JP5964724B2 - Analysis method for frame structure with columns, beams and load-bearing frames - Google Patents

Analysis method for frame structure with columns, beams and load-bearing frames Download PDF

Info

Publication number
JP5964724B2
JP5964724B2 JP2012238828A JP2012238828A JP5964724B2 JP 5964724 B2 JP5964724 B2 JP 5964724B2 JP 2012238828 A JP2012238828 A JP 2012238828A JP 2012238828 A JP2012238828 A JP 2012238828A JP 5964724 B2 JP5964724 B2 JP 5964724B2
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
load
frame
bearing frame
column
columns
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Expired - Fee Related
Application number
JP2012238828A
Other languages
Japanese (ja)
Other versions
JP2014089567A (en
Inventor
弘之 奥田
弘之 奥田
義幸 空岡
義幸 空岡
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Panasonic Homes Co Ltd
Original Assignee
Panahome Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Panahome Corp filed Critical Panahome Corp
Priority to JP2012238828A priority Critical patent/JP5964724B2/en
Publication of JP2014089567A publication Critical patent/JP2014089567A/en
Application granted granted Critical
Publication of JP5964724B2 publication Critical patent/JP5964724B2/en
Expired - Fee Related legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Description

本発明は、柱と梁と耐力フレームとを有する架構体の解析方法に関するものである。   The present invention relates to a method for analyzing a frame body having columns, beams, and load-bearing frames.

従来より、図1に示すように、柱2と梁3と耐力フレーム5とを有する架構体1についてのコンピュータによる解析が行われている。架構体1の解析モデルは、図2に示すように、柱2と、梁3と、両側の柱2とその間に配設されるブレース材4からなる耐力フレーム5とを有し、柱2(耐力フレーム5の柱2も含む)と梁3とブレース材4とが、端部において例えばピン接合等により接合されるものとして構成されている。   Conventionally, as shown in FIG. 1, a computer analysis is performed on a frame 1 having a column 2, a beam 3, and a strength frame 5. As shown in FIG. 2, the analysis model of the frame 1 includes a column 2, a beam 3, a column 2 on both sides, and a load-bearing frame 5 made of a brace material 4 disposed between the columns 2 ( The beam 3 and the brace material 4 are joined to each other at, for example, a pin joint or the like.

解析フローは、図3に示すように、コンピュータが開始した後、架構体1モデルのデータ(後述する)が入力され(ステップS1)、架構体1に負荷される力や変位といった解析条件が入力され(ステップS2)、コンピュータによる解析が行われ(ステップS3)、架構体1の部材にかかる力や変位といった解析結果が出力され(ステップS4)、終了する。   As shown in FIG. 3, in the analysis flow, after the computer starts, data of a frame 1 model (described later) is input (step S1), and analysis conditions such as force and displacement applied to the frame 1 are input. Then, an analysis by a computer is performed (step S3), and an analysis result such as a force and a displacement applied to the member of the frame 1 is output (step S4), and the process ends.

そして、解析を行うにあたって、ステップS1で入力される架構体1の解析モデルの作成が行われる。架構体1の解析モデルの作成は、従来は、図6に示すように、まず、ステップS21として、柱2と梁3と耐力フレーム5とを有する架構体1を、それぞれ線材からなる、柱2(耐力フレーム5の柱2を含む)・梁3・ブレース材4に置換することで、解析モデルの形状が特定される。次に、ステップS22として、柱2・梁3の断面積、縦弾性係数等の弾性係数といった部材の特性等が設定される。この時、柱2・梁3の断面積は、柱2・梁3の仕様(柱2の高さ・断面形状・厚さ、・梁3の長さ・断面形状・厚さ)のうち、柱2の断面形状・厚さ、梁3の断面形状・厚さに応じて、断面性能マスターから決定される。断面性能マスターは、予め実験等により設定されたものをテーブルとして用意するものである。次に、ステップS23として、ブレース材4の仕様(長さ)、縦弾性係数等の弾性係数といった部材の特性等が設定される。この時、ブレース材4の断面積として、実際の断面積ではなく等価断面積が用いられる。等価断面積は、耐力フレーム5の仕様(柱2の高さ、両柱2間の距離)に応じて、等価断面積マスターから決定されるもので、これについては後述する。等価断面積マスターも断面性能マスターと同様に、予め実験等により設定されたものをテーブルとして用意するものである。   Then, in performing the analysis, an analysis model of the frame 1 input in step S1 is created. Conventionally, as shown in FIG. 6, the analysis model of the frame 1 is first created as shown in FIG. 6. First, in step S <b> 21, the frame 1 including the column 2, the beam 3, and the load-bearing frame 5 is made of the wire 2. (Including the column 2 of the load-bearing frame 5)-By replacing the beam 3 and the brace material 4, the shape of the analysis model is specified. Next, as step S22, member characteristics such as the cross-sectional area of the column 2 and the beam 3 and an elastic coefficient such as a longitudinal elastic coefficient are set. At this time, the cross-sectional area of the column 2 / beam 3 is the column 2 of the specifications of the column 2 / beam 3 (the height / cross-sectional shape / thickness of the column 2 / the length / cross-sectional shape / thickness of the beam 3). 2 is determined from the cross-sectional performance master according to the cross-sectional shape / thickness 2 and the cross-sectional shape / thickness of the beam 3. The cross-sectional performance master is prepared in advance as a table by experimentation or the like. Next, as step S23, member characteristics such as the specification (length) of the brace material 4 and an elastic coefficient such as a longitudinal elastic coefficient are set. At this time, the equivalent cross-sectional area is used as the cross-sectional area of the brace material 4 instead of the actual cross-sectional area. The equivalent cross-sectional area is determined from the equivalent cross-sectional area master according to the specifications of the load-bearing frame 5 (the height of the column 2 and the distance between the two columns 2), which will be described later. Similar to the cross-sectional performance master, the equivalent cross-sectional area master is prepared in advance as a table by experimentation or the like.

