JP7016086B2 - Model conversion device for steel structures and model conversion program for steel structures - Google Patents

Model conversion device for steel structures and model conversion program for steel structures Download PDF

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Description

特許法第30条第2項適用 (1)令和元年9月3日「令和元年度土木学会全国大会第74回年次学術講演会」にて、「シェル要素を用いた耐震解析の高度化に向けたプログラム開発」を公開Application of Article 30, Paragraph 2 of the Patent Act (1) At the "74th Annual Academic Lecture Meeting of the Japan Society of Civil Engineers in the First Year of Reiwa" on September 3, 1st year of Reiwa, "Seismic analysis using shell elements" "Development of programs for sophistication" is released

本発明は、鋼構造物を単純な線分により表したはりモデルから、面により表したシェルモデルに変換する鋼構造物のモデル変換装置および鋼構造物のモデル変換プログラムに関するものである。 The present invention relates to a model transformation device for a steel structure and a model transformation program for the steel structure, which converts a beam model represented by a simple line segment into a shell model represented by a surface.

一般的に鋼構造物の耐震設計においては、はりの基本仮定に基づく近似的なはり要素からなるはりモデルを用いる。はり要素では、はりの基本仮定のため、局部座屈を伴う部材の損傷を考慮できない。従って、部材に局部座屈を伴う損傷が生ずる鋼構造物の挙動をはりモデルにより正確に評価することはできない。通常の耐震設計では、はりモデルに対して設計用地震動を水平1方向に入力し、上記の損傷状態に至らない範囲で設計が行われる。 Generally, in seismic design of steel structures, a beam model consisting of approximate beam elements based on the basic assumptions of the beam is used. Due to the basic assumptions of the beam, the beam element cannot take into account damage to the member with local buckling. Therefore, it is not possible to accurately evaluate the behavior of a steel structure in which a member is damaged with local buckling by a beam model. In ordinary seismic design, the seismic motion for design is input to the beam model in one horizontal direction, and the design is performed within the range that does not reach the above-mentioned damaged state.

最近では上記の耐震設計に加え、想定外の被害低減を目指し、設計用地震動を上回る規模の地震動に対して鋼構造物の崩壊挙動を予測し、制御するための新たな検討が行われつつある。このためには上記の局部座屈を伴う部材の損傷を考慮するために、板の理論に基づくシェル要素からなるシェルモデルを用いた有限要素法(FEM(Finite Element Method))解析による高精度のシミュレーションが必要となる。 Recently, in addition to the above seismic design, new studies are being conducted to predict and control the collapse behavior of steel structures for seismic motions larger than the design seismic motions with the aim of reducing unexpected damage. .. For this purpose, in order to consider the damage of the member accompanied by the above-mentioned local buckling, the finite element method (FEM (Finite Element Method)) analysis using the shell model consisting of the shell elements based on the plate theory is performed with high accuracy. Simulation is required.

しかし、鋼構造物をモデル化するにあたり、新たにシェルモデルを手作業で構築するには時間が掛かる。そのため、既存のはりモデルからシェルモデルに変換可能なツール(プログラム)があると利便性が高い。
このようなモデルを変換して高精度なシミュレーションを実施できるような技術として、例えば、特許文献1に記載された方法が知られている。
However, when modeling a steel structure, it takes time to manually construct a new shell model. Therefore, it is convenient to have a tool (program) that can convert an existing beam model to a shell model.
As a technique capable of converting such a model and performing a highly accurate simulation, for example, the method described in Patent Document 1 is known.

特許文献1の橋梁の耐震補強部材の設計支援方法では、2次元CADによりI桁の正面図を描き、その断面形状毎に図面と任意の軸に関する座標値とを有する2次元CADデータ化し、これらの2次元CADデータを基に、3次元座標データ化を行って、該3次元データを基にFEM解析モデルを構築する、ということが記載されている。
この特許文献1に記載の方法によると、メッシュ分割や板厚、材料特性情報を与えてFEM解析に供させることができると記載されている。
In the method of designing a seismic reinforcing member for a bridge in Patent Document 1, a front view of an I girder is drawn by two-dimensional CAD, and two-dimensional CAD data having a drawing and coordinate values for an arbitrary axis is created for each cross-sectional shape. It is described that the 3D coordinate data is converted based on the 2D CAD data of the above, and the FEM analysis model is constructed based on the 3D data.
According to the method described in Patent Document 1, it is described that mesh division, plate thickness, and material property information can be given and used for FEM analysis.

特開2006-195713号公報Japanese Unexamined Patent Publication No. 2006-195713

しかし、特許文献1に記載の方法では、鋼構造物の一部となる耐震補強部材あるいはその周辺部の部材のみを独立に取り出した部分的なFEM解析モデルを構築しているため、他の構造から当該部材へ伝達される力や変位は別途評価して上記のモデルに境界条件として与える必要がある。このような方法では、鋼構造物全体に対して一部の部材の損傷挙動が及ぼす影響を考慮することができない。すなわち、実際には、他の構造とその一部である部材の間には常に力および変位の相互作用があるので、一部の部材は構造全体系のモデルの中に組み込んで評価する必要がある。 However, in the method described in Patent Document 1, since a partial FEM analysis model is constructed in which only the seismic retrofitting member that is a part of the steel structure or the member in the peripheral portion thereof is independently taken out, the other structure is constructed. It is necessary to separately evaluate the force and displacement transmitted from the member to the member and give it to the above model as a boundary condition. In such a method, the influence of the damage behavior of some members on the entire steel structure cannot be considered. That is, in reality, there is always a force and displacement interaction between other structures and the members that are part of them, so some members need to be incorporated into the model of the entire structure for evaluation. be.

そこで本発明は、鋼構造物の構造全体を考慮したシェルモデルに変換することで、シェルモデルによる詳細なシミュレーションを可能とする鋼構造物のモデル変換装置および鋼構造物のモデル変換プログラムを提供することを目的とする。 Therefore, the present invention provides a model transformation device for steel structures and a model transformation program for steel structures, which enables detailed simulation by the shell model by converting to a shell model considering the entire structure of the steel structure. The purpose is.

