示するときの骨組構造物が静止画である請求項１または２記載の骨組構造物の応答シミュレーション表示システム。
- 前記静止画で表示される骨組構造物の前後の画像を駒送り、駒戻しにより表示できるようにした請求項３記載の骨組構造物の応答シミュレーション表示システム。
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