このようにして作成された架構体1の解析モデルに基いて、ステップS3においてコンピュータにより解析が行われる(例えば特許文献1参照)。   Based on the analysis model of the frame 1 created in this way, an analysis is performed by a computer in step S3 (see, for example, Patent Document 1).

特開2000−057181号公報JP 2000-057181 A

従来は、上述した架構体1の解析モデルにおいて、ブレース材4の断面積として、実際の断面積よりも小さい等価断面積を用いていた。すなわち、解析は、架構体1を単純化した解析モデルに基いて行われており、実際の架構体1においては、解析上は生じない変形やズレが生じる。このため、実験から求められる耐力フレーム5の剛性は、解析から求められる耐力フレーム5の剛性と比べて低くなることが多かった。そこで、解析から求められる耐力フレーム5の剛性を、実験から得られる耐力フレーム5の剛性に一致又はできるだけ近似させるべく、解析で用いられるブレース材4の等価断面積として、実際の断面積よりも小さい値を用いていた。しかしながら、ブレース材4の等価断面積を用いた解析によっても、実験から得られる耐力フレーム5の剛性に充分に近似させることは困難であった。   Conventionally, in the analysis model of the frame 1 described above, the equivalent cross-sectional area smaller than the actual cross-sectional area is used as the cross-sectional area of the brace material 4. That is, the analysis is performed based on an analysis model obtained by simplifying the frame 1, and in the actual frame 1, deformation or deviation that does not occur in the analysis occurs. For this reason, the rigidity of the load-bearing frame 5 obtained from the experiment is often lower than the rigidity of the load-bearing frame 5 obtained from the analysis. Therefore, the equivalent cross-sectional area of the brace material 4 used in the analysis is smaller than the actual cross-sectional area so that the rigidity of the load-bearing frame 5 obtained from the analysis matches or approximates as much as possible the rigidity of the load-bearing frame 5 obtained from the experiment. The value was used. However, even by analysis using the equivalent cross-sectional area of the brace material 4, it is difficult to sufficiently approximate the rigidity of the load-bearing frame 5 obtained from the experiment.

すなわち、ブレース材4の等価断面積は、上記のように、耐力フレーム5の仕様(柱2の高さ、両柱2間の距離)のみに応じて等価断面積マスターから決定され、その他の条件、特に、耐力フレーム5を挟んで両側に位置する柱2間の距離による影響が反映されないものであった。実験から得られる耐力フレーム5の剛性は、耐力フレーム5を挟んで両側に位置する柱2間の距離が異なる場合、耐力フレーム5の仕様が同じでも異なる値となっていた。このため、耐力フレーム5を挟んで両側に位置する柱2間の距離による影響が反映されない解析では、各耐力フレーム5の剛性を実験から得られる耐力フレーム5の剛性に近似させることができず、解析の精度を向上させることが困難であった。   That is, as described above, the equivalent cross-sectional area of the brace material 4 is determined from the equivalent cross-sectional area master according to only the specifications of the load-bearing frame 5 (the height of the column 2 and the distance between the columns 2), and other conditions. In particular, the influence due to the distance between the pillars 2 located on both sides of the load-bearing frame 5 is not reflected. The rigidity of the load-bearing frame 5 obtained from the experiment was different even when the specifications of the load-bearing frame 5 were the same when the distance between the pillars 2 located on both sides of the load-bearing frame 5 was different. For this reason, in the analysis in which the influence due to the distance between the pillars 2 located on both sides across the strength frame 5 is not reflected, the rigidity of each strength frame 5 cannot be approximated to the rigidity of the strength frame 5 obtained from an experiment. It was difficult to improve the accuracy of analysis.

本発明は上記従来の問題点に鑑みて発明したものであって、その目的とするところは、精度の良い解析を行うことができる、柱と梁と耐力フレームとを有する架構体の解析方法を提供することを課題とするものである。   The present invention has been invented in view of the above-described conventional problems, and the object of the present invention is to provide a method for analyzing a frame structure having columns, beams, and load-bearing frames, which can perform highly accurate analysis. The issue is to provide.

