Deprecated: The each() function is deprecated. This message will be suppressed on further calls in /home/zhenxiangba/zhenxiangba.com/public_html/phproxy-improved-master/index.php on line 456
JP3364167B2 - Hollow slab structure design apparatus, method, and recording medium therefor - Google Patents
[go: Go Back, main page]

JP3364167B2 - Hollow slab structure design apparatus, method, and recording medium therefor - Google Patents

Hollow slab structure design apparatus, method, and recording medium therefor

Info

Publication number
JP3364167B2
JP3364167B2 JP11553399A JP11553399A JP3364167B2 JP 3364167 B2 JP3364167 B2 JP 3364167B2 JP 11553399 A JP11553399 A JP 11553399A JP 11553399 A JP11553399 A JP 11553399A JP 3364167 B2 JP3364167 B2 JP 3364167B2
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
stress
vector
strain
hollow
slab
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Expired - Fee Related
Application number
JP11553399A
Other languages
Japanese (ja)
Other versions
JP2000303609A (en
Inventor
治郎 國枝
繁洋 諸岡
浩孝 浜口
幸夫 荻原
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Fujimori Sangyo Co Ltd
Original Assignee
Fujimori Sangyo Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Fujimori Sangyo Co Ltd filed Critical Fujimori Sangyo Co Ltd
Priority to JP11553399A priority Critical patent/JP3364167B2/en
Publication of JP2000303609A publication Critical patent/JP2000303609A/en
Application granted granted Critical
Publication of JP3364167B2 publication Critical patent/JP3364167B2/en
Anticipated expiration legal-status Critical
Expired - Fee Related legal-status Critical Current

Links

Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、円柱状中空構造を
有する鉄筋コンクリート床(中空スラブ)の構造設計に
用いる中空スラブ構造設計装置、方法、及び、その記録
媒体に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a hollow slab structure designing apparatus and method used for structural design of a reinforced concrete floor (hollow slab) having a cylindrical hollow structure, and a recording medium therefor.

【0002】[0002]

【従来の技術】一般に、鉄筋コンクリート床板構造物
は、固定荷重や積載荷重が常時作用するものとし、構造
強度、使用性能の許容限界に対し適切な余裕度をもち、
その安全性が確保できるように構造設計される。また、
従来行われている鉄筋コンクリート床板構造物の設計
は、日本建築学会「鉄筋コンクリート構造計算基準・同
解説」に準拠したものとなっている。
2. Description of the Related Art Generally, a reinforced concrete floor board structure is assumed to have a fixed load or a load constantly acting thereon, and has an appropriate margin with respect to a structural strength and an allowable limit of use performance.
The structure is designed to ensure its safety. Also,
The conventional design of reinforced concrete floorboard structures is based on the "Construction Standards for Reinforced Concrete Structures-Commentary" of the Architectural Institute of Japan.

【0003】[0003]

【発明が解決しようとする課題】こうした構造設計に係
る計算は、ある仮定のもとでなされるが、簡単化された
仮定に基づく構造計算では、構造物の正しい変位、応力
性状を把握しきれないことがある。これは、構造計算の
ために仮定した構造系が、実現象を模擬できないためで
ある。現在、鉄筋コンクリート床板構造物において、軽
量化、省資材化および小梁なし大スパン構造を目的とし
て、床板構造物内部にボイド(中空のパイプ状部材)を
配列した工法が実用化されている(この工法による床板
構造物を中空スラブと称す)。しかし、建築物全体の構
造設計法、電算プログラムは一般に知られているが、中
空スラブの適切な構造計算法、特に異方性を考慮した有
限要素法による合理的な構造計算法は、あまり知られて
いない。
The calculation related to the structural design is performed under a certain assumption, but in the structural calculation based on the simplified assumption, the correct displacement and stress property of the structure cannot be grasped. Sometimes there is not. This is because the structural system assumed for structural calculation cannot simulate an actual phenomenon. Currently, in reinforced concrete floorboard structures, a method of arranging voids (hollow pipe-shaped members) inside floorboard structures has been put into practical use for the purpose of weight reduction, material saving, and large span structure without beam beams. The floorboard structure made by the construction method is called a hollow slab). However, although the structural design method and computer program of the whole building are generally known, the appropriate structural calculation method of the hollow slab, especially the rational structural calculation method by the finite element method considering the anisotropy is not well known. Has not been done.

【0004】本発明は、上記の点に鑑みてなされたもの
で、中空スラブの構造設計において、最適な構造設計を
一貫して行える中空スラブ構造設計装置、またその方
法、及び、その記録媒体を提供するものである。
The present invention has been made in view of the above points, and in a hollow slab structural design, a hollow slab structure designing apparatus capable of consistently performing optimum structural design, a method thereof, and a recording medium thereof. It is provided.

【0005】[0005]

【課題を解決するための手段】本発明は、中空スラブ構
造設計装置における中空スラブの構造設計の際に使用さ
れる物理量を算出するコンピュータであって、中空スラ
ブに生ずる歪みおよび応力の算出に用いる入力データが
入力される入力デバイスと、前記中空スラブにかかる荷
重をもとに該中空スラブの変位および歪みを算出する歪
算出手段と、さらに、前記歪算出手段により算出された
中空スラブの歪みをもとに該中空スラブに生ずる応力を
算出する応力算出手段とを含み、中央演算処理装置とメ
モリとからなる処理部と、前記入力データと前記処理部
により算出されるデータを記憶する記憶部と、前記処
理部によって前記入力データから算出された結果を出力
する出力デバイスとを備え、複数の要素に分割された中
空スラブの各要素毎に、境界条件に応じて、前記歪算出
手段は、{P}=[K]{δ}、(ここで、{P}:荷
重ベクトル、[K]:直交異方性を考慮した曲げ剛性マ
トリクス[D]を用いて求められる剛性マトリクス、
{δ}:変位ベクトル) で表せる荷重ベクトルと変位
ベクトルの関係式を用いて、前記入力データをもとに荷
重ベクトルと剛性マトリクスを設定し変位を算出すると
ともに、さらに算出された変位をもとに歪みを算出し、
前記応力算出手段は、{M}=[D]{ε}、(ここ
で、{M}:応力ベクトル、[D]:直交異方性を考慮
した曲げ剛性マトリクス、{ε}:歪ベクトル)で表せ
る応力ベクトルと歪ベクトルの関係式を用いて、前記入
力データおよび前記歪み算出手段により算出された歪み
をもとに、
The present invention is a hollow slab structure.
Used in the structural design of hollow slabs in building design equipment.
A computer for calculating a physical quantity to be stored, wherein an input device for inputting input data used for calculating strain and stress generated in a hollow slab and a displacement and strain of the hollow slab are calculated based on a load applied to the hollow slab. a distortion calculating means for further viewing including the stress calculating means for calculating the stress generated in the hollow slabs based on distortion of the hollow slabs calculated by the distortion calculating means, a central processing unit and main
Comprising a processing unit comprising a memory, a storage unit for storing the data calculated by the input data and pre-Symbol processor, and an output device for outputting the results calculated from the thus the input data to the processing unit , Divided into multiple elements
For each element of the empty slab, the strain calculation means is configured to generate {P} = [K] {δ}, (where {P} is a load vector, [K] is an orthogonal anisotropy) according to the boundary condition. Stiffness matrix obtained by using the bending stiffness matrix [D] considering
{Δ}: Displacement vector) Using the relational expression between the load vector and the displacement vector, the load vector and the stiffness matrix are set based on the input data, and the displacement is calculated. Calculate the distortion in
The stress calculating means is {M} = [D] {ε}, (where, {M} is a stress vector, [D] is a bending rigidity matrix in consideration of orthogonal anisotropy, and {ε} is a strain vector). By using the relational expression between the stress vector and the strain vector that can be expressed by, based on the strain calculated by the input data and the strain calculation means,

【数7】 [Equation 7]

【数8】 ただし、kx、ky、k1、kxy:直交異方性を考慮した
係数、E:縦弾性係数、t:床厚、ν:ポアソン比、特
に、係数kyは、境界要素法を用いて算出される、曲げ
モーメントによる、中空のないスラブの断面端部の水平
方向の変位dpと中空スラブの断面端部の水平方向の変
位dyとから、ky=dp/dy、として算出される値、を
設定し応力の算出を行うことを特徴とする。
[Equation 8] However, k x, k y, k 1, k xy: coefficient considering the orthotropic, E: Young's modulus, t: a bed depth, [nu: Poisson's ratio, in particular, the coefficient k y, the boundary element method From the horizontal displacement d p of the cross-section end of the solid slab and the horizontal displacement d y of the cross-section end of the hollow slab due to the bending moment calculated using k y = d p / d y The value is calculated as, and the stress is calculated by setting.

