StructFlow(構序)

Practice

柱の2軸曲げ照査:2つの1軸だけを見てはいけない理由

建築物の柱は、ほとんどの場合、2方向の曲げを同時に受けます。x 軸と y 軸を別々に照査するとどちらも合格でも、合わせると不足している場合があります。

1柱が2軸曲げを受ける理由

地震力は任意の方向から作用し、骨組解析の荷重組合せにも2つの水平方向の影響が同時に含まれます。隅柱や外周の柱では特に顕著です。そのため、柱の設計荷重は通常、軸力と2方向のモーメントの組(Pu、Mux、Muy)になります。

22つの1軸だけを見るリスク

1軸の P–M 曲線は、モーメントが一方の主軸方向にだけ作用する場合の耐力を表します。2方向のモーメントが同時に存在する場合、断面が負担できる合成モーメントは、2つの1軸耐力を単純に組み合わせた値より小さくなるのが普通です。別々に照査すると、どちらも合格でも、実際には不足していることがあります。

3相互作用曲面

すべての方向の P–M 曲線をまとめると、3次元の P–Mx–My 相互作用曲面になります。荷重が曲面の内側にあれば耐力は十分、外側にあれば不足を意味します。

構造壁の P–M 相互作用曲線(強軸と弱軸)06,00012,00018,00024,00030,000-2,0001,6675,3339,00012,66716,33320,000M(tf·m)P(tf)θ=0°(x 軸まわり)θ=90°(y 軸まわり)
図 1同じ構造壁でも、2つの主軸方向で設計強度曲線が大きく異なります。照査では荷重の方向を考慮する必要があることがわかります(計算コアによる実計算)。

4需要/耐力比の読み方

需要/耐力比(D/C)は、「この荷重が耐力をどれだけ使っているか」を1つの数値で表したものです。1 未満なら合格で、1 に近いほど余裕がありません。StructFlow は連続的で安定した D/C を提供し、サンプリング角度によって跳ぶことがないため、異なる荷重組合せや設計案の比較に便利です。

5大量の荷重組合せを一度に照査

骨組解析では、数千組の荷重が出力されることも珍しくありません。StructFlow では、ETABS の Column Forces 表や Excel の列をそのまま貼り付けて数万組を一度に照査し、D/C 順に並べて、不合格のものだけを確認できます。

ご自身の柱の荷重を貼り付けて、照査してみましょう。

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