上記課題を解決するために、本発明は、柱と、梁と、柱およびブレース材からなる耐力フレームと、を有する架構体の前記柱と前記梁と前記ブレース材とが、それぞれ線材からなり所定の長さを有する前記柱と、前記梁と、前記柱および前記ブレース材からなる前記耐力フレームと、に置換され、各線材の長さ・接合箇所および接合方法と、各線材の弾性係数および断面積とを含む架構体モデルが作成され、前記架構体モデルと、前記架構体モデルに負荷される解析条件と、に基いてコンピュータが解析を行う、柱と梁と耐力フレームとを有する架構体の解析方法であって、前記架構体モデルの作成において、前記耐力フレームが有する前記ブレース材の断面積として、当該耐力フレームが有する前記柱間の距離および前記柱の長さと、当該耐力フレームを挟んで両側に位置する前記柱間の距離とに基いて予め定められたテーブルから、該当する等価断面積が選択されるものであり、当該耐力フレームを挟んで両側に位置する前記柱間の距離を、下側に取り付けられている前記梁を支持し且つ当該耐力フレームを挟んだ両側に当該耐力フレームに最も近接して位置する前記柱間の距離とし、下側に取り付けられている前記梁が変位のない基礎梁の場合には、当該耐力フレームが有する前記柱間の距離とし、下側に取り付けられている前記梁の当該耐力フレームの一側に前記柱がなく且つ当該梁の端部が別の梁に接続されて支持されている場合には、この別の梁に接続されている当該梁の端部と、前記梁の当該耐力フレームの他側において当該梁を支持している当該耐力フレームに最も近接して位置する前記柱との間の距離とすることを特徴とする。 In order to solve the above-mentioned problems, the present invention provides a column, a beam, and a load-bearing frame made of a column and a brace material. The column having the length, the beam, and the load-bearing frame made of the column and the brace material are replaced with the length / joining location and joining method of each wire, and the elastic coefficient and breaking of each wire. A frame model including an area is created, and the computer analyzes based on the frame model and analysis conditions loaded on the frame model, and includes a column, a beam, and a load-bearing frame. In the creation of the frame model, the cross-sectional area of the brace material of the load-bearing frame, the distance between the columns and the length of the columns of the load-bearing frame, From tables predefined on the basis of the distance between the posts located on both sides of the force frame, which corresponds to an equivalent cross-sectional area is selected, the column located on both sides of the load bearing frame The distance between them is the distance between the pillars that are closest to the load-bearing frame on both sides of the load-bearing frame while supporting the beam mounted on the lower side, and are attached to the lower side. When the beam is a non-displacement foundation beam, the distance between the columns of the load-bearing frame is set to be the distance between the columns of the load-bearing frame. When the end is connected to and supported by another beam, the end of the beam connected to the other beam and the other side of the load-bearing frame of the beam support the beam. The load bearing frame It is the distance between the posts located proximate to and said.

本発明にあっては、耐力フレームを挟んで両側に位置する柱間の距離の影響を考慮することで、精度の良い解析が可能となり、建物の安全性を向上させるとともに、過剰設計となってコストが無駄に膨張するのが抑えられる。   In the present invention, by considering the influence of the distance between the columns located on both sides across the load-bearing frame, it becomes possible to analyze with high accuracy, improve the safety of the building, and overdesign. Costs are prevented from expanding unnecessarily.

本発明の一実施形態における架構体の全体概略図である。It is the whole frame structure schematic in one embodiment of the present invention. 同上における架構体モデルの全体概略図である。It is the whole frame model schematic same as the above. 同上における解析フローである。It is an analysis flow in the same as above. 同上における解析モデル作成のフローである。It is the flow of analysis model creation in the same as the above. 同上における等価断面積マスターである。It is an equivalent cross-sectional area master in the same as above. 従来における解析モデル作成のフローである。It is a flow of conventional analysis model creation.

以下、本発明を図1乃至図4に示す実施形態に基いて説明する。   Hereinafter, the present invention will be described based on the embodiment shown in FIGS.

本発明の解析は、例えばプレハブ住宅の鉄骨のような架構体1を解析対象とするものである。   In the analysis of the present invention, for example, a frame 1 such as a steel frame of a prefabricated house is to be analyzed.

架構体1は、図1に示すように、柱2と、梁3と、両側の柱2とその間に配設されるブレース材4からなる耐力フレーム5とを有するものである。図1に示す実施形態においては、基礎梁3a上に1階の柱2aが立設され、1階の柱2aの上端に2階の床梁3bが架設されている。また、1階の一部の隣接する柱2間にブレース材4が架設されて、ブレース材4とその両側の柱2とで耐力フレーム5が構成されている。そして、2階の床梁3b上に2階の柱2bが立設され、2階の柱2の上端に屋根梁3cが架設されている。また、2階の一部の隣接する柱2間にブレース材4が架設されて、ブレース材4とその両側の柱2とで耐力フレーム5が構成されている。なお、本実施形態の架構体1は、2階建の建物の架構体1であるが、3階以上の階を有する建物の架構体1であってもよく、階数は限定されないものである。   As shown in FIG. 1, the frame body 1 includes columns 2, beams 3, load-bearing frames 5 made of braces 4 disposed between the columns 2 on both sides. In the embodiment shown in FIG. 1, a first-floor column 2a is erected on a foundation beam 3a, and a second-floor floor beam 3b is installed on the upper end of the first-floor column 2a. Moreover, the brace material 4 is constructed between the adjacent pillars 2 of a part of the first floor, and the load bearing frame 5 is configured by the brace material 4 and the pillars 2 on both sides thereof. A second-floor pillar 2b is erected on the second-floor floor beam 3b, and a roof beam 3c is installed on the upper end of the second-floor pillar 2. Moreover, the brace material 4 is constructed between the some adjacent pillars 2 of the 2nd floor, and the load-bearing frame 5 is comprised by the brace material 4 and the pillar 2 of the both sides. In addition, although the frame 1 of this embodiment is the frame 1 of a two-story building, it may be the frame 1 of a building having three or more floors, and the number of floors is not limited.

