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ピン構造、トラスの取扱い
ピン構造、トラスの取扱い ピン計算モデル検証データ(PINDATA.LZH May.14,2004改正)のダウンロード

これまでピンモデルにはかなり制限を加えていましたが、トラスのようなモデルでも正常に解けるようです。(下図参照)
ただし、トラス構造のようにピンだらけの構造物を立体版で解こうとすると、簡単に不安定モデルになるので注意ください。詳細は、「立体骨組計算W」の「ピン取扱いガイダンスを参照ください。


骨組計算は、ピンを多用すると不安定状態に陥いる場合がありますので注意してください。
かなりピン使っても、構造的に安定なら解けます。
安定モデルでありさえすれば、ピンを寄せ集めるとか、ピンを拘束するとかもOKです。
ピンの指定用に ELEM データにピンフラグを設けてあります。(独立したピンのデータはありません。)
このフラグに下図のように0〜3の値を指定することにより両端の状態を指定できます。  
詳細はガイダンスをダウンロードしてごらんください。



[両端剛接部材]
ピンフラグ=0にしてください。
この入力セルはリターンキーのみ押すか、空の状態で矢印キーで通過すると0が入ります。

[片側ピン部材]
ピンフラグ=1なら、開始点Gridはピン、終了点Gridは剛接となります。
ピンフラグ=2なら、開始点Gridは剛接、終了点Gridはピンとなります。
ただし、このピンでない側を回転自由で拘束したときは、両側ピンになりますので注意ください。

[両端ピン部材、トラス部材]
ピンフラグ=3としてください。
このとき、入力とは関係なく内部的に Iy=Iz=J=0 の処理をします。
曲げ、ねじりに抵抗しないよう強制置換します。
トラスは、この両端ピン構造に相当します。トラス部分はこのようにしてください。

ピンモデルの計算モデル化例1
Elem分割するときに、ピンで寄せ集めるところで、1本の側を剛接とし、残りの端部をピンとするか、ピンばかりを寄せ集めてもかまいません。(例外的に不安定になると、1本を剛端にしてください。)


左図は、本例を解いたMt図です。ピンのところでちょうどMtが0になっています。


ピンモデルの計算モデル化例2
ピンの両端にMtをかける図もよく見受けられますが、本ソフトでは原理上、これは Mt=0 となりますので次のようにしてください。
ピンがついているGridで、1点を剛端にして Mtを1つそこにかけることができますが、反対側にはかけることができません。
そのため、左図の計算モデルのように、ピンがついている側の梁を2分割します。
このとき、ピン側を非常に短くします。
そして、ピン端でない梁の端部にMtをかけます。これで近似OKです。



ピンモデルの計算モデル化例3
すべての梁を両端ピンにした教科書モデル。これでも解けました。
ただし、中央の底で、左右移動と回転を止める追加拘束条件を指定、両サイドは左右移動自由です。
このように、ピンモデルでは、拘束条件の設定がポイントです。
ちなみに、教科書では、左端固定で、右端左右移動可でした。これではうまく解けません。

また、このモデルは立体版で解く時は注意が必要です。
奥行き方向にはなんら抵抗する力がありませんので、奥行き方向は不安定になります。
座標を完全に平面モデルのように定義しても、奥行き方向の誤差がどんどん広がって、とんでもない値を出力します。
奥行き方向は、重要な点もしくはすべての点で移動を止める必要があります。



ピンモデルの計算モデル化例4(立体モデル)
両端ピン梁を4本集めて、その頂上に荷重をかけた例です。
立体版は自由度が高い分、ずるずると左右に流れやすく、回転していくこともあります。モデルの対称性などを利用して、極力止められるところはすべて止めるようにしてください。
拘束条件は、実際に止めるだけでなく、動きを止めるところはどこにでも適用できます。
本モデルでは、頂上の回転を止めることが有効でした。



ピンの取扱注意
次例のような場合は、不安定になるかもしれませんので一応注意ください。(解けるとは思いますが。)
不安定になると結果の頁にわけのわからないデータが並びます。
詳細はガイダンスをダウンロードして見てください。要は、左右対称性とかを考えて、動かない方向はすべて止めるようにしてください。




ブレース(両端ピン梁)の取扱(立体版、平面版・面内モデルのみ)

骨組計算は両端ピン梁であっても、引張だけでなく圧縮にも抵抗するような計算になります。
これは現実と合わないので不都合が生じる場合があります。

そのため、計算プログラムの中から、ピン付き&圧縮梁を、ID範囲を指定して「該当梁を無効化した入力ファイルを作れる機能を設けてあります。
ファイルメニューから下図のような条件指定ダイアログを起動して圧縮Elem を除外した別入力ファイルを作るイメージです。
入力プログラムからこのファイルを読み出して計算してください。

現実には、このようにして作ったモデルはまた新規の圧縮Elem を作ったり、とかの問題を生じるかもしれませんので、取扱に注意ください。



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