【0006】本発明は、一方向に配列されるボイド(中
空のパイプ構造)を含む中空スラブの直交異方性を考慮
し、ボイド平行方向とボイド直交方向の2方向に対し応
力を算出している。なお、ボイドと平行な方向をボイド
平行方向と呼び、直交する方向をボイド直交方向と呼
ぶ。
The present invention considers the orthogonal anisotropy of a hollow slab containing voids (hollow pipe structure) arranged in one direction, and calculates stress in two directions, a void parallel direction and a void orthogonal direction. There is. A direction parallel to the void is called a void parallel direction, and a direction orthogonal to the void is called a void orthogonal direction.

【0007】なお、ここでいう境界条件とは、ピン支持
・固定支持・固定端モーメントの曲げ戻しを考慮した固
定度を含むものである。本発明によれば、境界条件に応
じた、中空スラブに生ずる変位、歪み、応力を算出でき
る。
The boundary condition mentioned here includes the degree of fixing in consideration of the bending back of pin support / fixed support / fixed end moment. According to the present invention, it is possible to calculate the displacement, strain and stress generated in the hollow slab according to the boundary conditions.

【0008】[0008]

【0009】また、前記コンピュータにおいて、前記処
理部は、前記歪算出手段が算出した中空スラブの最大変
位にクリープを考慮した安全係数を乗じた値と、基準値
とを比較し、中空スラブのたわみに係る安全性を判定す
る第1の判定手段をさらに含むことを特徴とする。本発
明によれば、中空スラブのたわみに係る安全性を自動的
に判定できる。
Further, in the computer , the processing section compares a value obtained by multiplying the maximum displacement of the hollow slab calculated by the strain calculating means by a safety factor in consideration of creep with a reference value, and bends the hollow slab. It is characterized by further including a first determining means for determining the safety according to. ADVANTAGE OF THE INVENTION According to this invention, the safety | security regarding the bending of a hollow slab can be determined automatically.

【0010】また、前記コンピュータにおいて、前記処
理部は、前記応力算出手段が算出した中空スラブに発生
する最大応力と、Mc=k・(Fc)1/2Z、ただし、
k:係数、Fc:コンクリート設計強度、Z:断面係
数、で示されるひび割れモーメントMcとを比較し、中
空スラブのひび割れに係る安全性を判定する第2の判定
手段をさらに含むことを特徴とする。なお、係数kは別
途定められるものであり、例えばFcの単位を[kg/
cm2]、Zの単位を[cm3/m]とするとき、その値
として1.8を用いる。本発明によれば、中空スラブの
ひび割れに係る安全性を自動的に判定できる。
Further, in the computer , the processing unit may calculate the maximum stress generated in the hollow slab by the stress calculating unit and Mc = k · (Fc) 1/2 Z, where
k: coefficient, Fc: concrete design strength, Z: sectional modulus, which is compared with the crack moment Mc, and further comprises second judging means for judging the safety related to the crack of the hollow slab. . The coefficient k is determined separately, and for example, the unit of Fc is [kg /
When the unit of cm 2 ] and Z is [cm 3 / m], 1.8 is used as the value. ADVANTAGE OF THE INVENTION According to this invention, the safety regarding the crack of a hollow slab can be determined automatically.

【0011】また、前記コンピュータにおいて、前記記
憶部は、ボイド直交方向の配筋の要素形状に関する応力
集中係数αをさらに記憶し、前記処理部は、中空スラブ
に必要な鉄筋量Nを、前記応力集中係数αを用いて算出
する鉄筋量算出手段をさらに含むことを特徴とする。具
体的には、N’=αM×102/(ftjasB)、ただ
し、α:要素形状に関する応力集中係数、M:応力の最
大値[tm/m]、ft:鉄筋の許容引張応力度[t/
cm2]、j:応力中心間距離[cm]、as:使用する
鉄筋1本当たりの断面積[cm2]、B:単位幅[c
m]、より算出されるN’の少数値を切り上げた値Nと
して鉄筋量Nを算出する。
Further, in the computer , the storage unit further stores a stress concentration coefficient α relating to the element shape of the reinforcing bar in the direction orthogonal to the void, and the processing unit determines the reinforcing bar amount N required for the hollow slab as the stress. It is characterized by further including a reinforcing bar amount calculating means for calculating using the concentration coefficient α. Specifically, N ′ = αM × 10 2 / (f t ja s B), where α is the stress concentration factor relating to the element shape, M is the maximum value of stress [tm / m], and f t is the rebar allowance. Tensile stress [t /
cm 2 ], j: distance between stress centers [cm], a s : cross-sectional area [cm 2 ] per rebar used, B: unit width [c
m], the rebar amount N is calculated as a value N obtained by rounding up the decimal value of N ′.

【0012】本発明は、ボイド直交方向の鉄筋の配筋に
ボイドに対する応力集中を考慮し、必要な鉄筋量を求め
ている。すなわち、中空スラブの構造に適した算出を行
っている。なお、応力中心間距離は、例えば、d×7/
8(ただしdは、配筋される鉄筋と床下面までの距離)
として設定される。本発明によれば、中空スラブに必要
な鉄筋量を自動的に算出できる。また、中空スラブを要
素に分割し、要素毎に必要な鉄筋量を算出することで、
必要最小限の配筋を行うことができる。
According to the present invention, the required amount of reinforcing bar is determined in consideration of stress concentration on the void in the reinforcing bar arrangement in the direction orthogonal to the void. That is, the calculation suitable for the structure of the hollow slab is performed. The stress center distance is, for example, d × 7 /
8 (however, d is the distance between the rebar and the floor underside)
Is set as. According to the present invention, the amount of rebar required for a hollow slab can be automatically calculated. Also, by dividing the hollow slab into elements and calculating the amount of rebar required for each element,
The required minimum bar arrangement can be performed.

【0013】また、前記コンピュータにおいて、前記処
理部は、ボイド平行方向に対しτ=Qx×(B/b)/
(7/8×(H−dt))、ボイド直交方向に対しτ=
Qy/(7/8×(H−φ))、ただし、Qx:ボイド
平行方向の最大せん断力[t/m]、Qy:ボイド直交
方向の最大せん断力[t/m]、B:ボイド中心間距
離、b:ボイド外径間距離、H:床厚、φ:ボイド直
径、dt:床の引張縁より鉄筋重心までの距離、で示さ
れるせん断応力度τと、許容せん断応力度とを比較し、
中空スラブに発生するせん断力に係る安全性を判定する
第3の判定手段をさらに含むことを特徴とする。本発明
によれば、中空スラブに生ずるせん断力に係る安全性を
自動的に判定できる。
Further, in the computer, the processing unit, with respect to volume id parallel τ = Qx × (B / b ) /
(7/8 × (H-d t )), τ =
Qy / (7/8 × (H-φ)), where Qx: maximum shear force [t / m] in the void parallel direction, Qy: maximum shear force [t / m] in the void orthogonal direction, B: void center Distance, b: distance between void outer diameters, H: floor thickness, φ: void diameter, d t : distance from the tensile edge of the floor to the barycenter of the reinforcing bar, and the shear stress τ and the allowable shear stress Compare
It is characterized by further including a third judging means for judging the safety of the shearing force generated in the hollow slab. According to the present invention, it is possible to automatically judge the safety related to the shearing force generated in the hollow slab.

