半固定 (春) 固定を使用すると、トラスの固定と中間の部材端の固定をモデル化できます。 (固定) 固定性またはフレーム (修繕) 固定性.

この記事では準固定メンバーについて詳しく解説していきます, S3D での設定方法, それらの値がソフトウェアでどのように使用されるか, そしてそれがメンバーの行動に及ぼす影響.

フレーム, トラスと半固定部材の端部固定具

最初, フレームとトラスの修正点の簡単な要約:

1. フレームの固定性 (FFFFFF), とも呼ばれます “修繕” または “完全に固定された”, ジョイント部で接続された部材間で回転がないことを保証します, そしてすべての瞬間はあるメンバーから他のメンバーに転送されます
2. トラスの固定性 (FFFFRR), とも呼ばれます “自由” または “固定”, 接続されたメンバーを相互に回転させることができます, つまり、瞬間は転送されません, メンバーの終了瞬間がゼロになるようにする

それも注目すべきだ, フレームとトラスの接続はまさに理想化です, それらは難しいので, 不可能ではないとしても, 現実世界の構造物で実現する.

半固定のメンバーエンド固定性, とも呼ばれます “春” または “フレキシブル” 固定性, これら 2 つのケースの中間にあるものを提供します – ノードではメンバー間のローテーションが許可されます, ただし、メンバーは相互に完全に自由に回転できるわけではありません. これにより、メンバーの最後に少し時間がかかります, だが, 適度なバネの硬さで, フレームの固定力よりモーメントが小さい, そしてトラスの固定性よりも大きな瞬間.

したがって、半固定メンバーは、現実世界の構造に近いモデルを提供します。, フレームまたはトラス接続の理想的なケースではなく.

S3D で半固定フィクスティを設定する方法

半固定フィクスティは S3D の左側のメニューから設定します, メンバーが選ばれたとき.

左側のペインの上部にあるボタンから「セミ」を選択すると、メンバーの両端の固定コードが FFFFSS に設定されます。, フィールドを開きます。 ノード A の回転剛性 Y (りあ), 節点 A の回転剛性 Z (RzA), 節点 B の回転剛性 Y (RyB), およびノー​​ド B の回転剛性 Z (RzB) 編集用:

(「カスタム」オプションを選択することもできます。, 次に、同じ結果を得るために F または R の代わりに S を使用するように修正コードを手動で調整します。).

次に、それぞれのバネの硬さを設定できます。 4 フィールドRyA, RzA, RyB & RzB.

バネの硬さを直接設定する

バネの硬さを指定できます, 入力ボックスに表示される単位で, 数字を直接入力する:

の剛性を持つ回転バネ 10 000 kNm/rad はメンバーの最後に使用されます。.

ばねの硬さをパーセンテージで設定する

バネの剛性を部材の剛性の比率として指定することもできます。, を追加することで % 数字の最後に記号を付ける, 例えば. 75%:

絶対的なばねの剛性は、パーセンテージを取得して計算されます。, 10進数値として表現される, 次の式の係数「r」として:

どこ:

• E はヤング率です
• I は関連する軸周りの慣性モーメントです
• Lは部材の長さです

例えば. 75% として表されます 0.75, k = 3EI/L を与えると * (0.75/(1-0.75)) = 3EI/L*3 = 9EI/L.

半固定部材と固定部材、トラス部材の比較

メンバーを半固定に設定する方法がわかりました。, そしてバネの硬さに入ります, 動作を比較する S3D モデルを見てみましょう.

下の画像は、同じメンバーの複数のインスタンスを含む S3D モデルを示しています。, それぞれ異なる固定性とスプリング剛性を備えています:

(モデルにはこのリンクからアクセスできます platform.skyciv.com/structural-viewer/semi-fixed-members)

各部材の断面は長方形です。 100 バツ 300 んん, 慣性モーメントを与える (私) 225.0E6mm^4. メンバーは 4.0 長さメートル, 一般構造用鋼材を使用, ヤング率は E = 200.0E3 GPa です (N / mm2). したがって、各メンバーの 3EI/L の値は次のようになります。 33750.0 kN・m/rad.

メンバーの端のサポートはすべて完全に固定されています (凹んだ). の 8 各メンバーの剛性が徐々に低下します, 固定メンバーから始める, 次に非常に高いバネ値に移行します, に等しい 297 いいえ/L, その後、バネ値 EI/L まで下がります。 /99. 最後のメンバーはトラスメンバーとして設定されます. 部材の剛性は下表のとおりです。:

モデルを解く, 曲げモーメント図の違いがわかります:

左側のフレームメンバーの場合, サポート付近のひっかかりとメンバーの中央でのたわみの予想される組み合わせがわかります。, 部材の中点の両側にモーメントがゼロの点がある. 右側, トラス部材がたわむだけであることが分かります, 予想通り.

準固定会員の場合, 剛性が低下するにつれて, 彼らはより狭い地域での買占めを行っている, 小さい (絶対的な意味で) ホギングモーメントの値, たわみモーメントの値が大きくなる. 非常に高いスプリング剛性により、フレームの固定性と非常に似た結果が得られます。, 非常に低いバネ剛性により、トラスの固定性と非常によく似た結果が得られます。.

部材のたわみも同様に変化します:

完全固定メンバーの場合 (番号. 1) 部材の中点の両側に変曲点がある予想されるたわみがわかります。. トラス部材については、たわみがより大きく、変曲点がないことがわかります。.

セミリジットメンバーの場合, バネの剛性が低下するため、, より大きなたわみが見られ、たわんだ形状はトラスケースの形状により似てきます。. 結果は以下の表にまとめられています:

要約すれば

• 半固定メンバーの場合、固定接続と固定接続の間の動作が発生します。
• 半固定部材のばね剛性を絶対値または相対値として設定できます。
• 次に、相対剛性を使用します。, 計算された絶対剛性は r 係数に反比例します。, r 係数は、小数で表される固定率のパーセンテージです。
• より高いバネ剛性により、フレームメンバーの挙動に近くなります。, バネの剛性が低いほど、トラス部材の挙動に近くなります。

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