本発明の鋼構造物のモデル変換装置は、鋼構造物を構成する部材と、前記部材を複数に分割したはり要素と、前記はり要素の節点と、前記節点の位置における断面とが含まれ定義された構造全体のはりモデルと、前記はりモデルの中からシェル要素に置換する部材が指定された置換指定情報とに基づいて、前記断面を前記部材の軸線方向に線形的に補間して前記部材の板面を構築することにより、前記置換指定情報により指定された前記部材をシェル要素で置換した構造全体のシェルモデルを生成するモデル構築手段を備えたことを特徴とする。 The model conversion device for a steel structure of the present invention includes a member constituting the steel structure, a beam element obtained by dividing the member into a plurality of parts, a node of the beam element, and a cross section at the position of the node. Based on the beam model of the entire structure and the replacement designation information in which the member to be replaced with the shell element from the beam model is specified, the cross section is linearly interpolated in the axial direction of the member to perform the member. It is characterized in that it is provided with a model building means for generating a shell model of the entire structure in which the member designated by the replacement designation information is replaced with a shell element by constructing the plate surface of the above.

本発明の鋼構造物のモデル変換プログラムは、コンピュータを、鋼構造物を構成する部材と、前記部材を複数に分割したはり要素と、前記はり要素の節点と、前記節点の位置における断面とが含まれ定義された構造全体のはりモデルと、前記はりモデルの中からシェル要素に置換する部材が指定された置換指定情報とに基づいて、前記断面を前記部材の軸線方向に線形的に補間して前記部材の板面を構築することにより、前記置換指定情報により指定された前記部材をシェル要素で置換した構造全体のシェルモデルを生成するモデル構築手段として機能させることを特徴とする。 In the model conversion program of the steel structure of the present invention, the computer is divided into a member constituting the steel structure, a beam element obtained by dividing the member into a plurality of parts, a node of the beam element, and a cross section at the position of the node. The cross section is linearly interpolated in the axial direction of the member based on the beam model of the entire structure included and defined and the replacement designation information in which the member to be replaced with the shell element is specified from the beam model. By constructing the plate surface of the member, the member is made to function as a model building means for generating a shell model of the entire structure in which the member designated by the replacement designation information is replaced with a shell element.

本発明によれば、モデル構築手段が、鋼構造物を構成する部材と、部材を複数に分割したはり要素と、はり要素の節点と、節点の位置における断面とが含まれた構造全体のはりモデルと、はりモデルの中からシェル要素に置換する部材が指定された置換指定情報に基づいて、断面を部材の軸線方向に線形的に補間して部材の板面を構築することにより、指定された任意の部材をシェル要素で置換した構造全体のシェルモデルを生成する。そのため、鋼構造物における構造全体はりモデルから、置換指定情報により指定された任意の部材をシェル要素で置換した構造全体のシェルモデルへ自動的に変換することができる。そのため、手作業で構築することなく新たなシェルモデルを得ることができる。また、シェルモデルを、指定された任意の部材をシェル要素で置換した構造全体のシェルモデルとしているため、指定された部材を構造全体系のモデルの中に組み込んで評価することができるので、構造全体に対して部材の損傷挙動が及ぼす影響を考慮することができる。 According to the present invention, the model building means is a beam of the entire structure including a member constituting the steel structure, a beam element obtained by dividing the member into a plurality of members, a node of the beam element, and a cross section at the position of the node. The model and the member to be replaced with the shell element from the beam model are specified by constructing the plate surface of the member by linearly interpolating the cross section in the axial direction of the member based on the specified replacement specification information. Generate a shell model of the entire structure in which any member is replaced with a shell element. Therefore, it is possible to automatically convert the entire structure beam model in the steel structure to the shell model of the entire structure in which any member specified by the replacement designation information is replaced by the shell element. Therefore, a new shell model can be obtained without manually constructing it. In addition, since the shell model is a shell model of the entire structure in which any specified member is replaced with a shell element, the specified member can be incorporated into the model of the entire structure system for evaluation. The effect of the damage behavior of the member on the whole can be considered.

前記部材における端部の断面を剛体により拘束して、前記部材の境界節点とする境界節点処理手段を備えたものとすることができる。
境界節点処理手段が、部材における端部の断面を剛体により拘束して、部材の境界節点とする。そのため、剛体平面上の任意の1点における運動は、剛体平面上の他の位置の運動を従属させることができるので、部材の両端での自由度を大幅に低減することができる。また、部材端部の自由度を境界節点に集約することで、はりモデルの設計法に合わせることができる。
The cross section of the end portion of the member may be constrained by a rigid body to provide a boundary node processing means for the boundary node of the member.
The boundary node processing means restrains the cross section of the end portion of the member with a rigid body to obtain the boundary node of the member. Therefore, the motion at any one point on the rigid plane can be subordinate to the motion at another position on the rigid plane, so that the degree of freedom at both ends of the member can be significantly reduced. In addition, by consolidating the degrees of freedom at the end of the member at the boundary node, it is possible to match the design method of the beam model.

前記はりモデルに追加され、初期応力として付与される残留応力が定義された追加定義情報に基づいて、板要素の結合位置に残留応力を付与する追加情報処理手段を備えたものとすることができる。
シェルモデルを生成するときに、追加情報処理手段が板要素の結合位置に残留応力を付与するため、シェルモデルを用いてシミュレーションを行うときに、残留応力を考慮してシミュレーションすることができる。
Based on the additional definition information that is added to the beam model and defines the residual stress applied as the initial stress, it is possible to provide an additional information processing means for applying the residual stress to the coupling position of the plate element. ..
Since the additional information processing means applies residual stress to the coupling position of the plate element when the shell model is generated, the simulation can be performed in consideration of the residual stress when the simulation is performed using the shell model.

前記はり要素が板要素であるときに、前記板要素の節点と、他の板要素の板厚との関係に基づいて、前記板要素と前記他の板要素との距離を算出して、板要素間の接触判定を行う要素結合処理手段を備えたものとすることができる。
このように板要素の接触状態か離間状態かを判定することで、板要素同士における接合状態または離間状態をシェルモデルに反映させることができる。
When the beam element is a plate element, the distance between the plate element and the other plate element is calculated based on the relationship between the node of the plate element and the plate thickness of the other plate element, and the plate is used. It is possible to provide an element coupling processing means for determining contact between elements.
By determining whether the plate elements are in contact or separated state in this way, the joined state or separated state between the plate elements can be reflected in the shell model.

前記モデル構築手段は、前記シェルモデルを生成するときに、並列計算用の計算ノードとして、前記部材ごとに出力ファイルを生成することができる。
出力ファイルを、部材ごとに分割することで、解析結果の出力ファイルのサイズの増加を抑制し、ポストプロセッサ上での可視化処理や、着目する結果データの抽出処理時間を短くすることができる。更に、はりモデルによる設計法や照査法との親和性も向上させることができる。
When the shell model is generated, the model building means can generate an output file for each member as a calculation node for parallel calculation.
By dividing the output file for each member, it is possible to suppress an increase in the size of the output file of the analysis result, and shorten the visualization process on the post processor and the extraction process time of the result data of interest. Furthermore, the affinity with the design method and the verification method by the beam model can be improved.