また本実施形態では、例えば90cmや1m等の所定のスパン(長さ)を水平方向の基本単位(1Pとする)とする水平モジュールと、例えば260cm等の所定の高さを垂直方向の基本単位とする垂直モジュールに基いて、架構体1が構成されている。更に、水平モジュール及び垂直モジュールを、これより小さいサブモジュールにより微調整が可能とし、例えば、梁3や耐力フレーム5として水平方向の長さ(幅)が60cmや45cmのものが用いられたり、柱2として垂直方向の長さ(高さ)が245cmや275cmのものが用いられてもよい。なお、特にモジュール化されていなくても構わないものである。   In the present embodiment, for example, a horizontal module having a predetermined span (length) such as 90 cm or 1 m as a basic unit (1P) in the horizontal direction, and a predetermined height such as 260 cm as a basic unit in the vertical direction. The frame body 1 is configured based on the vertical module. Further, the horizontal module and the vertical module can be finely adjusted by submodules smaller than this. For example, as the beam 3 or the load-bearing frame 5, a horizontal length (width) of 60 cm or 45 cm is used, or a column is used. 2 may have a vertical length (height) of 245 cm or 275 cm. In addition, it does not need to be modularized.

以下、解析フローについて説明する。まず、解析フローの実行に先立って、架構体モデルを作成する。架構体モデルは、実際の架構体1を、コンピュータ(電子計算機)で解析可能なように単純化したものであり、本実施形態では、図1に示す実際の柱2(耐力フレーム5の柱2を含む)・梁3・ブレース材4を、図2に示すように、線材からなる柱2・梁3・ブレース材4に置換して構成し、コンピュータで処理可能なデータに加工されるものである。架構体モデルの各線材(柱2・梁3・ブレース材4)は、他の線材と所定の接合方法により接合されるもので、本実施形態では、図2に示すように、各線材の端部の殆どが他の線材の端部とピン接合により接合されているが、柱20は上端が自由端となっている。この架構体モデルのデータは、各線材の長さ・接合箇所および接合方法と、各線材の縦弾性係数等の弾性係数および断面積を少なくとも含むものである。架構体モデルのデータは、電子データとして記憶媒体に記憶されてもよいし、他の手段で保存されてもよい。この架構体モデルについては後で詳述する。なお、図2に示す実施形態では、基礎梁3aは線材に置換されず、基礎梁3aの変位はないものとして解析が行われる。   Hereinafter, the analysis flow will be described. First, a frame model is created prior to execution of the analysis flow. The frame model is obtained by simplifying the actual frame 1 so that it can be analyzed by a computer (electronic computer). In this embodiment, the actual column 2 (the column 2 of the load-bearing frame 5 shown in FIG. 1). The beam 3 and the brace material 4 are replaced with the pillar 2 made of wire, the beam 3 and the brace material 4 as shown in FIG. 2, and processed into data that can be processed by a computer. is there. Each wire rod (column 2, beam 3 and brace material 4) of the frame model is joined to other wire rods by a predetermined joining method. In this embodiment, as shown in FIG. Most of the portions are joined to the ends of other wires by pin joining, but the column 20 has a free end at the upper end. The data of the frame model includes at least the length / joining location and joining method of each wire, the elastic coefficient such as the longitudinal elastic modulus of each wire, and the cross-sectional area. The data of the frame model may be stored as electronic data in a storage medium, or may be saved by other means. This frame model will be described in detail later. In the embodiment shown in FIG. 2, the analysis is performed on the assumption that the foundation beam 3a is not replaced with a wire and the foundation beam 3a is not displaced.

解析フローは、図3に示すように、コンピュータにより開始された後、ステップS1において、架構体モデルのデータが入力されて、コンピュータの演算で用いられる記憶領域に設置される。架構体モデルのデータの入力は、架構体モデルの電子データを、この電子データが記憶されている記憶媒体から読み込んで記憶領域に設置することで行ってもよいし、他の手段で保存されているデータを、作業者がマウスやキーボードやタッチパネル等の入力手段を操作することで記憶領域に設置してもよい。記憶媒体や記憶領域の形態(ハードディスクドライブ、揮発性メモリ等の形態)は限定されない。   As shown in FIG. 3, the analysis flow is started by the computer, and then in step S1, data of the frame model is input and installed in a storage area used in the calculation of the computer. The frame model data may be input by reading the electronic data of the frame model from the storage medium storing the electronic data and placing it in the storage area, or stored by other means. The data may be placed in the storage area by the operator operating input means such as a mouse, keyboard, or touch panel. The form of the storage medium or storage area (form of a hard disk drive, volatile memory, etc.) is not limited.