【0014】本発明は、中空スラブ構造設計装置におけ
る中空スラブの構造設計の際に使用される歪み・応力を
算出するために、コンピュータに実行させる処理手順か
らなる歪応力算出方法であって、中空断面をもつスラブ
におけるボイド平行方向の断面2次モーメントIxを算
出する手順と、中空断面をもたないスラブにおけるボイ
ド平行方向の断面2次モーメントI0を算出する手順
と、前記断面2次モーメントIxをI0で除算し係数kx
を算出する手順と、境界要素法を用いて、曲げモーメン
トによる、中空断面をもたないスラブの断面端部の水平
方向の変位dpと中空スラブの断面端部の水平方向の変
位dyを算出する手順と、前記曲げモーメントによる、
中空断面をもたないスラブの断面端部の水平方向の変位
pを中空スラブの断面端部の水平方向の変位dyで除算
し係数kyを算出する手順と、前記係数kx、kyの平均
をとり、該平均値を係数k1、kxyとして設定する手順
と、{P}=[K]{δ}、(ここで、{P}:荷重ベ
クトル、[K]:直交異方性を考慮した曲げ剛性マトリ
クス[D]を用いて求められる剛性マトリクス、
{δ}:変位ベクトル) で表せる荷重ベクトルと変位
ベクトルの関係式を用いて、前記入力データをもとに荷
重ベクトルと剛性マトリクスを設定し変位を算出すると
ともに、さらに算出された変位をもとに歪みを算出する
手順と、{M}=[D]{ε}、(ここで、{M}:応
力ベクトル、[D]:直交異方性を考慮した曲げ剛性マ
トリクス、{ε}:歪ベクトル)で表せる応力ベクトル
と歪ベクトルの関係式を用いて、前記入力データおよび
前記歪算出手段により算出された歪みをもとに、
The present invention relates to a hollow slab structure designing apparatus.
The strain and stress used in the structural design of hollow slabs
Is it a procedure that the computer will execute to calculate?
A method for calculating strain stress consisting of : a procedure for calculating a geometrical moment of inertia I x in a void parallel direction in a slab having a hollow cross section, and a geometrical moment of inertia I 0 in a void parallel direction in a slab having no hollow cross section. And the second moment of area I x is divided by I 0 to obtain a coefficient k x
And the boundary element method to calculate the horizontal displacement d p of the cross-section end of the slab having no hollow cross section and the horizontal displacement d y of the cross-section end of the hollow slab by the bending moment. According to the calculation procedure and the bending moment,
A procedure for dividing the horizontal displacement d p of the cross-section end of the slab having no hollow cross section by the horizontal displacement d y of the cross-section end of the hollow slab to calculate a coefficient k y , and the coefficients k x , k The procedure of taking the average of y and setting the average values as the coefficients k 1 and k xy , {P} = [K] {δ}, (where {P}: load vector, [K]: orthogonal difference) A stiffness matrix obtained by using a bending stiffness matrix [D] considering the directionality,
{Δ}: Displacement vector) Using the relational expression between the load vector and the displacement vector, the load vector and the stiffness matrix are set based on the input data, and the displacement is calculated. And a procedure for calculating strain, {M} = [D] {ε}, (where, {M} is a stress vector, [D] is a bending rigidity matrix in which orthogonal anisotropy is considered, and {ε} is strain. Vector), using a relational expression of a stress vector and a strain vector, based on the strain calculated by the input data and the strain calculation means,

【数9】 [Equation 9]

【数10】 ただし、kx、ky、k1、kxy:直交異方性を考慮した
係数、E:縦弾性係数、t:床厚、ν:ポアソン比、を
設定し応力を算出する手順と、を含むことを特徴とす
る。
[Equation 10] However, k x, k y, k 1, k xy: coefficient considering the orthotropic, E: Young's modulus, t: a bed depth, [nu: a step of calculating the Poisson's ratio, set the stress, the It is characterized by including.

【0015】本発明は、中空スラブ構造設計装置におけ
る歪応力算出プログラムを記録した記録媒体であって、
中空断面をもつスラブにおけるボイド平行方向の断面2
次モーメントIxを算出する手順と、中空断面をもたな
いスラブにおけるボイド平行方向の断面2次モーメント
0を算出する手順と、前記断面2次モーメントIxをI
0で除算し係数kxを算出する手順と、境界要素法を用い
て、曲げモーメントによる、中空断面をもたないスラブ
の断面端部の水平方向の変位dpと中空スラブの断面端
部の水平方向の変位dyを算出する手順と、前記曲げモ
ーメントによる、中空断面をもたないスラブの断面端部
の水平方向の変位dpを中空スラブの断面端部の水平方
向の変位dyで除算し係数kyを算出する手順と、前記係
数kx、kyの平均をとり、該平均値を係数k1、kxy
して設定する手順と、{P}=[K]{δ}、(ここ
で、{P}:荷重ベクトル、[K]:直交異方性を考慮
した曲げ剛性マトリクス[D]を用いて求められる剛性
マトリクス、{δ}:変位ベクトル)で表せる荷重ベク
トルと変位ベクトルの関係式を用いて、前記入力データ
をもとに荷重ベクトルと剛性マトリクスを設定し変位を
算出するとともに、さらに算出された変位をもとに歪み
を算出する手順と、{M}=[D]{ε}、(ここで、
{M}:応力ベクトル、[D]:直交異方性を考慮した
曲げ剛性マトリクス、{ε}:歪ベクトル)で表せる応
力ベクトルと歪ベクトルの関係式を用いて、前記入力デ
ータおよび前記歪み算出手段により算出された歪みをも
とに、
The present invention is a recording medium recording a strain stress calculation program in a hollow slab structure designing apparatus,
Cross section of void parallel direction in slab with hollow cross section
The procedure for calculating the second moment I x , the procedure for calculating the second moment of inertia I 0 in the void parallel direction in the slab having no hollow cross section, and the second moment of inertia I x for the section are I
Using the procedure of dividing by 0 to calculate the coefficient k x and the boundary element method, the horizontal displacement d p of the cross-section end of the slab having no hollow section and the cross-section end of the hollow slab due to the bending moment are calculated. The procedure for calculating the horizontal displacement d y and the horizontal displacement d p of the cross-section end of the slab having no hollow cross section due to the bending moment are defined as the horizontal displacement d y of the cross-section end of the hollow slab. A procedure of dividing and calculating a coefficient k y , a procedure of taking an average of the coefficients k x and k y and setting the average value as coefficients k 1 and k xy , {P} = [K] {δ}, (Where, {P} is a load vector, [K] is a stiffness matrix obtained by using a bending stiffness matrix [D] in consideration of orthogonal anisotropy, and {δ} is a displacement vector). Based on the input data, the load vector And a stiffness matrix are set to calculate the displacement, and a procedure for calculating the strain based on the calculated displacement, {M} = [D] {ε}, (where,
{M}: Stress vector, [D]: Bending rigidity matrix considering orthotropic anisotropy, {ε}: Strain vector). Based on the distortion calculated by the means,

【数11】 [Equation 11]

【数12】 ただし、kx、ky、k1、kxy:直交異方性を考慮した
係数、E:縦弾性係数、t:床厚、ν:ポアソン比、を
設定し応力を算出する手順とをコンピュータに実行させ
る歪応力算出プログラムを記録したコンピュータ読み取
り可能な記録媒体である
[Equation 12] However, k x, k y, k 1, k xy: coefficient considering the orthotropic, E: Young's modulus, t: a bed depth, [nu: a procedure of calculating the Poisson's ratio, set the stress computer It is a computer-readable recording medium in which a strain stress calculation program to be executed by is recorded.