本発明は、指定された任意の部材について、メッシュを構築したシェル要素で置換した構造全体のシェルモデルを生成することにより、鋼構造物の構造全体を考慮したシェルモデルに変換することができるので、シェルモデルによる詳細なシミュレーションを可能とすることができる。 Since the present invention can be converted into a shell model considering the entire structure of the steel structure by generating a shell model of the entire structure in which the specified arbitrary member is replaced with the shell element in which the mesh is constructed. , Can enable detailed simulation with shell model.

本発明の実施の形態に係るモデル変換装置と、はりモデルが格納された記憶装置と、追加情報が格納された記憶装置と、変換されたシェルモデルが格納された記憶装置とを示す図である。It is a figure which shows the model conversion apparatus which concerns on embodiment of this invention, the storage apparatus which stored the beam model, the storage apparatus which stored additional information, and the storage apparatus which stored the converted shell model. .. 図1に示すモデル変換装置を説明するためのブロック図である。It is a block diagram for demonstrating the model transformation apparatus shown in FIG. 2本の柱と、柱を繋ぐ梁とによる、はりモデルの一例を示す図である。It is a figure which shows an example of a beam model by two columns and a beam connecting columns. (A)は、入力ファイルとなる、はりモデルおよび追加情報を説明するための図、(B)は、出力ファイルとなるシェルモデルとを説明するための図である。(A) is a diagram for explaining a beam model and additional information as an input file, and (B) is a diagram for explaining a shell model as an output file. (A)および(B)は一般的な箱形断面、(C)および(D)は補剛箱形断面、(E)はI形断面、(F)はH形断面である。(A) and (B) are general box-shaped cross sections, (C) and (D) are stiffened box-shaped cross sections, (E) is an I-shaped cross section, and (F) is an H-shaped cross section. 残留応力分布のモデルを説明するための図であり、(A)は箱形断面、(B)は補剛箱形断面、(C)はH形断面(TYPE-A)、(D)はH形断面(TYPE-B)である。It is a figure for demonstrating the model of the residual stress distribution, (A) is a box-shaped cross section, (B) is a stiffening box-shaped cross section, (C) is an H-shaped cross section (TYPE-A), (D) is H. It is a cross section (TYPE-B). 図1に示すモデル変換装置のモデル変換処理を説明するためのフローチャートである。It is a flowchart for demonstrating the model transformation process of the model transformation apparatus shown in FIG. 各プレート間の結合を説明するための図であり、(A)ははり要素の断面の一例を示す図、(B)は結合処理を説明するための拡大図である。It is a figure for demonstrating the connection between each plate, (A) is a figure which shows an example of the cross section of a beam element, (B) is an enlarged view for demonstrating the connection process. 多直線状の部材におけるメッシュの構築を説明するための図である。It is a figure for demonstrating the construction of the mesh in a multi-linear member. 境界節点の処理を説明するための図であり、(A)は、各部材が剛体によって結合されている場合に、従来の処理を説明するための図、(B)は、部材における端部の断面を剛体で拘束することを説明するための図である。It is a figure for demonstrating the process of a boundary node, (A) is a figure for demonstrating the conventional process when each member is connected by a rigid body, (B) is a figure for demonstrating the end portion in a member. It is a figure for demonstrating that the cross section is restrained by a rigid body. シェルモデルによる部材の端部の断面を剛体で拘束することを説明するための図である。It is a figure for demonstrating that the cross section of the end part of a member by a shell model is restrained by a rigid body. 並列計算のために部材単位で領域を分割することを説明するための図である。It is a figure for demonstrating that the area is divided for each member for parallel calculation. 図3に示すはりモデルの柱をシェルモデルに変換された一例の図である。It is a figure of an example which converted the pillar of the beam model shown in FIG. 3 into a shell model. 橋梁における構造全体のはりモデルの一部の部材を指定してシェル要素に置換して構造全体のシェルモデルとしたことを説明するための図である。It is a figure for demonstrating that a part of the beam model of the whole structure in a bridge was designated and replaced with the shell element to make the shell model of the whole structure.

本発明の実施の形態に係る鋼構造物のモデル変換装置を図面に基づいて説明する。
なお、本明細書では、鋼構造物を構成する部品単位を部材と称し、FEM解析のために部材を複数に分割したものを要素(はり要素、シェル要素)と称している。また、部材は、一定断面の1本の棒材であり、直線状であることの他に、多直線により形成されている場合も含む。
A model transformation device for a steel structure according to an embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings.
In this specification, the component unit constituting the steel structure is referred to as a member, and the member divided into a plurality of members for FEM analysis is referred to as an element (beam element, shell element). Further, the member is a single bar having a constant cross section, and includes a case where the member is formed by multiple straight lines in addition to being linear.

図1に示す、本実施の形態に係る鋼構造物のモデル変換装置10は、記憶装置20に格納されたはりモデルと、記憶装置30に格納された追加情報とに基づいて、シェルモデルを生成して記憶装置40に格納するものである。 The model transformation device 10 of the steel structure according to the present embodiment shown in FIG. 1 generates a shell model based on the beam model stored in the storage device 20 and the additional information stored in the storage device 30. And store it in the storage device 40.

なお、図1においては、記憶装置20~40をモデル変換装置10と別体として示しているが、はりモデルと追加情報とシェルモデルとが、モデル変換装置10の記憶手段内に領域を分けて格納されるようにしてもよいし、記憶装置20~40とのいずれかまたは全部が、ネットワークを介してモデル変換装置10と接続されていてもよい。
本実施の形態では、モデル変換装置10が、記憶装置20~40とネットワークを介して接続されているものとする。
Although the storage devices 20 to 40 are shown as separate bodies from the model conversion device 10 in FIG. 1, the beam model, the additional information, and the shell model are divided into areas in the storage means of the model conversion device 10. It may be stored, or any or all of the storage devices 20 to 40 may be connected to the model transformation device 10 via a network.
In the present embodiment, it is assumed that the model transformation device 10 is connected to the storage devices 20 to 40 via a network.

モデル変換装置10は、モデル変換プログラムが動作するコンピュータである。モデル変換プログラムが、コンピュータで動作することで、モデル変換装置10の各手段として機能するものである。 The model transformation device 10 is a computer on which a model transformation program operates. The model transformation program functions as each means of the model transformation apparatus 10 by operating on a computer.