次に、ステップS2において、解析条件が入力される。解析条件として、例えば、架構体1の特定の部位に特定の大きさで特定の向きに負荷される力や、架構体1の特定の部位に特定の大きさで生じる変位が挙げられるが、これらに限定されない。この解析条件のデータも、架構体モデルのデータと同様に、電子データとして記憶されている記憶媒体から該電子データを読み込んで記憶領域に設置することで行ってもよいし、作業者がマウスやキーボードやタッチパネル等の入力手段を操作することで電子データを記憶領域に設置してもよい。   Next, in step S2, analysis conditions are input. Examples of the analysis conditions include a force applied to a specific part of the frame body 1 in a specific direction and a specific direction, and a displacement generated at a specific part of the frame body 1 with a specific size. It is not limited to. Similarly to the frame model data, the analysis condition data may be read by reading the electronic data from a storage medium stored as electronic data and installing it in a storage area. Electronic data may be installed in the storage area by operating input means such as a keyboard or a touch panel.

次に、ステップS3において、コンピュータによる解析が行われる。解析方法としては、有限要素法が好適に用いられるが、他の方法や、複数の方法が組み合わされた方法であってもよく、従来より公知の様々な方法が適宜利用可能であり、特に限定されず、また詳細な説明は省略する。また、コンピュータについても、所謂パーソナルコンピュータ等、公知の様々なものが適宜利用可能であり、特に限定されず、また詳細な説明は省略する。   Next, in step S3, a computer analysis is performed. As the analysis method, the finite element method is preferably used, but other methods or a method in which a plurality of methods are combined may be used, and various conventionally known methods can be appropriately used, and particularly limited. Further, detailed description is omitted. Also, various known computers such as so-called personal computers can be used as appropriate, and are not particularly limited, and detailed description thereof is omitted.

そして、コンピュータによる解析が行われた後、ステップS4において、解析結果の出力が行われる。解析結果として、例えば、架構体1の特定の部材(柱2・梁3・ブレース材4)にかかる力(軸力やモーメント)や変位が挙げられるが、これらに限定されない。この解析条件のデータは、電子データとして記憶媒体に記憶されたり、ディスプレイに表示されたり、紙媒体に印刷されることで、出力される。ステップS4の解析結果の出力が行われた後、解析フローは終了する。   After the analysis by the computer is performed, the analysis result is output in step S4. Examples of the analysis result include, but are not limited to, a force (axial force or moment) or displacement applied to a specific member (column 2, beam 3 or brace material 4) of the frame 1. The analysis condition data is output as electronic data stored in a storage medium, displayed on a display, or printed on a paper medium. After outputting the analysis result in step S4, the analysis flow ends.

以下に、本発明の架構体1の解析モデルの作成について説明する。架構体1の解析モデルの作成は、図4に示すように、まず、ステップS11として、柱2と梁3と耐力フレーム5とを有する架構体1を、それぞれ線材からなる、柱2(耐力フレーム5の柱2を含む)・梁3・ブレース材4に置換して、これら各線材(柱2・梁3・ブレース材4)の長さ・他の線材との接合箇所および接合方法が設定されて、解析モデルの形状が特定される。なお、ステップS11は図6に示すステップS21と同様である。   Hereinafter, creation of an analysis model of the frame body 1 of the present invention will be described. As shown in FIG. 4, the analysis model of the frame 1 is first created as shown in FIG. 4, in step S 11, the frame 1 including the column 2, the beam 3, and the load-bearing frame 5 is made up of the columns 2 (load-bearing frame). 5) (including column 2), beam 3 and brace material 4, the length of each of these wires (column 2, beam 3 and brace material 4), the joining location with other wires and the joining method are set. Thus, the shape of the analysis model is specified. Step S11 is the same as step S21 shown in FIG.

次に、ステップS12として、柱2・梁3の断面積、縦弾性係数等の弾性係数といった部材の特性等が設定される。この時、柱2・梁3の断面積は、柱2・梁3の仕様(柱2の高さ(長さ)・断面形状・厚さ、・梁3の長さ・断面形状・厚さ、)のうち、柱2の断面形状・厚さ、梁3の断面形状・厚さに応じて、断面性能マスターから決定される。断面性能マスターは、予め実験等により設定されたものをテーブルとして用意するものである。なお、ステップS12は図6に示すステップS22と同様である。   Next, as step S12, member characteristics such as the cross-sectional area of the column 2 and the beam 3 and the elastic coefficient such as the longitudinal elastic coefficient are set. At this time, the cross-sectional area of the columns 2 and 3 is the specifications of the columns 2 and 3 (the height (length), the cross-sectional shape and the thickness of the column 2, the length, the cross-sectional shape and the thickness of the beam 3, ) In accordance with the cross-sectional shape / thickness of the column 2 and the cross-sectional shape / thickness of the beam 3. The cross-sectional performance master is prepared in advance as a table by experimentation or the like. Step S12 is the same as step S22 shown in FIG.