【0016】このように、中空スラブ構造設計装置の機
能をコンピュータに実現させるプログラムを記録媒体に
記録し、該記録媒体からコンピュータへ前記プログラム
を読み込むことで、コンピュータを用いて容易に中空ス
ラブ構造設計装置を実現できる。
As described above, the program for causing the computer to realize the function of the hollow slab structure designing device is recorded in the recording medium, and the program is read from the recording medium to the computer, whereby the hollow slab structure designing can be easily performed using the computer. The device can be realized.

【0017】[0017]

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を図面
を参照して説明する。図1は、本発明の一実施の形態で
ある中空スラブ構造設計装置の構成を示すブロック図で
ある。
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings. FIG. 1 is a block diagram showing a configuration of a hollow slab structure designing device according to an embodiment of the present invention.

【0018】中空スラブ構造設計装置1は、以下に説明
する処理部2と、入力データおよび処理部2による算出
結果を記憶する記憶部3と、入力データが入力される入
力部(図示せず)と、処理部2による算出結果を出力す
る出力部(図示せず)を備える。処理部2は、入力部に
入力された分割数に応じて中空スラブを複数の要素(矩
形要素)に等分割する分割部20と、中空スラブにかか
る荷重による変位および歪みを算出する歪算出部(歪算
出手段)21と、中空スラブに生ずる応力を算出する応
力算出部(応力算出手段)22と、中空スラブのたわみ
に係る安全性を判定するたわみ判定部(第1の判定手
段)23と、中空スラブのひび割れに係る安全性を判定
するひび割れ判定部(第2の判定手段)24と、中空ス
ラブに必要な鉄筋量を算出する鉄筋量算出部(鉄筋量算
出手段)25と、中空スラブに生ずるせん断力に係る安
全性を判定するせん断力判定部(第3の判定手段)26
とから構成される。
The hollow slab structure designing apparatus 1 includes a processing unit 2 described below, a storage unit 3 for storing input data and a calculation result by the processing unit 2, and an input unit (not shown) to which the input data is input. And an output unit (not shown) that outputs the calculation result by the processing unit 2. The processing unit 2 includes a dividing unit 20 that equally divides the hollow slab into a plurality of elements (rectangular elements) according to the number of divisions input to the input unit, and a strain calculation unit that calculates displacement and strain due to a load applied to the hollow slab. (Strain calculation unit) 21, a stress calculation unit (stress calculation unit) 22 that calculates the stress generated in the hollow slab, and a deflection determination unit (first determination unit) 23 that determines the safety of deflection of the hollow slab. A crack determination unit (second determination unit) 24 that determines the safety of cracking of the hollow slab, a rebar amount calculation unit (rebar amount calculation unit) 25 that calculates the amount of rebar required for the hollow slab, and a hollow slab Force determination unit (third determination means) 26 for determining the safety of the shear force generated in the
Composed of and.

【0019】なお、処理部2はメモリおよびCPU(中
央演算装置)等により構成され、処理部2の各機能を実
現するためのプログラム(図示せず)をメモリにロード
して実行することによりその機能が実現されるものとす
る。また、記憶部3は、メモリ、ハードディスク、光磁
気ディスク等の記憶装置により構成される。また、入力
部には、キーボード、マウス等の入力デバイスを用い
る。出力部にはCRT(Cathode Ray Tub
e)や液晶表示装置、プリンタ等の出力デバイスを用い
る。
The processing unit 2 is composed of a memory, a CPU (central processing unit), etc., and a program (not shown) for realizing each function of the processing unit 2 is loaded into the memory and executed. The function shall be realized. The storage unit 3 is configured by a storage device such as a memory, a hard disk, a magneto-optical disk, or the like. An input device such as a keyboard or a mouse is used for the input unit. The output section has a CRT (Cathode Ray Tub).
e) or an output device such as a liquid crystal display device or a printer.

【0020】はじめに、本実施の形態の中空スラブ構造
設計装置1が、構造設計の対象とする中空スラブと、こ
の中空スラブに働く力を説明する。図2は、中空スラブ
の構造と作用する力を示している。中空スラブ構造設計
装置1は、同図に示したボイドを一方向に配列したスラ
ブを構造設計の対象としている。この中空スラブには、
同図に示すように、曲げモーメント:Mx、My、せん
断力:Qx、Qyからなる応力が生ずる。中空スラブ構
造設計装置1は、これらの力と中空スラブ特有の構造を
考慮し、設計対象の建築物に用いられる中空スラブに必
要な材料(鉄筋、コンクリート)、荷重、寸法、分割数
等を入力することで、中空スラブに生ずる変位、歪み、
応力(曲げモーメント、せん断力、反力)等を自動的に
算出し、出力するものである。
First, the hollow slab structure designing apparatus 1 of this embodiment will be described with respect to the hollow slab to be structurally designed and the force acting on the hollow slab. FIG. 2 shows the structure of the hollow slab and the forces acting on it. The hollow slab structure design device 1 targets the slab in which the voids shown in FIG. This hollow slab has
As shown in the figure, a stress composed of bending moments: Mx, My and shearing forces: Qx, Qy is generated. The hollow slab structure designing device 1 takes into account these forces and the structure peculiar to the hollow slab, and inputs the materials (reinforcing bar, concrete), load, dimensions, the number of divisions, etc. required for the hollow slab used in the building to be designed. By doing so, the displacement and strain generated in the hollow slab,
Stresses (bending moment, shearing force, reaction force) etc. are automatically calculated and output.

【0021】次に、上記のように構成された中空スラブ
構造設計装置1の動作の概要を説明し、その詳細を後述
する。本実施の形態の中空スラブ構造設計装置1は、所
定の入力データの入力を受けると、図36の動作フロー
チャートに示すように、まず、変位・歪みの算出を行う
(ステップS0)。そして、ステップS0で算出された
歪データを用いて応力の算出を行う(ステップS1)。
さらに利用者(設計者)の要求に応じて、たわみ安全性
の判定(ステップS2)、曲げひび割れ安全性の判定
(ステップS3)、必要鉄筋量の算出(ステップS
4)、せん断力安全性の判定(ステップS5)を行う。
Next, an outline of the operation of the hollow slab structure designing apparatus 1 configured as described above will be described, and the details thereof will be described later. When the hollow slab structure designing device 1 of the present embodiment receives input of predetermined input data, as shown in the operation flowchart of FIG. 36, first, the displacement / strain is calculated (step S0). Then, the stress is calculated using the strain data calculated in step S0 (step S1).
Further, in accordance with the request of the user (designer), the determination of flexure safety (step S2), the determination of bending crack safety (step S3), the calculation of the required reinforcing bar amount (step S)
4), the safety of shearing force is determined (step S5).