図2に示すように、モデル変換装置10は、通信手段11と、モデル構築手段12と、追加情報処理手段13と、要素結合処理手段14と、境界節点処理手段15と、表示手段16と、入力手段17と、記憶手段18とを備えている。
通信手段11は、ネットワークからデータを受信してモデル変換装置10の各手段にデータを出力したり、各手段からデータを入力してネットワークへ送信したりする機能を有する。
As shown in FIG. 2, the model transformation device 10 includes a communication means 11, a model construction means 12, an additional information processing means 13, an element combination processing means 14, a boundary node processing means 15, and a display means 16. The input means 17 and the storage means 18 are provided.
The communication means 11 has a function of receiving data from the network and outputting the data to each means of the model transformation device 10, inputting data from each means, and transmitting the data to the network.

モデル構築手段12は、シェル要素に置換される部材が指定された置換指定情報と、部材ごと、要素ごとに付加される追加定義を示す追加定義情報とが組み込まれた構造全体のはりモデルを読み込み、置換指定情報により指定された部材のはり要素の断面形状に基づいてシェル要素のメッシュを構築して、所定の書式による構造全体のシェルモデルを生成する。本実施の形態では、シェルモデルは、耐震解析研究所社製の耐震解析ソフトウェアSeanFEMにてシミュレーション可能な形式により表記されている。また、シェルモデルを可視化するためにXML(Extensible Markup Language)形式のファイルも生成する。
追加情報処理手段13は、はりモデルに追加情報を付加すると共に、追加情報の内容に基づいて追加定義情報を付加したシェルモデルを生成する。
要素結合処理手段14は、断面形状から2つのはり要素が接触状態か離間状態を判定して結合状態とする。
境界節点処理手段15は、部材の両端面を仮想の剛体で拘束して部材の境界節点とする処理を行う。
The model building means 12 reads a beam model of the entire structure in which the replacement specification information in which the member to be replaced by the shell element is specified and the additional definition information indicating the additional definition added for each member and each element are incorporated. , Builds a mesh of shell elements based on the cross-sectional shape of the beam element of the member specified by the replacement specification information, and generates a shell model of the entire structure in a predetermined format. In the present embodiment, the shell model is described in a format that can be simulated by the seismic analysis software SeanFEM manufactured by Seismic Analysis Laboratory. It also generates an XML (Extensible Markup Language) format file to visualize the shell model.
The additional information processing means 13 adds additional information to the beam model and generates a shell model to which additional definition information is added based on the content of the additional information.
The element coupling processing means 14 determines whether the two beam elements are in a contact state or a separated state from the cross-sectional shape, and sets the two beam elements in a bonded state.
The boundary node processing means 15 performs processing in which both end faces of the member are constrained by a virtual rigid body to be a boundary node of the member.

表示手段16は、LCDパネル、有機ELパネル等とすることができる。
入力手段17は、キーボードやマウス、タッチパッドとすることができる。
記憶手段18は、OSやアプリケーションソフトなどのプログラム、および変換中のモデルの作業用データが記憶される。記憶手段18は、例えば、SSD(Solid State Drive)やハードディスクドライブとすることができる。
The display means 16 may be an LCD panel, an organic EL panel, or the like.
The input means 17 can be a keyboard, a mouse, or a touch pad.
The storage means 18 stores programs such as an OS and application software, and working data of the model being converted. The storage means 18 can be, for example, an SSD (Solid State Drive) or a hard disk drive.

次に、シェルモデルと追加情報について、図3および図4に基づいて説明する。
例えば、図3に示すはりモデルは、柱となる部材P1a,P2aと、部材P1a,P2aの頂部に跨る梁となる部材P3aとから構成されている。
部材P1aは、はり要素E1a~E4aにより構成され、部材P2aは、はり要素E9a~E12aにより構成され、部材P3aは、はり要素E5a~E8aにより構成される。各はり要素E1a~E12aが節点N1a~N13aを有している。そして、節点N1aと節点N13aが固定された状態である。
Next, the shell model and additional information will be described with reference to FIGS. 3 and 4.
For example, the beam model shown in FIG. 3 is composed of members P1a and P2a as columns and members P3a as beams straddling the tops of the members P1a and P2a.
The member P1a is composed of beam elements E1a to E4a, the member P2a is composed of beam elements E9a to E12a, and the member P3a is composed of beam elements E5a to E8a. Each beam element E1a to E12a has nodes N1a to N13a. Then, the node N1a and the node N13a are fixed.

このような、はりモデルは、図4(A)に示すように、節点定義情報と、要素定義情報と、支持条件定義情報と、断面形状定義情報とが含まれており、定義される。
節点定義情報は、各はり要素E1a~E12aの節点N1a~N13aを識別するための節点番号(1~13)に、座標情報が対応付けられたデータである。
要素定義情報は、各はり要素E1a~E12aを識別するための要素番号(1~12)に、部材を特定するための部材番号と、断面を識別するための断面番号と、各要素の始点節点および終点節点を示す節点番号(1~13)とが対応付けられたデータである。
支持条件定義情報は、固定された節点(節点N1a,N13a)を定義するデータである。本実施の形態では、節点ごとに拘束する自由度が定義できる。
断面形状定義情報は、断面番号に、材料を示す情報と、断面形状を示す座標情報とが対応付けられている。
As shown in FIG. 4A, such a beam model includes node definition information, element definition information, support condition definition information, and cross-sectional shape definition information, and is defined.
The node definition information is data in which coordinate information is associated with node numbers (1 to 13) for identifying nodes N1a to N13a of each beam element E1a to E12a.
The element definition information includes element numbers (1 to 12) for identifying each beam element E1a to E12a, a member number for specifying a member, a cross-section number for identifying a cross section, and a starting point node of each element. It is the data associated with the node number (1 to 13) indicating the end point node.
The support condition definition information is data that defines fixed nodes (nodes N1a, N13a). In this embodiment, the degree of freedom to constrain each node can be defined.
In the cross-sectional shape definition information, information indicating a material and coordinate information indicating a cross-sectional shape are associated with a cross-sectional number.