次に、ステップS13として、耐力フレーム5を挟んで両側に位置する柱2間の距離(以下、柱間距離という)を認識する。本実施形態では、1階の耐力フレーム5の場合には、耐力フレーム5の両側の柱2間の距離が柱間距離となる。また、上階の耐力フレーム5の場合には、耐力フレーム5の下端に取り付けられている下側の梁3を支持し、且つ、耐力フレーム5を挟んで両側に位置する柱2間の距離が柱間距離となる。   Next, as step S13, the distance between the pillars 2 located on both sides of the load-bearing frame 5 (hereinafter referred to as the distance between the pillars) is recognized. In the present embodiment, in the case of the load-bearing frame 5 on the first floor, the distance between the columns 2 on both sides of the load-bearing frame 5 is the distance between the columns. In the case of the load-bearing frame 5 on the upper floor, the lower beam 3 attached to the lower end of the load-bearing frame 5 is supported, and the distance between the pillars 2 located on both sides of the load-bearing frame 5 is Distance between columns.

すなわち、1階の耐力フレーム51〜53については、図1に示すように、下側に取り付けられている梁3が基礎梁3aであり、図2に示すように、本実施形態の解析モデルでは、基礎梁3aに相当する線材がないため、耐力フレーム51〜53のそれぞれの両側の柱2間の距離を柱間距離として認識する。また、2階の耐力フレーム54は、図2に示すように、その下側に取り付けられている梁31を支持し、且つ、耐力フレーム54を挟んで両側に位置する柱21、22間の距離L1が柱間距離となる。耐力フレーム55は、その下側に取り付けられている梁32を支持し、且つ、耐力フレーム55を挟んで両側に位置する柱23、24間の距離L2が柱間距離となる。耐力フレーム56は、その下側に取り付けられている梁33を支持し、且つ、耐力フレーム56を挟んで両側に位置する柱25、26間の距離L3が柱間距離となる。   That is, for the strength frames 51 to 53 on the first floor, as shown in FIG. 1, the beam 3 attached to the lower side is the foundation beam 3a, and as shown in FIG. Since there is no wire corresponding to the foundation beam 3a, the distance between the pillars 2 on both sides of each of the strength frames 51 to 53 is recognized as the distance between the pillars. Further, as shown in FIG. 2, the load-bearing frame 54 on the second floor supports the beam 31 attached to the lower side thereof, and the distance between the pillars 21 and 22 located on both sides of the load-bearing frame 54. L1 is the distance between the columns. The load bearing frame 55 supports the beam 32 attached to the lower side thereof, and the distance L2 between the columns 23 and 24 located on both sides of the load bearing frame 55 is the distance between the columns. The load-bearing frame 56 supports the beam 33 attached to the lower side thereof, and a distance L3 between the columns 25 and 26 located on both sides of the load-bearing frame 56 is an inter-column distance.

また、上階の耐力フレーム5において、その耐力フレーム5の下側の当該梁3を支持する柱2が当該梁3の端部になく、当該梁3の端部が別の梁3に接続されて支持されている場合には、この別の梁3に接続されている当該梁3の端部と、当該梁3を支持している柱2との間の距離が、柱間距離となる。   Further, in the load-bearing frame 5 on the upper floor, the column 2 supporting the beam 3 below the load-bearing frame 5 is not at the end of the beam 3, and the end of the beam 3 is connected to another beam 3. In this case, the distance between the end of the beam 3 connected to the other beam 3 and the column 2 supporting the beam 3 is the inter-column distance.

次に、ステップS14として、耐力フレーム5が有するブレース材4の等価断面積が設定される。ここで、等価断面積は、耐力フレーム5の仕様(耐力フレーム5が有する柱2の長さ、両柱2間の距離)及び、ステップS13で得られた各耐力フレーム5の柱間距離に応じて、等価断面積マスターから決定される。等価断面積マスターも断面性能マスターと同様に、予め実験等により設定されたものをテーブルとして用意するものである。等価断面積マスターの一例の一部(耐力フレーム5の一部の仕様、柱間距離、等価断面積)を図5に示す。   Next, as step S14, an equivalent cross-sectional area of the brace material 4 included in the load-bearing frame 5 is set. Here, the equivalent cross-sectional area depends on the specifications of the load-bearing frame 5 (the length of the columns 2 included in the load-bearing frame 5 and the distance between the two columns 2) and the distance between the columns of the load-bearing frames 5 obtained in step S13. And determined from the equivalent cross-sectional area master. Similar to the cross-sectional performance master, the equivalent cross-sectional area master is prepared in advance as a table by experimentation or the like. FIG. 5 shows a part of an example of an equivalent cross-sectional area master (part of specifications of the load-bearing frame 5, distance between columns, equivalent cross-sectional area).

等価断面積マスターより、耐力フレーム5の仕様が同じ場合でも、柱間距離が長くなる程、等価断面積は大きくなっており、柱間距離が長い場合には大きな断面積とおいて解析することで、実際の耐力フレーム5の剛性に近似させることができる。   Even if the specifications of the load-bearing frame 5 are the same from the equivalent cross-sectional area master, the longer the inter-column distance, the larger the equivalent cross-sectional area. When the inter-column distance is long, the analysis is performed with a large cross-sectional area. The actual rigidity of the frame 5 can be approximated.