【0022】次に、中空スラブ構造設計装置1の動作の
詳細を説明する。はじめに、入力部(図示せず)から、
解析条件(図3参照)となるコンクリート設計強度Fc
[kg/cm2]、鉄筋設計強度Fs[kg/cm2]、
床厚さH[mm]、ボイド直径[mm]、かぶり厚さ
[mm]、コンクリート比重[kg/cm3]、仕上げ
荷重[kg/m2]、ポアソン比ν(普通コンクリート
の場合:1/6)、短辺長さ[mm]、長辺長さ[m
m]、別途定められる積載荷重・集中荷重・線荷重(壁
などによる)等のデータ、および、ピン支持・固定支持
・固定端モーメントの曲げ戻しを考慮した固定度の境界
条件(図5参照)が入力される。さらに、構造設計の対
象となる中空スラブのモデルを複数の要素に分割した場
合に各要素がほぼ正方形となるように、床面の短辺と長
辺に対応した分割数が入力される。図3では、床厚が4
00[mm]、ボイド径が250[mm]、かぶり厚さ
が75[mm]、ボイド中心間距離が400[mm]あ
る場合の例を示している。なお、上記境界条件の1つで
ある固定端モーメントの曲げ戻しを考慮した固定度とし
ては、固定端を想定した固定度100%からピン端を想
定した固定度0%までの値を設定できるものである。
Next, the operation of the hollow slab structure designing device 1 will be described in detail. First, from the input section (not shown),
Concrete design strength Fc which is the analysis condition (see Fig. 3)
[Kg / cm 2 ], reinforcing bar design strength Fs [kg / cm 2 ],
Floor thickness H [mm], void diameter [mm], cover thickness [mm], concrete specific gravity [kg / cm 3 ], finishing load [kg / m 2 ], Poisson's ratio ν (for ordinary concrete: 1 / 6), short side length [mm], long side length [m
m], data such as separately defined load, concentrated load, line load (due to walls, etc.), and the boundary condition of the degree of fixing considering the pin support, fixed support, and bending back of the fixed end moment (see Fig. 5). Is entered. Furthermore, when the hollow slab model to be structurally designed is divided into a plurality of elements, the number of divisions corresponding to the short side and the long side of the floor surface is input so that each element becomes a substantially square shape. In FIG. 3, the floor thickness is 4
An example is shown in which the void diameter is 00 [mm], the void diameter is 250 [mm], the fog thickness is 75 [mm], and the void center-to-center distance is 400 [mm]. In addition, as the degree of fixing considering the bending back of the fixed end moment, which is one of the boundary conditions, a value can be set from a degree of fixing of 100% assuming a fixed end to a degree of fixing of 0% assuming a pin end. Is.

【0023】なお、以下の説明で参照する各図に示され
る数値例は、解析条件として、これらの値と、コンクリ
ート設計強度Fc=210[kg/cm2]、コンクリ
ートのポアソン比ν=1/6、鉄筋設計強度Fs=20
00[kg/cm2]、短辺長さ4248[mm]、長
辺長さ9098[mm]、積載荷重100.0[kg/
2]等の材料強度に係る条件のほか、図5に示してい
る△の位置にピン支持が存在するという境界条件に基づ
くものである。また、ボイド平行方向をX方向とし、ボ
イド直交方向をY方向として説明する。
Numerical examples shown in the respective figures referred to in the following description, as analysis conditions, these values, concrete design strength Fc = 210 [kg / cm 2 ] and concrete Poisson's ratio ν = 1 / 6, reinforcing bar design strength Fs = 20
00 [kg / cm 2 ], short side length 4248 [mm], long side length 9098 [mm], loading load 100.0 [kg /
m 2 ] and the like relating to the material strength, and the boundary condition that the pin support exists at the position of Δ shown in FIG. Further, the void parallel direction will be referred to as the X direction, and the void orthogonal direction will be referred to as the Y direction.

【0024】分割部20は、入力された分割数に基づ
き、中空スラブのモデルをこの床面に平行なX方向、Y
方向にそれぞれ等分割とした、複数の(ほぼ正方形の)
矩形要素に分割し、分割された各節点と各要素に番号を
割り付ける。図4に示すように、各節点に節点番号が割
り付けられ、図5に示すように各要素に要素番号が割り
付けられる。処理部2の各手段(歪算出手段、応力算出
手段、第1〜3判定手段、鉄筋量算出手段)は、分割部
20により分割された中空スラブのモデルの各要素毎
に、以下に説明する処理を行う。
The dividing unit 20 divides the model of the hollow slab in the X direction and the Y direction parallel to the floor surface based on the input number of divisions.
Multiple (almost square) with equal division in each direction
Divide into rectangular elements and assign numbers to each divided node and each element. As shown in FIG. 4, a node number is assigned to each node, and an element number is assigned to each element as shown in FIG. Each unit of the processing unit 2 (strain calculation unit, stress calculation unit, first to third determination unit, reinforcing bar amount calculation unit) will be described below for each element of the model of the hollow slab divided by the division unit 20. Perform processing.

【0025】歪算出部21は、荷重と変位の関係を示す
関係式 {P}=[K]{δ}、 (ここで、{P}:荷重ベクトル、[K]:剛性マトリ
クス、{δ}:変位ベクトル)より、各要素の節点にお
ける変位を算出する。ここで剛性マトリクス[K]は、
後述する直交異方性を考慮した曲げ剛性マトリクス
[D]を用いて次式のとうり求められものである。
The strain calculation unit 21 uses the relational expression {P} = [K] {δ}, which represents the relationship between the load and the displacement, (where, {P}: load vector, [K]: stiffness matrix, {δ}. : Displacement vector), the displacement at the node of each element is calculated. Where the stiffness matrix [K] is
It is obtained by the following equation using a bending stiffness matrix [D] in consideration of orthogonal anisotropy described later.

【数13】 (ここで、[C]:形状による係数マトリクス、
[Q]:歪み変換マトリクス) また、荷重ベクトルの成分は、前述の入力データとして
入力された解析条件をもとに設定されるものである。そ
してさらに、算出した変位より単位長さあたりの変位で
ある歪みを算出する。次に応力算出部22は、応力と歪
の関係を示す関係式 {σ}={M}=[D]{ε}…(1) ここで、{σ}、{M}:応力ベクトル、[D]:曲げ
剛性マトリクス、{ε}:歪ベクトル に用いられる曲げ剛性マトリクス[D]を算出する。等
方性の板(床)の場合、曲げ剛性マトリクス[D]は、
式(2)
[Equation 13] (Here, [C]: coefficient matrix by shape,
[Q]: Distortion conversion matrix) Further, the components of the load vector are set based on the analysis conditions input as the above-mentioned input data. Further, the strain, which is the displacement per unit length, is calculated from the calculated displacement. Next, the stress calculation unit 22 expresses a relational expression {σ} = {M} = [D] {ε} ... (1) indicating the relationship between stress and strain, where {σ}, {M}: stress vector, [ D]: Bending rigidity matrix, {ε}: Bending rigidity matrix [D] used for strain vector is calculated. In the case of an isotropic plate (floor), the bending stiffness matrix [D] is
Formula (2)

【数14】 …(2) で表せる。ここに、Eは縦弾性係数(ヤング係数)、t
は板厚(床厚)、νはポアソン比を表す。なお縦弾性係
数Eは、普通コンクリートの場合、次式(3)により算
出される。 E=2.1×105(Fc/200)1/2[kg/cm2]…(3)、 (Fc:コンクリート設計強度)
[Equation 14] It can be expressed as (2). Where E is the longitudinal elastic modulus (Young's modulus), t
Represents the plate thickness (floor thickness), and ν represents the Poisson's ratio. In the case of ordinary concrete, the longitudinal elastic modulus E is calculated by the following equation (3). E = 2.1 × 10 5 (Fc / 200) 1/2 [kg / cm 2 ] ... (3), (Fc: concrete design strength)

【0026】中空スラブ構造設計装置1が構造設計の対
象とする中空スラブは、異方性の主軸がX、Y軸と一致
している直交異方性をもち、こうした直交異方性板に対
して曲げ剛性マトリクス[D]は、式(4)で表せる。
The hollow slab which is the object of structural design by the hollow slab structure designing apparatus 1 has orthogonal anisotropy in which the principal axes of anisotropy coincide with the X and Y axes. The bending stiffness matrix [D] can be expressed by equation (4).