また、図4(A)に示す追加情報には、シェル要素に置換される部材のはり要素を要素番号により指定する置換指定情報と、追加定義情報とが含まれる。
追加定義情報には、ダイヤフラム定義情報と、メッシュサイズ定義情報と、初期不整定義情報と、接触判定定義情報とが含まれている。
ダイヤフラム定義情報は、ダイヤフラムの位置を設定するものであり、部材ごとに設定することができる。
メッシュサイズ定義情報は、板幅方向のメッシュサイズ(有次元)と、軸線方向のメッシュサイズ(有次元)とが設定できる。
初期不整定義情報は、残留応力が設定できる。
接触判定定義情報は、プレート(板要素)同士が接触しているか否かを判定するための閾値(プレート間の接触判定許容値)である。
Further, the additional information shown in FIG. 4A includes replacement designation information for designating the beam element of the member to be replaced with the shell element by the element number, and additional definition information.
The additional definition information includes diaphragm definition information, mesh size definition information, initial irregular definition information, and contact determination definition information.
The diaphragm definition information sets the position of the diaphragm, and can be set for each member.
The mesh size definition information can be set as a mesh size in the plate width direction (dimensional) and a mesh size in the axial direction (dimensional).
Residual stress can be set for the initial irregularity definition information.
The contact determination definition information is a threshold value (permissible value for contact determination between plates) for determining whether or not the plates (plate elements) are in contact with each other.

ここで、初期応力として付与される残留応力について、詳細に説明する。
追加情報処理手段13は、例えば、図5(A)および同図(B)に示す一般的な箱形断面、図5(C)および同図(D)に示す補剛箱形断面、図5(E)に示すI形断面、図5(F)に示すH形断面、またはこれら以外の任意の断面に対して、初期不整としての残留応力を与えることができる。
Here, the residual stress applied as the initial stress will be described in detail.
The additional information processing means 13 is, for example, a general box-shaped cross section shown in FIGS. 5A and 5B, a stiffened box-shaped cross section shown in FIGS. 5C and 5D, and FIG. Residual stress as an initial irregularity can be applied to the I-shaped cross section shown in (E), the H-shaped cross section shown in FIG. 5 (F), or any other cross section.

残留応力は、各断面に応じた残留応力比の値(σrt/σy,σrc/σy,σrt1/σy,σrc1/σy)により設定する。残留応力は部材軸線方向の応力成分に関しては、つり合いを満足するような分布モデルを設定する。 The residual stress is set by the value of the residual stress ratio (σ rt / σ y , σ rc / σ y , σ rt1 / σ y , σ rc1 / σ y ) according to each cross section. For the residual stress, set a distribution model that satisfies the balance with respect to the stress component in the axial direction of the member.

部材が箱形断面である場合に、箱形断面である図6(A)と、補剛箱形断面である図6(B)に示される箱形断面の残留応力分布のモデルに基づいて、詳細に説明する。 When the member has a box-shaped cross section, based on the model of the residual stress distribution of the box-shaped cross section shown in FIG. 6 (A) which is a box-shaped cross section and FIG. 6 (B) which is a stiffened box-shaped cross section. It will be explained in detail.

箱形を形成するパネル部については、引張側残留応力σrt/σy(正値)、パネルの圧縮側残留応力σrc/σy (負値)を入力値として式(1)に与える。
t/b=-σrcσrt/(σrt-σrc2・・・(1)
なお,bはパネル幅(補剛板の場合はサブパネル幅)である。
For the panel portion forming the box shape, the tensile side residual stress σ rt / σ y (positive value) and the panel compression side residual stress σ rc / σ y (negative value) are given to the equation (1) as input values.
b t / b = -σ rc σ rt / (σ rtrc ) 2 ... (1)
Note that b is the panel width (sub-panel width in the case of a stiffening plate).

補剛材については、例えば、以下のような固定値とした残留応力分布とすることができる。
σrst/σy=0.25、σrsc/σy=-0.40・・・(2)
st/bs=0.19、bsc/bs=0.61 ・・・(3)
なお、bsはリブの高さである。
For the stiffener, for example, the residual stress distribution with the following fixed values can be used.
σ rst / σ y = 0.25, σ rsc / σ y = -0.40 ... (2)
b st / b s = 0.19, b sc / b s = 0.61 ... (3)
Note that b s is the height of the rib.

次に、部材がH形断面、I形断面である場合に、H形断面(TYPE-A)である図6(C)と、H形断面(TYPE-B)である図6(D)に示されるH形断面の残留応力分布のモデルに基づいて、詳細に説明する。
フランジの引張側残留応力については、TYPE-Aの場合はσrt1/σyを与え、TYPE-Bの場合はσrc1/σyを与える。
フランジの圧縮側残留応力については、σrc1/σyを与える。
ウェブの引張側残留応力については、σrt/σyを与える。
ウェブの圧縮側残留応力については、σrc/σyを与える。
Next, when the member has an H-shaped cross section and an I-shaped cross section, FIG. 6 (C) is an H-shaped cross section (TYPE-A) and FIG. 6 (D) is an H-shaped cross section (TYPE-B). It will be described in detail based on the model of the residual stress distribution of the H-shaped cross section shown.
Regarding the residual stress on the tensile side of the flange, σ rt1 / σ y is given in the case of TYPE-A, and σ rc1 / σ y is given in the case of TYPE-B.
For the residual stress on the compression side of the flange, give σ rc1 / σ y .
For the residual stress on the tensile side of the web, give σ rt / σ y .
For the residual stress on the compression side of the web, give σ rc / σ y .

以上のように構成された本発明の実施の形態に係るモデル変換装置の動作および使用状態を図面に基づいて説明する。
ユーザは、図2に示す、表示手段16を見ながら、入力手段17を操作して、コンピュータにてモデル変換プログラムを動作させ、コンピュータをモデル変換装置10として機能させる。
モデル変換装置10では、モデル構築手段12が、記憶装置20に格納されたはりモデル(節点定義情報、要素定義情報、支持条件定義情報、断面形状定義情報など)を読み込む(図7のステップS10参照)。また、モデル構築手段12が、記憶装置30(図1参照)に格納された追加情報を読み込む(ステップS20参照)。なお、予め、はりモデルおよび追加情報が、モデル変換装置10内の記憶手段18に格納されている場合には、モデル構築手段12は記憶手段18からはりモデルおよび追加情報を読み込む。
The operation and usage state of the model transformation apparatus according to the embodiment of the present invention configured as described above will be described with reference to the drawings.
The user operates the input means 17 while looking at the display means 16 shown in FIG. 2, operates the model conversion program on the computer, and causes the computer to function as the model conversion device 10.
In the model conversion device 10, the model building means 12 reads the beam model (node definition information, element definition information, support condition definition information, cross-sectional shape definition information, etc.) stored in the storage device 20 (see step S10 in FIG. 7). ). Further, the model building means 12 reads the additional information stored in the storage device 30 (see FIG. 1) (see step S20). When the beam model and additional information are stored in the storage means 18 in the model conversion device 10 in advance, the model building means 12 reads the beam model and additional information from the storage means 18.

