支流エリアとは何ですか、またメンバーの支流の幅/面積はどのように計算しますか?

支流エリアは構造解析における荷重の非常に重要な側面です. 支流面積は、梁または柱の荷重に寄与する面積の量です。. それは、その要素が担う領域と考えることができます。. 例を見ると簡単に定義できます. 2 人のメンバーによって支えられたスラブがあるとします。, 支流エリアは単一のビームになります, それがサポートするスラブの量になります:

支流エリアにはさまざまな形があります, スラブのサポート方法に応じて. 例えば, 双方向のサポート システムがすべてのエッジでサポートされます. したがって、負荷は 4 つのメンバーすべてに分散されます。. 通常, これにより、2 つの三角形の支流地域が生じます。 (短い方の端で) 長い端には 2 つの台形領域. これを計算する方法は、各角から 45 度の対角線を引くことです。. これにより、次の形状が得られます:

これは次のことによって証明されます。 面積荷重 SkyCivの機能, 構造物の支流面積を自動的に計算します。. つまり、構造の形状を変えると、, これは自動的に計算されるため、分散負荷は常に同期されます。:

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支流の幅

支流幅という用語は、同様の概念を単純化した用語にすぎません。. しかしながら, エリアを使用するのではなく (m^2 または ft^2 で測定) 多くの場合、代わりに支流地域の幅で表す方が簡単です。.

例えば, 以下の例では、ビームの支流エリアが 15m^2 になる可能性があります。, でも制服なので, メンバーの支流の幅は 1.5m であると言えます。:

これにより分散負荷がどのくらいになるかを計算すると、, これで計算が楽になります:

スラブ圧力 = 15kN/m2
ビーム支流の幅 = 1.5メートル

分布荷重 = 15 * 1.5 = 22.5kN/m

ご覧のように, 単純な乗算により、ビームに適用される分散荷重が得られます。.

柱の支流領域

柱の支流領域も存在します, 支持スラブ, 以下は支流エリアを支柱と組み合わせて使用​​する方法の簡略化された例です。. コンセプトはほぼ同じ; ある程度の圧力または荷重は要素によってサポートされる必要があります, 要素の位置と方向によって、どれだけの力がかかるかが決まります.

柱の支流面積は、本質的に、その特定の柱に荷重を与える床面積です。. 等分布荷重を支える柱の場合, 支流領域は、隣接する柱間の間隔によって定義される幾何学的形状 (通常は長方形) として描かれることがよくあります。. この領域は、各方向の隣接する列の途中まで広がります。.

しかしながら, 不規則に分散された荷重に対処する場合, 支流域の計算はより微妙になる. 場合によっては、柱からの円形の支流領域が他の柱の円形領域と交差するまで延長されることがあります。. これにより、一連の複雑な支流地域が形成されます。, ただし、これはより高い精度で列に使用できる別の方法です。.

支流域の計算方法

支流エリアは、構造システムのレイアウトとスラブまたはその他の荷重の支持点に基づいて決定されます。 (たとえば活荷重, デッドロード). 以下は、支流の面積を計算するために使用される一般的な方法です。:

1. 単純な幾何学的形状:
   • 多くの場合, 構造のレイアウトにより単純な幾何学的形状が可能になり、支流領域の計算が非常に簡単になります。. 例えば, 一方向の支流域の荷重計算は長方形になります。
2. 多角形:
   • より複雑なレイアウトの場合, 支流域は多角形で表すことができます. これは、不規則な形状の構造物や不均一に分散された荷重を扱う場合によく発生します。. これらを計算するには, 通常は次の位置に線を引きます。 45 各角からこれらの線が交差するまでの度.
3. ロードパスの考慮事項:
   • 構造物からそのサポートまでの荷重経路は、支流エリアを決定する上で重要な役割を果たします。. 荷重が支持部材に伝わる経路を考える, それに応じて支流エリアを定義します.
4. 影響線:
   • 影響線は、構造の応答を示すために構造解析で使用されるグラフィカル ツールです。 (メンバーの力やサポートの反応など) 単位荷重が構造内を移動するにつれて変化します. これらは、さまざまな荷重条件下で特定の部材の支流エリアを決定するために使用できます。.
5. 有限要素解析 (醜い):
   • より高度な構造解析では, 特に複雑な構造の場合, 有限要素解析 (醜い) ソフトウェアを使用して、複雑な形状の支流領域を計算できます。. たとえば 1MPa の単位荷重を適用し、その力が支持要素にどのように分散されるかを確認します。, 構造システムの支流エリアを決定する正確な方法です.
6. 構造解析ソフトの活用:
   • 構造解析ソフトウェア, SkyCiv 構造 3D など, 多くの場合、支流地域を計算するためのツールが組み込まれています. これは、一連のノードに圧力を加えるのと同じくらい簡単で、SkyCiv が自動的に支流の面積を計算します。 (および対応する分散負荷) 会員に適用される. このソフトウェアには、すべての圧力がメンバーに正しく加えられたことを確認する検証ツールも組み込まれています。.