【数15】 …(4) 本実施の形態では、D1、Dx、Dy、xyを、等方性の板
の場合の曲げ剛性マトリクス式[D]の要素との比を表
す係数kx、ky、k1、kxyを用いて、以下のようにす
る。
[Equation 15] (4) In the present embodiment, the coefficients k x , k representing the ratio of D 1 , D x , D y, D xy to the elements of the flexural rigidity matrix equation [D] in the case of an isotropic plate. Using y , k 1 and k xy :

【数16】 これらの係数の内kx、kyは、下記に示すIxまたはIy
と、式(5)に示す通常の断面2次モーメントI0(=I
p)との比として求められる。 I0=bt3/12…(5) ここに、bは中空スラブの単位幅、tは床厚を表す。以
下、ボイドの軸と一致する方向をX軸と仮定し、係数k
x、ky、k1、kxyの求め方を示す。
[Equation 16] Among these coefficients, k x and k y are I x or I y shown below.
And the normal second moment of area I 0 (= I
p )). I 0 = bt 3/12 ... (5) Here, b is a unit width of the hollow slabs, t represents the floor thickness. In the following, the direction that coincides with the void axis is assumed to be the X axis, and the coefficient
x, k y, a k 1, k xy How to find the show.

【0027】1)係数kxの算出 X面は、直径φの中空をもつ断面となっており、X面に
関する曲げモーメントは通常の断面2次モーメントの式
(6) Ix=bt3/12−πφ4/64…(6) により求められる。係数kxは、この値と先に示した断
面2次モーメントI0との比、すなわち、式(7)により
求める(図6参照)。 kx=Ix/I0…(7)
[0027] 1) coefficient k calculated X-plane of x, has a cross section having a hollow diameter phi, expression of the bending moment about the X-plane normal second moment (6) I x = bt 3 /12 -πφ obtained by the 4/64 ... (6). The coefficient k x is obtained by the ratio of this value to the above-mentioned second moment of area I 0 , that is, the equation (7) (see FIG. 6). k x = I x / I 0 (7)

【0028】2)係数kyの算出 Y面においては、ボイドによる断面の欠損部分(中空部
分)がY軸に沿って変化するため、通常の断面2次モー
メントを用いて計算する手法は採用できない。本実施の
形態では、中空構造に伴う剛性低下を考慮し、中空断面
をもつ平板の面内純曲げ解析を境界要素法を用いて、以
下のように係数kyを算出する。歪算出部21は、単純
支持された中空断面をもつ平板と、中空断面をもたない
平板に同じ大きさの曲げモーメントを外力として与え、
その端部の水平方向の変位(図7に示すdp、dy)を算
出する。境界要素は、例えば、左右面を20分割、水平
面を30分割、円周を80分割し、端部の水平方向の変
位を求める。
2) Calculation of coefficient k y In the Y plane, since the defective portion (hollow portion) of the cross section due to the void changes along the Y axis, it is not possible to adopt the usual method of calculating the second moment of area. . In this embodiment, considering the rigidity decreases due to the hollow structure, the in-plane pure bending analysis of a flat plate with a hollow cross section with a boundary element method, calculating the coefficient k y as follows. The strain calculation unit 21 applies a bending moment of the same magnitude as an external force to a flat plate having a hollow cross section that is simply supported and a flat plate that does not have a hollow cross section,
The horizontal displacement of the end portion (d p , d y shown in FIG. 7) is calculated. For the boundary element, for example, the left and right surfaces are divided into 20, the horizontal surface is divided into 30, and the circumference is divided into 80, and the horizontal displacement of the end is obtained.

【0029】曲げを受ける梁要素の曲げモーメント−曲
率関係式 M=EIκ…(8) より、Iy、κyを中空断面をもつスラブの断面2次モー
メントおよび曲率、Ip、κpを中空断面をもたないスラ
ブの断面2次モーメントおよび曲率とすると、 M=EIyκy=EIpκp…(9) が求められる。式(9)より、係数kyが端部の水平方
向の変位dp、dyを用いて、以下のように式(10)が
算出される。 ky=Iy/Ip=κp/κy ≒dp/dy…(10)
From the bending moment-curvature relational expression M = EIκ of the beam element subjected to bending (8), the second moment of area and curvature of the slab having a hollow cross section, I y and κ y , and I p and κ p are hollow. Assuming the second moment of area and curvature of a slab having no cross section, M = EI y κ y = EI p κ p (9) From the equation (9), the equation (10) is calculated as follows using the horizontal displacements d p and d y of the coefficient k y at the ends. k y = I y / I p = κ p / κ y ≈d p / d y (10)

【0030】3)k1=kxyの算出 係数k1およびkxy、は、係数kxとkyとの相加平均
(式(11))をとる。 k1=kxyは=(kx+ky)/2…(11)
3) The calculation coefficients k 1 and k xy of k 1 = k xy take the arithmetic mean (equation (11)) of the coefficients k x and k y . k 1 = k xy is = (k x + k y ) / 2 (11)

【0031】以上から、曲げ剛性マトリクス[D]が算
出される。応力算出部22は、算出した曲げ剛性マトリ
クス[D]と歪算出部21により算出された歪データを
用いて、応力と歪みの関係を示す関係式(1)から応力
を算出する。そして歪算出部21および応力算出部22
により算出されたデータは、出力部4に出力される。図
8から12に、歪算出部21および応力算出部22によ
り算出され、出力部(図示せず)に出力される出力例を
示す。
From the above, the bending stiffness matrix [D] is calculated. The stress calculation unit 22 uses the calculated bending rigidity matrix [D] and the strain data calculated by the strain calculation unit 21 to calculate the stress from the relational expression (1) indicating the relationship between the stress and the strain. Then, the strain calculation unit 21 and the stress calculation unit 22
The data calculated by is output to the output unit 4. 8 to 12 show output examples calculated by the strain calculation unit 21 and the stress calculation unit 22 and output to the output unit (not shown).

【0032】図8は変位図であり、中空スラブの変位
(歪)を示すとともに、最大の変位(節点番号(19
9)において、−1.033[mm]、節点番号(7
8)において、1.556[mm])を示している。図
9はX方向の曲げモーメント図であり、中空スラブのX
方向に生ずる曲げモーメントを示すとともに、最大の曲
げモーメント(節点番号(156)において、−0.4
1[tm/m]、節点番号(83)において、0.36
[tm/m])を示している。図10はY方向の曲げモ
ーメント図であり、中空スラブのY方向に生ずる曲げモ
ーメントを示すとともに、最大の曲げモーメント(節点
番号(156)において、−1.88[tm/m)]、
節点番号(88)において、3.88[tm/m)]を
示している。
FIG. 8 is a displacement diagram showing the displacement (strain) of the hollow slab and showing the maximum displacement (node number (19
9), -1.033 [mm], node number (7
8) shows 1.556 [mm]). FIG. 9 is a bending moment diagram in the X direction, showing the X of the hollow slab.
The bending moment generated in the direction is shown, and at the maximum bending moment (node number (156), -0.4
1 [tm / m], 0.36 at the node number (83)
[Tm / m]) is shown. FIG. 10 is a bending moment diagram in the Y direction, showing bending moments generated in the Y direction of the hollow slab, and showing the maximum bending moment (at the node number (156), -1.88 [tm / m]],
The node number (88) indicates 3.88 [tm / m)].