追加情報処理手段13が、追加情報を読み込み、はりモデルに付加する(ステップS30参照)。本実施の形態におけるはりモデルは、上述のSeanFEMにてシミュレーション可能な書式で記述されている。従って、追加情報処理手段13は、はりモデルとなる入力ファイルのヘッダに、シェル要素に置換される部材のはり要素の要素番号のリスト(置換指定情報)、ダイヤフラムの位置(ダイヤフラム定義情報)、シェル要素のメッシュサイズ(メッシュサイズ定義情報)、初期不整に関する情報(初期不整定義情報)等を記述する。 The additional information processing means 13 reads the additional information and adds it to the beam model (see step S30). The beam model in this embodiment is described in a format that can be simulated by the above-mentioned SeanFEM. Therefore, the additional information processing means 13 includes, in the header of the input file serving as the beam model, a list of element numbers of the beam elements of the members to be replaced by the shell elements (replacement specification information), the position of the diaphragm (diaphragm definition information), and the shell. Describe the mesh size of the element (mesh size definition information), information on initial irregularity (initial irregularity definition information), and the like.

まず、モデル変換の前処理として、要素結合処理手段14は、はり要素の断面の定義に基づいて、はり要素が板要素であるときに、板要素の節点と、他の板要素の板厚との関係に基づいて、板要素と他の板要素との距離を算出して、板要素間の接触判定を行い、各プレート間の結合を処理する。以下にプレート間結合の処理内容を説明する。
例えば、図8(A)に示す断面のはり要素である場合に、断面形状定義情報には断面を構成するプレートの始点および終点の局所座標値、および板厚が与えられている。
First, as a preprocessing of model transformation, the element coupling processing means 14 determines the node of the plate element and the plate thickness of another plate element when the beam element is a plate element, based on the definition of the cross section of the beam element. The distance between the plate element and the other plate elements is calculated based on the relationship of the above, the contact determination between the plate elements is performed, and the coupling between the plates is processed. The processing contents of the plate-to-plate coupling will be described below.
For example, in the case of the beam element of the cross section shown in FIG. 8A, the local coordinate values of the start point and the end point of the plate constituting the cross section and the plate thickness are given to the cross section shape definition information.

図8(B)に示す板要素の端点(節点、●印にして示す。)に対して、他の板要素の板厚中心線との距離を算定し、その距離が板要素の板厚の1/2の値と一致しているか否かにより各板要素間の接触判定を行う。このとき、不一致であっても、接触判定定義情報の許容値以内であれば接触状態でると判定される。接触しているとの判定であれば、中間格点(×印)を示す新たな座標値を算定し、この中間格点とプレートの端点を剛体で結合するよう処理する。また,シェル要素に置き換えた領域の両端(部材両端)はもとのはり要素を構成していた節点をマスター節点とし剛体で結合するよう処理する(ステップS40参照)。
このようにして、プレート(板要素)同士における接合状態または離間状態をシェルモデルに反映させることができる。
For the end points (nodes, marked with ●) of the plate element shown in FIG. 8 (B), the distance from the plate thickness center line of another plate element is calculated, and the distance is the plate thickness of the plate element. The contact between each plate element is determined depending on whether or not it matches the value of 1/2. At this time, even if there is a disagreement, it is determined that the contact state is in contact if it is within the allowable value of the contact determination definition information. If it is determined that they are in contact with each other, a new coordinate value indicating an intermediate rating (x mark) is calculated, and processing is performed so that the intermediate rating and the end point of the plate are connected by a rigid body. Further, both ends (both ends of the member) of the region replaced with the shell element are processed so that the nodes constituting the original beam element are used as master nodes and are connected by a rigid body (see step S40).
In this way, the joined state or separated state between the plates (plate elements) can be reflected in the shell model.

ここで、プレート(板要素)間の結合の判定を詳細に説明する。判定は以下の2種類であり、判定に応じて残留応力が追加情報処理手段13により付与される(ステップS50参照)。
まず、1点目は、プレートの表面に他のプレートの端点が一致する場合である。この場合は両プレートが溶接により接合されていると判定し、残留応力を考慮する場合には両パネルの結合部に引張応力が与えられる。
2点目は、プレートの端点と他のプレートの端点が一致する場合である。
この場合は板を折り曲げた状態であると判定し、残留応力を考慮する場合においてもこの接合部には残留応力は導入されない。なお,プレート端部間の接合は剛体により拘束する。この際、例えば、SeanFEMにおいては、剛体では長さが必要(剛体両端を同一座標とはできない)であるため、両プレートの端部をわずかに縮める(各板厚の1/1000)処理を行う。
Here, the determination of the bond between the plates (plate elements) will be described in detail. The determination is of the following two types, and residual stress is applied by the additional information processing means 13 according to the determination (see step S50).
First, the first point is the case where the end points of other plates coincide with the surface of the plate. In this case, it is determined that both plates are joined by welding, and when the residual stress is taken into consideration, tensile stress is applied to the joint portion of both panels.
The second point is the case where the end points of the plate and the end points of other plates coincide with each other.
In this case, it is determined that the plate is in a bent state, and the residual stress is not introduced into this joint even when the residual stress is taken into consideration. The joint between the plate ends is restrained by a rigid body. At this time, for example, in SeanFEM, since a rigid body requires a length (both ends of the rigid body cannot have the same coordinates), the ends of both plates are slightly shrunk (1/1000 of each plate thickness). ..

次に、モデル構築手段12が、例えば、メッシュの構築を処理する(ステップS60参照)。以下にメッシュ構築の処理内容を説明する。
メッシュの構築は、例えば、図9に示す部材が多直線状である場合には、まず、はりモデルにおけるはり要素の節点についての情報(節点定義情報,要素定義情報)に基づいて、部材内部に節点を設け、これらの節点位置における断面の法線ベクトルを算定する。これらの断面の法線ベクトルは隣接する区間での法線ベクトルの平均値とする。そして、部材始点から終点に向かって、ダイヤフラムや中間点に位置する断面上のシェル要素節点を部材軸方向に線形的に補間してシェル要素の節点および部材の板面となるメッシュを構築する。
Next, the model building means 12 processes, for example, the building of the mesh (see step S60). The processing contents of mesh construction will be described below.
For example, when the member shown in FIG. 9 is multi-linear, the mesh is constructed inside the member based on the information about the nodes of the beam element (node definition information, element definition information) in the beam model. Nodes are provided and the normal vector of the cross section at these node positions is calculated. The normal vector of these cross sections is the average value of the normal vectors in the adjacent sections. Then, from the start point to the end point of the member, the shell element nodes on the cross section located at the diaphragm and the intermediate point are linearly interpolated in the member axial direction to construct a mesh that becomes the node of the shell element and the plate surface of the member.