すなわち、従来のように、耐力フレーム5の仕様のみから定まる等価断面積を用いると、柱間距離が長い場合、本来は前記等価断面積よりも大きな断面積を設定すべきところ、本来設定すべきより小さな断面積で解析が行われ、耐力フレーム5の剛性が実際よりも小さく評価されてしまう。   That is, when the equivalent cross-sectional area determined only from the specifications of the load-bearing frame 5 is used as in the prior art, when the distance between the columns is long, a cross-sectional area that is larger than the equivalent cross-sectional area should be originally set. Analysis is performed with a smaller cross-sectional area, and the rigidity of the load-bearing frame 5 is evaluated to be smaller than actual.

このため、従来においては、精度の良い解析を行うのが困難であり、また、解析結果に基いて安全設計を行うと、架構体1が本来必要とする耐力フレーム5の数以上の数の耐力フレーム5が必要となってしまう。この結果、過剰設計となり、コストが無駄に膨張してしまいかねないものであった。   For this reason, conventionally, it is difficult to perform an accurate analysis, and when a safety design is performed based on the analysis result, the number of proof stresses equal to or more than the number of proof stress frames 5 that the frame body 1 originally needs. Frame 5 is required. As a result, the design becomes excessive, and the cost may be unnecessarily expanded.

これに対し、本発明においては、実際の耐力フレーム5の剛性と同じ又は近似した剛性で解析を行うことができるため、精度の良い解析が可能となる。この結果、建物の安全性を向上させるとともに、過剰設計となってコストが無駄に膨張したり、あるいは解析結果が信用できずに更なる実験や検討を繰り返す手間も省かれるものである。   On the other hand, in the present invention, since the analysis can be performed with the rigidity that is the same as or approximate to the rigidity of the actual load-bearing frame 5, an accurate analysis can be performed. As a result, it is possible to improve the safety of the building, and it is possible to eliminate the trouble of repeating excessive experiments and examinations due to excessive design and cost expansion unnecessarily, or the analysis result cannot be trusted.

1 架構体
2 柱
20〜26 柱
3 梁
31〜33 梁
4 ブレース材
5 耐力フレーム
51〜56 耐力フレーム
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Frame 2 Column 20-26 Column 3 Beam 31-33 Beam 4 Brace material 5 Strength frame 51-56 Strength frame

Claims (1)

柱と、梁と、柱およびブレース材からなる耐力フレームと、を有する架構体の前記柱と前記梁と前記ブレース材とが、それぞれ線材からなり所定の長さを有する前記柱と、前記梁と、前記柱および前記ブレース材からなる前記耐力フレームと、に置換され、各線材の長さ・接合箇所および接合方法と、各線材の弾性係数および断面積とを含む架構体モデルが作成され、
前記架構体モデルと、前記架構体モデルに負荷される解析条件と、に基いてコンピュータが解析を行う、柱と梁と耐力フレームとを有する架構体の解析方法であって、
前記架構体モデルの作成において、前記耐力フレームが有する前記ブレース材の断面積として、当該耐力フレームが有する前記柱間の距離および前記柱の長さと、当該耐力フレームを挟んで両側に位置する前記柱間の距離とに基いて予め定められたテーブルから、該当する等価断面積を選択して設定するものであり、
当該耐力フレームを挟んで両側に位置する前記柱間の距離を、下側に取り付けられている前記梁を支持し且つ当該耐力フレームを挟んだ両側に当該耐力フレームに最も近接して位置する前記柱間の距離とし、下側に取り付けられている前記梁が変位のない基礎梁の場合には、当該耐力フレームが有する前記柱間の距離とし、下側に取り付けられている前記梁の当該耐力フレームの一側に前記柱がなく且つ当該梁の端部が別の梁に接続されて支持されている場合には、この別の梁に接続されている当該梁の端部と、前記梁の当該耐力フレームの他側において当該梁を支持している当該耐力フレームに最も近接して位置する前記柱との間の距離とする、柱と梁と耐力フレームとを有する架構体の解析方法。
The column of the frame having a column, a beam, and a load-bearing frame made of a column and a brace material, the beam and the brace material are each made of a wire material and have a predetermined length, and the beam. The frame is replaced with the load-bearing frame made of the pillar and the brace material, and a frame model including the length / joining location and joining method of each wire, and the elastic coefficient and cross-sectional area of each wire is created,
A method of analyzing a frame having columns, beams, and a load-bearing frame, which is analyzed by a computer based on the frame model and an analysis condition loaded on the frame model,
In creating the frame model, as the cross-sectional area of the brace material of the load-bearing frame, the distance between the columns and the length of the columns of the load-bearing frame, and the columns located on both sides of the load-bearing frame The corresponding equivalent cross-sectional area is selected and set from a predetermined table based on the distance between ,
The distance between the pillars located on both sides of the load-bearing frame is set such that the pillars that support the beam attached to the lower side and are located closest to the load-bearing frame on both sides of the load-bearing frame. When the beam mounted on the lower side is a non-displacement foundation beam, the distance between the columns of the load-bearing frame is set, and the load-bearing frame of the beam mounted on the lower side. When the column is not on one side and the end of the beam is connected to and supported by another beam, the end of the beam connected to the other beam and the beam A method of analyzing a frame having a column, a beam, and a load-bearing frame, which is a distance between the column positioned closest to the load-bearing frame that supports the beam on the other side of the load-bearing frame.
JP2012238828A 2012-10-30 2012-10-30 Analysis method for frame structure with columns, beams and load-bearing frames Expired - Fee Related JP5964724B2 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2012238828A JP5964724B2 (en) 2012-10-30 2012-10-30 Analysis method for frame structure with columns, beams and load-bearing frames