【0033】図11はX方向のせん断力図であり、中空
スラブのX方向に生ずるせん断力を示すとともに、最大
のせん断力(節点番号(155)において、−0.90
[tm/m]、節点番号(165)において、0.90
[tm/m)])を示している。図12はY方向のせん
断力図であり、中空スラブのY方向に生ずるせん断力を
示すとともに、最大のせん断力(節点番号(145)に
おいて、−2.73[tm/m)]、節点番号(23)
において、2.30[tm/m])を示している。な
お、歪算出部21および応力算出部22により算出され
たデータは、処理部2に含まれるメモリに一時的に記憶
され、また、条件に応じて記憶部3に保存される。
FIG. 11 is a shear force diagram in the X direction, showing the shear force generated in the X direction of the hollow slab, and at the maximum shear force (at the node number (155), -0.90).
At [tm / m], the node number (165) is 0.90
[Tm / m)]) is shown. FIG. 12 is a shear force diagram in the Y direction, showing the shear force generated in the Y direction of the hollow slab, as well as the maximum shear force (at the node number (145), -2.73 [tm / m]] and the node number. (23)
Shows 2.30 [tm / m]). The data calculated by the strain calculation unit 21 and the stress calculation unit 22 is temporarily stored in the memory included in the processing unit 2 and is also stored in the storage unit 3 according to conditions.

【0034】次に、たわみ判定部23の動作を説明す
る。たわみ判定部23は、はじめに歪算出部21によっ
て算出された変位データの最大値を処理部2に含まれる
メモリまたは記憶部3より取得する。そして入力部から
別途入力・設定された、クリープを考慮した安全係数と
たわみの安全性に係る基準値(別途定められる)を用
い、変位データの最大値に先の安全係数を乗じた値と基
準値とを比較することにより、たわみに係る安全性を判
定する。
Next, the operation of the deflection determination unit 23 will be described. The deflection determination unit 23 first acquires the maximum value of the displacement data calculated by the strain calculation unit 21 from the memory or the storage unit 3 included in the processing unit 2. Then, using a safety factor that takes creep into consideration and a reference value related to the safety of deflection (separately determined) that are separately input and set from the input section, the maximum value of displacement data is multiplied by the previous safety factor and the reference value. The safety of the deflection is judged by comparing the value with the value.

【0035】例えば、スラブの最大変位(弾性たわみ)
δE=0.156[cm](図8変位図参照)と、クリ
ープを考慮した安全係数(=4.0)を乗じた長期たわ
みδ δ=0.156×4.0=0.622[cm] を、床の短辺(図4参照)=424.8[cm]で除算
した単位長さ[cm]あたり値(1/682)と基準値
(=1/250)と比較・判定している。この例では、
算出された値が基準値以下となっているので、たわみに
係る安全性はOKと判定される。この判定の結果は出力
部に出力される。
For example, the maximum displacement of the slab (elastic deflection)
Long-term deflection obtained by multiplying δ E = 0.156 [cm] (see the displacement diagram in FIG. 8) by a safety factor (= 4.0) considering creep δ δ = 0.156 × 4.0 = 0.622 [ cm] was divided by the short side of the floor (see FIG. 4) = 424.8 [cm] and the value per unit length [cm] (1/682) was compared with the reference value (= 1/250) to determine ing. In this example,
Since the calculated value is equal to or less than the reference value, it is determined that the safety regarding the deflection is OK. The result of this determination is output to the output unit.

【0036】次に、ひび割れ判定部24の動作を説明す
る。ひび割れ判定部24は、はじめに応力算出部22に
より算出された応力データの最大値(最大曲げモーメン
ト)を処理部2のメモリもしくは記憶部3より取得す
る。そして以下の式(11)で示すひび割れモーメント
Mc Mc=1.8(Fc)1/2Z…(11) (ここに、Fcはコンクリート設計強度、Zは断面係数
を表す)と最大応力とを比較することにより、ひび割れ
に係る安全性を判定する。
Next, the operation of the crack determination unit 24 will be described. The crack determination unit 24 first acquires the maximum value (maximum bending moment) of the stress data calculated by the stress calculation unit 22 from the memory or the storage unit 3 of the processing unit 2. Then, the crack moment Mc Mc = 1.8 (Fc) 1/2 Z (11) (where Fc is the concrete design strength and Z is the section modulus) and the maximum stress are expressed by the following equation (11). By comparing, the safety of cracking is judged.

【0037】例えば、X方向の断面係数が25474
[cm3/m]、コンクリート設計強度Fc=210
[kg/cm2]のとき、X方向のひび割れモーメント
Mcは、6.64[tm/m]となる。図9に示される
最大の曲げモーメント0.41[tm/m]であり、こ
の値はひび割れモーメントMc以下であるのでX方向の
ひび割れに係る安全性はOKと判定される。また、Y方
向の断面係数が24270[cm3/m]のとき、Y方
向のひび割れモーメントMcは、6.33[tm/m]
となる。図10に示される最大の曲げモーメント3.8
8[tm/m]であり、この値はY方向のひび割れモー
メントMc以下であるので、Y方向のひび割れに係る安
全性はOKと判定される。判定の結果は出力部に出力さ
れる。
For example, the section modulus in the X direction is 25474.
[Cm 3 / m], concrete design strength Fc = 210
When [kg / cm 2 ], the crack moment Mc in the X direction is 6.64 [tm / m]. The maximum bending moment shown in FIG. 9 is 0.41 [tm / m], and this value is equal to or less than the crack moment Mc. Therefore, the safety regarding the crack in the X direction is judged to be OK. Further, when the section modulus in the Y direction is 24270 [cm 3 / m], the crack moment Mc in the Y direction is 6.33 [tm / m].
Becomes Maximum bending moment 3.8 shown in FIG.
It is 8 [tm / m], and this value is less than or equal to the crack moment Mc in the Y direction. Therefore, the safety regarding the crack in the Y direction is determined to be OK. The result of the determination is output to the output unit.

【0038】次に、鉄筋量算出部25の動作を説明にあ
たり、まず鉄筋量の評価法について説明する。
Next, in explaining the operation of the reinforcing bar amount calculating section 25, a method of evaluating the reinforcing bar amount will be described first.

【0039】分割部20によって分割された各要素中に
必要となる鉄筋量は、要素に属する節点のモーメントの
最大値を用いて行う。しかし有孔スラブ(中空スラブ)
の場合は、無孔スラブ(中空構造をもたないスラブ)と
は違い応力の集中を考慮しなければならない。そこで鉄
筋量算出部25では、各要素中の鉄筋量は有限要素法に
より計算された各要素に属する節点のモーメントの最大
値に表1に示される応力集中係数を乗じたものをもとに
計算を行っている。(表中、hは板厚(床厚)、rは孔
(ボイド)の直径を示す)
The amount of rebar required in each element divided by the dividing unit 20 is determined by using the maximum value of the moment of the node belonging to the element. However, perforated slab (hollow slab)
In case of, unlike the non-perforated slab (a slab that does not have a hollow structure), stress concentration must be considered. Therefore, the reinforcing bar amount calculation unit 25 calculates the reinforcing bar amount in each element based on the maximum value of the moment of the node belonging to each element calculated by the finite element method multiplied by the stress concentration factor shown in Table 1. It is carried out. (In the table, h indicates the plate thickness (floor thickness), and r indicates the diameter of the hole (void))

【表1】 [Table 1]

【0040】この応力集中係数は、境界要素法による2
次元弾性解析により得られたものであり、以下にその解
析概要を述べる。図13に示す孔の空いた正方形2次元
板を両端の中心で単純支持し、両端から単純曲げ単位モ
ーメント(図14参照)をかけ、発生する各点の応力
(σx)を計算する。図13中、1〜96は応力を求め
る点であり、1〜31は要素下端、32から62は要素
上端、63〜96は要素内部の点を示す。境界要素は、
1次要素であり、幅方向に30等分割、高さ方向に20
等分割、孔の周りは80等分割してる。板厚(h=幅)
と直径(r)の差が125[mm]と150[mm]の
2つの場合にわけ、また板厚(h=幅)を250[m
m]から700[mm]を25[mm]刻みで計算を行
った。
This stress concentration factor is 2 according to the boundary element method.
It was obtained by dimensional elasticity analysis, and the outline of the analysis is described below. The square two-dimensional plate with holes shown in FIG. 13 is simply supported at the centers of both ends, a simple bending unit moment (see FIG. 14) is applied from both ends, and the stress (σ x ) at each point generated is calculated. In FIG. 13, 1 to 96 are points for obtaining stress, 1 to 31 are element lower ends, 32 to 62 are element upper ends, and 63 to 96 are points inside the element. The border element is
Primary element, divided into 30 equal parts in the width direction and 20 parts in the height direction
Evenly divided, the circumference of the hole is equally divided into 80. Plate thickness (h = width)
And the diameter (r) difference is 125 [mm] and 150 [mm], and the plate thickness (h = width) is 250 [m].
Calculation was performed from m] to 700 [mm] in steps of 25 [mm].