このとき、追加情報処理手段13が、図8(B)の部材について、部材軸線を法線とする任意の断面位置に複数のダイヤフラムを模した拘束(剛体要素による)を与えることができ、そうすることで、はり理論の基本仮定を導入することができる。また、この任意の断面位置は、追加情報によりダイヤフラム間隔として指定することができる。 At this time, the additional information processing means 13 can give a constraint (due to a rigid body element) imitating a plurality of diaphragms to an arbitrary cross-sectional position having the member axis as a normal for the member of FIG. 8 (B). By doing so, the basic assumptions of beam theory can be introduced. Further, this arbitrary cross-sectional position can be specified as a diaphragm interval by additional information.

ここで、図2に示す境界節点処理手段15による境界節点の処理(ステップS70参照)について詳細に説明する。
はりモデルの部材端部の処理として、例えば、図10(A)に示すように、各部材A,Bが剛体Rによって結合されている場合に、部材A,Bの端部の断面(端面)を剛体R(部材C)で拘束し、部材A,Bの端面におけるマスター節点を境界節点とし、剛体Rの端面におけるスレーブ節点を境界節点とする処理を行うと、部材Cにおける当該節点(マスター節点,スレーブ節点)の自由度が消去されるので、シミュレーションにて計算できなくなる。
Here, the processing of the boundary node by the boundary node processing means 15 shown in FIG. 2 (see step S70) will be described in detail.
As a treatment of the member ends of the beam model, for example, as shown in FIG. 10A, when the members A and B are connected by a rigid body R, the cross section (end face) of the ends of the members A and B is formed. Is constrained by the rigid body R (member C), the master node at the end faces of the members A and B is used as the boundary node, and the slave node at the end face of the rigid body R is used as the boundary node. , Slave node) The degree of freedom is erased, so it cannot be calculated by simulation.

そこで,境界節点処理手段15では,図10(B)に示すように、部材A,Bにおける端部の節点での剛体との結合を自動的に判定し、部材A,Bにおける端部の断面を剛体R1,R2(仮想剛体)で拘束し、部材A,Bにおける端部の節点が属する剛体のマスター節点が境界節点となるよう自動修正している。 Therefore, as shown in FIG. 10B, the boundary node processing means 15 automatically determines the connection with the rigid body at the node at the end of the members A and B, and cross-sections of the ends of the members A and B. Is constrained by rigid bodies R1 and R2 (virtual rigid bodies), and is automatically corrected so that the master node of the rigid body to which the node at the end of the members A and B belongs becomes the boundary node.

このように、部材A,Bの端部断面を剛体により拘束すれば、剛体は変形しないため、剛体平面上の任意の1点における運動は、剛体平面上の他の位置の運動を従属させることができる。
従って、図11に示すように部材A,Bの境界節点の自由度を、X軸方向ux、Y軸方向uy、Z軸方向uz、X軸周り方向θx、Y軸周り方向θy、Z軸周り方向θzの6自由度、両端の合計で12自由度と、大幅に低減することができる。
また、はりの理論は、断面を不変とした理論であるため、部材A,Bの端部断面を剛体により拘束する処理を行ったシェルモデルは、はりモデルと親和性が高く、はりモデルによる設計法や照査法を活用することができる。
In this way, if the cross sections of the ends of the members A and B are constrained by the rigid body, the rigid body is not deformed. Therefore, the motion at any one point on the rigid body plane is dependent on the motion at another position on the rigid body plane. Can be done.
Therefore, as shown in FIG. 11, the degrees of freedom of the boundary nodes of the members A and B are set to u x in the X-axis direction, u y in the Y-axis direction, u z in the Z-axis direction, θ x in the X-axis direction, and θ in the Y-axis direction. It can be significantly reduced to 6 degrees of freedom in y and the Z-axis direction θ z , and 12 degrees of freedom in total at both ends.
In addition, since the beam theory is a theory in which the cross section is invariant, the shell model in which the end cross sections of the members A and B are constrained by a rigid body has a high affinity with the beam model and is designed by the beam model. You can use the law and the verification method.

このようにして、はりモデルからシェルモデルへ変換される。
シェル要素にてモデル化されたシェルモデルでは、部材が多く解析モデルの自由度が大規模に及ぶ場合には、数値解析によるシミュレーションを行う際に、並列計算が行われる。この並列計算に対応するために、モデル構築手段12では、例えば、図12に示すシェル要素でモデル化した解析モデルMの部材P1b~P8bを、それぞれ1つの計算ノードN1b~N8bに割り当て、図4(B)に示すように出力ファイルを、計算ノード(部材)ごとに生成する(ステップS80参照)。
In this way, the beam model is converted to the shell model.
In the shell model modeled by the shell element, when there are many members and the degree of freedom of the analysis model is large, parallel calculation is performed when the simulation by numerical analysis is performed. In order to support this parallel calculation, in the model building means 12, for example, the members P1b to P8b of the analysis model M modeled by the shell element shown in FIG. 12 are assigned to one calculation node N1b to N8b, respectively, and FIG. As shown in (B), an output file is generated for each calculation node (member) (see step S80).

並列計算を行うための領域分割法では、計算効率を優先させて分割しており、部材が途中で分断されてしまうことがある。しかし、本実施の形態では、モデル構築手段が、部材ごとに分割して出力ファイルを生成することで、解析結果の出力ファイルのサイズの増加を抑制し、ポストプロセッサ上での可視化処理や、着目する結果データの抽出処理時間を短くすることができ、更に、はりモデルによる設計法や照査法との親和性を向上させることができる。 In the domain decomposition method for performing parallel calculation, the calculation efficiency is prioritized and the division is performed, and the members may be divided in the middle. However, in the present embodiment, the model building means divides each member to generate an output file, thereby suppressing an increase in the size of the output file of the analysis result, visualization processing on the post processor, and attention. The extraction processing time of the result data can be shortened, and the compatibility with the design method and the verification method by the beam model can be improved.