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2012238828A JP5964724B2 (en) 2012-10-30 2012-10-30 Analysis method for frame structure with columns, beams and load-bearing frames

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JP2014089567A JP2014089567A (en) 2014-05-15
JP5964724B2 true JP5964724B2 (en) 2016-08-03

Family

ID=50791432

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2012238828A Expired - Fee Related JP5964724B2 (en) 2012-10-30 2012-10-30 Analysis method for frame structure with columns, beams and load-bearing frames

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP5964724B2 (en)

Families Citing this family (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP6507113B2 (en) * 2016-03-18 2019-04-24 パナソニックホームズ株式会社 Analysis method of frame with columns, beams and load bearing frame
CN109145357A (en) * 2018-06-27 2019-01-04 青岛理工大学 A kind of analysis method that differential settlement influences frame superstructure

Family Cites Families (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2001164645A (en) * 1999-09-28 2001-06-19 Kaneshiro Kazumori Structural calculation method for wooden house and wooden house built using the same
JP3852614B2 (en) * 2004-03-10 2006-12-06 大成建設株式会社 Structural planning support system and program
JP5016468B2 (en) * 2007-12-17 2012-09-05 積水化学工業株式会社 Design support system for damping buildings
JP4712075B2 (en) * 2008-07-18 2011-06-29 旭化成ホームズ株式会社 Load-bearing wall placement method used for computer-based building structural calculations
JP5364022B2 (en) * 2009-06-08 2013-12-11 パナホーム株式会社 Design support method for industrialized house and support method for type approval application

Also Published As

Publication number Publication date
JP2014089567A (en) 2014-05-15

Similar Documents

Publication Publication Date Title
Farzampour et al. Behavior prediction of corrugated steel plate shear walls with openings
Malekinejad et al. A simple analytic method for computing the natural frequencies and mode shapes of tall buildings
Bajoria et al. Modal analysis of cold-formed pallet rack structures with semi-rigid connections
Deng et al. A simplified model for analysis of high‐rise buildings equipped with hysteresis damped outriggers
Tahamouli Roudsari et al. Experimental and numerical investigation of IPE reduced beam sections with diagonal web stiffeners
JP5964724B2 (en) Analysis method for frame structure with columns, beams and load-bearing frames
Freitas et al. Analysis and behavior of steel storage drive-in racks
Thombare et al. Nonlinear buckling analysis of 2-D cold-formed steel simple cross-aisle storage rack frames
Gong et al. Optimal capacity design of eccentrically braced steel frameworks using nonlinear response history analysis
JP2013145529A (en) Calculation method of allowable shearing proof stress of bearing wall having aperture, design method of bearing wall having aperture, arithmetic unit of allowable shearing proof stress of bearing wall having aperture, and calculation program of allowable shearing proof stress of bearing wall having aperture
JP5016468B2 (en) Design support system for damping buildings
Dewobroto et al. Ultimate load capacity analysis of steel scaffoldings using direct-analysis method
JP6863824B2 (en) Seismic response analysis method and seismic response analysis program
JP7454169B2 (en) Structural calculation support device
JP4839246B2 (en) Building structural design support system
JP6507113B2 (en) Analysis method of frame with columns, beams and load bearing frame
JP6400496B2 (en) Vibration response analysis device for mechanical multilevel parking device, vibration response analysis method for mechanical multilevel parking device, and vibration response analysis program for mechanical multilevel parking device
Liu Preventing progressive collapse through strengthening beam-to-column connection, Part 2: Finite element analysis
JP2000351424A (en) Rack
JP6983053B2 (en) Structural calculation support system and program
JP6903136B2 (en) Elevator car frame device
JP5318425B2 (en) Building vibration control structure
JP5858534B2 (en) History damper and cabinet rack using the same
Pinkawa et al. Seismic Performance of Double-Depth Automated Steel Rack Supported Warehouses in Low Seismicity Regions
JP5180056B2 (en) Design support method and design support system for exposed column bases of braced columns and beam frames

Legal Events

Date Code Title Description
A621 Written request for application examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621

Effective date: 20141225

A977 Report on retrieval

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007

Effective date: 20160112

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20160126

A521 Request for written amendment filed

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20160222

TRDD Decision of grant or rejection written
A01 Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

Effective date: 20160628

A61 First payment of annual fees (during grant procedure)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61

Effective date: 20160630

R150 Certificate of patent or registration of utility model

Ref document number: 5964724

Country of ref document: JP

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

S533 Written request for registration of change of name

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R313533

R350 Written notification of registration of transfer

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R350

LAPS Cancellation because of no payment of annual fees