例えば、図3に示すはりモデルが鋼構造物を構成する構造全体であるときに、このはりモデルの部材である柱を示す部材P1a,P2aを指定してシェル要素で置換した構造全体のシェルモデルを生成したとする。
このシェルモデルに変換した例を図13に示す。図13では、柱である部材P1a,P2aが板面を有するシェルモデルに変換されている。
また、図14に、橋梁における構造全体のはりモデルのうち、損傷が生じるおそれがある部分を指定してシェル要素に置換した構造全体(橋梁全体)のシェルモデルとした例を示す。
シェルモデルは、構造全体がシェル要素に置換されるだけでなく、図13および図14に示すように、任意の部材を指定することで、はり要素とシェル要素とが組み合わされた構造全体のシェルモデルとすることができる。
従って、指定された部材を構造全体系のモデルの中に組み込んで評価することができるので、構造全体に対して部材の損傷挙動が及ぼす影響を考慮することができる。よって、シェルモデルによる詳細な、かつ高い精度なシミュレーションを可能とすることができる。
For example, when the beam model shown in FIG. 3 is the entire structure constituting the steel structure, the shell model of the entire structure in which the members P1a and P2a indicating the columns that are the members of the beam model are specified and replaced with shell elements. Is generated.
An example of conversion to this shell model is shown in FIG. In FIG. 13, the members P1a and P2a, which are pillars, are converted into a shell model having a plate surface.
Further, FIG. 14 shows an example of a shell model of the entire structure (entire bridge) in which a portion of the beam model of the entire structure in the bridge is designated and replaced with a shell element.
In the shell model, not only the entire structure is replaced with the shell element, but also the shell of the entire structure in which the beam element and the shell element are combined by designating an arbitrary member as shown in FIGS. 13 and 14. Can be a model.
Therefore, since the designated member can be incorporated into the model of the entire structure and evaluated, the influence of the damage behavior of the member on the entire structure can be considered. Therefore, it is possible to perform detailed and highly accurate simulation by the shell model.

本発明は、鋼構造物を単純な線分により表したはりモデルから、面により表したシェルモデルに変換することができるため、地震動による鋼構造物への影響を高い精度でシミュレーションする際に好適であり、特に、大規模な鋼構造物である橋梁のシミュレーションに最適である。 INDUSTRIAL APPLICABILITY The present invention can convert a beam model representing a steel structure by a simple line segment into a shell model represented by a surface, and is therefore suitable for simulating the influence of seismic motion on the steel structure with high accuracy. It is particularly suitable for simulation of bridges, which are large-scale steel structures.

10 モデル変換装置
11 通信手段
12 モデル構築手段
13 追加情報処理手段
14 要素結合処理手段
15 境界節点処理手段
16 表示手段
17 入力手段
18 記憶手段
20,30,40 記憶装置
P1a~P3a,P1b~P8b,A~C 部材
E1a~E12a はり要素
N1a~N13a 節点
R,R1,R2 剛体
N1b~N8b 計算ノード
M 解析モデル
10 Model conversion device 11 Communication means 12 Model construction means 13 Additional information processing means 14 Element coupling processing means 15 Boundary node processing means 16 Display means 17 Input means 18 Storage means 20, 30, 40 Storage devices P1a to P3a, P1b to P8b, A to C members E1a to E12a beam element N1a to N13a node R, R1, R2 rigid body N1b to N8b calculation node M analysis model

Claims (6)

鋼構造物を構成する部材と、前記部材を複数に分割したはり要素と、前記はり要素の節点と、前記節点の位置における断面とが含まれ定義された構造全体のはりモデルと、前記はりモデルの中からシェル要素に置換する部材が指定された置換指定情報とに基づいて、前記断面を前記部材の軸線方向に線形的に補間して前記部材の板面を構築することにより、前記置換指定情報により指定された前記部材をシェル要素で置換した構造全体のシェルモデルを生成するモデル構築手段を備えた鋼構造物のモデル変換装置。 A beam model of the entire structure defined by including a member constituting a steel structure, a beam element obtained by dividing the member into a plurality of members, a node of the beam element, and a cross section at the position of the node, and the beam model. The replacement designation is made by constructing the plate surface of the member by linearly interpolating the cross section in the axial direction of the member based on the replacement designation information in which the member to be replaced with the shell element is designated. A model conversion device for a steel structure provided with a model construction means for generating a shell model of the entire structure in which the member specified by information is replaced with a shell element. 前記部材における端部の断面を剛体により拘束して、前記部材の境界節点とする境界節点処理手段を備えた請求項1記載の鋼構造物のモデル変換装置。 The model transformation device for a steel structure according to claim 1, further comprising a boundary node processing means for constraining a cross section of an end portion of the member with a rigid body to serve as a boundary node of the member. 前記はりモデルに追加され、初期応力として付与される残留応力が定義された追加定義情報に基づいて、板要素の結合位置に残留応力を付与する追加情報処理手段を備えた請求項1または2記載の鋼構造物のモデル変換装置。 The invention according to claim 1 or 2, further comprising an additional information processing means for applying a residual stress to the coupling position of the plate element based on the additional definition information added to the beam model and defining the residual stress applied as the initial stress. Model conversion device for steel structures. 前記はり要素が板要素であるときに、前記板要素の節点と、他の板要素の板厚との関係に基づいて、前記板要素と前記他の板要素との距離を算出して、板要素間の接触判定を行う要素結合処理手段を備えた請求項1から3のいずれかの項に記載の鋼構造物のモデル変換装置。 When the beam element is a plate element, the distance between the plate element and the other plate element is calculated based on the relationship between the node of the plate element and the plate thickness of the other plate element, and the plate is used. The model transformation device for a steel structure according to any one of claims 1 to 3, further comprising an element coupling processing means for determining contact between elements. 前記モデル構築手段は、前記シェルモデルを生成するときに、並列計算用の計算ノードとして、前記部材ごとに出力ファイルを生成する請求項1から4のいずれかの項に記載の鋼構造物のモデル変換装置。 The model of a steel structure according to any one of claims 1 to 4, wherein the model building means generates an output file for each member as a calculation node for parallel calculation when the shell model is generated. Converter. コンピュータを、
鋼構造物を構成する部材と、前記部材を複数に分割したはり要素と、前記はり要素の節点と、前記節点の位置における断面とが含まれ定義された構造全体のはりモデルと、前記はりモデルの中からシェル要素に置換する部材が指定された置換指定情報とに基づいて、前記断面を前記部材の軸線方向に線形的に補間して前記部材の板面を構築することにより、前記置換指定情報により指定された前記部材をシェル要素で置換した構造全体のシェルモデルを生成するモデル構築手段として機能させる鋼構造物のモデル変換プログラム。
Computer,
A beam model of the entire structure defined by including a member constituting a steel structure, a beam element obtained by dividing the member into a plurality of members, a node of the beam element, and a cross section at the position of the node, and the beam model. The replacement designation is made by constructing the plate surface of the member by linearly interpolating the cross section in the axial direction of the member based on the replacement designation information in which the member to be replaced with the shell element is designated. A model conversion program for a steel structure that functions as a model building means for generating a shell model of the entire structure in which the member specified by information is replaced with a shell element.
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