【0041】計算結果を図15(h−r=125)に示
す。横軸は図4に示す点の番号を示し、縦軸は孔がある
場合の応力(σx)の絶対値を、孔が無いときに発生す
る応力(σx)の最大値で割ったものを(右端に示して
いるパイプサイズ毎に)示している。図15中の凡例は
hを示し、hが大きくなるほど(つまり、高さに対する
直径の比が大きくなるほど)応力の集中が起こっている
ことがわかる。この計算結果より、応力集中係数が最大
となっているものを、板厚(h)および板厚と孔の直径
の差(h−r)の場合について取り出したものを板厚
(h)と板厚と孔の直径の差(h−r)に関する応力集
中係数とし示したものが表1である。
The calculation result is shown in FIG. 15 (hr = 125). The horizontal axis represents the point numbers shown in FIG. 4, and the vertical axis represents the absolute value of stress (σ x ) when there is a hole divided by the maximum value of stress (σ x ) that occurs when there is no hole. Is shown (for each pipe size shown at the right end). The legend in FIG. 15 indicates h, and it can be seen that as h increases (that is, as the ratio of the diameter to the height increases), stress concentration occurs. From this calculation result, the one with the maximum stress concentration factor was taken out for the plate thickness (h) and the difference between the plate thickness and the diameter of the hole (hr). Table 1 shows the stress concentration factors related to the difference between the thickness and the diameter of the hole (hr).

【0042】次に、鉄筋量算出部25の動作について説
明する。鉄筋量算出部25は、中空スラブに必要な鉄筋
量Nを、以下の式 N’=αM×102/(ftjasB)…(12) ただし、α:要素形状に関する応力集中係数、 M:応力の最大値[tm/m]、 ft:鉄筋の許容引張応力度[t/cm2], j:応力中心間距離(=d×7/8)[cm]、 as:使用する鉄筋1本当たりの断面積[cm2]、 B:単位幅[cm]、 より算出されるN’の少数値を切り上げた値Nとして算
出する。なお、応力集中係数αは上述の方法で算出さ
れ、また、鉄筋の許容引張応力度ft、配筋される鉄筋
と床下面までの距離d、使用する鉄筋1本当たりの断面
積as、単位幅Bは、予め入力部3から入力され記憶部
3に保存されているものとする。
Next, the operation of the reinforcing bar amount calculating section 25 will be described. Rebar amount calculating section 25, a reinforcement amount N necessary for hollow slabs, but the following equation N '= αM × 10 2 / of (f t ja s B) ... (12), α: stress concentration factor for element shapes, M: maximum value of the stress [tm / m], f t : allowable tensile stress of the rebar [t / cm 2], j : stress center distance (= d × 7/8) [cm], a s: using The cross-sectional area per rebar [cm 2 ], B: unit width [cm], and the decimal value N ′ calculated from N ′ are rounded up to calculate the value N. The stress concentration coefficient α is calculated by the above-mentioned method, and the allowable tensile stress degree f t of the reinforcing bar, the distance d between the reinforcing bar and the floor lower surface, the cross-sectional area a s per reinforcing bar used, The unit width B is input from the input unit 3 in advance and is stored in the storage unit 3.

【0043】鉄筋量算出部25は、処理部2のメモリま
たは記憶部3から応力算出部22が算出したモーメント
(応力)の最大値を取得し、さらに上記所要のデータを
記憶部3より取得して、式(12)から鉄筋量を算出す
る。ここで算出される鉄筋量は、各方向および上下に配
筋される鉄筋と床下面までの距離d(4種類)(図16
参照)と、単位幅B(ボイド直交方向にはユニット幅
[cm](図17参照)、ボイド平行方向には100
[cm])を用いて、ボイド平行方向の上下とボイド直
交方向の上下のそれぞれについて算出される。算出の結
果は出力部に出力される。なお、各要素を構成する節点
の最大モーメントを当該要素のモーメント(応力)の最
大値として定義している。
The reinforcing bar amount calculation unit 25 acquires the maximum value of the moment (stress) calculated by the stress calculation unit 22 from the memory of the processing unit 2 or the storage unit 3, and further acquires the required data from the storage unit 3. Then, the amount of rebar is calculated from the equation (12). The amount of reinforcing bars calculated here is the distance d (four types) between the reinforcing bars arranged in each direction and vertically and the floor underside (FIG. 16).
Unit width B (unit width [cm] in the direction orthogonal to the void (see FIG. 17) and 100 in the void parallel direction).
[Cm]), and is calculated for each of the top and bottom in the void parallel direction and the top and bottom in the void orthogonal direction. The calculation result is output to the output unit. It should be noted that the maximum moment of the node forming each element is defined as the maximum value of the moment (stress) of the element.

【0044】図18〜21に出力例を示す。この例で
は、H=40[cm]、dx=34.0[cm]、dy
35.0[cm]、(jx=29.8[cm]、jy=3
0.6[cm])、αx=1.208、αy=1、as
1.27[cm2]、ft=2.0[t/cm2]であ
る。これらの図では、分割された各要素に必要とされる
鉄筋の本数を各要素に対応する桝目の中に表記してい
る。なお、本計算例では、D13鉄筋(as=1.27
[cm2]、ft=2.0[t/cm2])を使用するも
のとしている。また図の白地部分に表記された数値は1
[m]あたりの必要鉄筋の本数であり、斜線部分におい
てはユニット幅あたりの本数である。
18 to 21 show examples of output. In this example, H = 40 [cm], d x = 34.0 [cm], d y =
35.0 [cm], (j x = 29.8 [cm], j y = 3
0.6 [cm]), α x = 1.208, α y = 1 and a s =
It is 1.27 [cm 2 ] and f t = 2.0 [t / cm 2 ]. In these figures, the number of reinforcing bars required for each divided element is shown in the grid corresponding to each element. In the present calculation example, D13 rebar (a s = 1.27
[Cm 2 ] and ft = 2.0 [t / cm 2 ]) are used. In addition, the number written on the white background of the figure is 1
It is the number of required rebars per [m], and is the number per unit width in the shaded area.

【0045】次に、せん断力判定部26の動作について
説明する。せん断力判定部26は、中空スラブの各断面
に発生するせん断力について、別途定められる基準値
(許容応力度)fsと、下記の式(13)、(14)に
より算出されるせん断応力度τとを比較し、その安全性
を判定する。 (1)ボイド平行方向 τ=Qi×1000×(B/100)/(b×ji) =Qi×10×(B/b)/(7/8×(H−5))[kg/cm2] …(13) (2)ボイド直交方向 τ=Qi×1000×(100×ji) =Qi×10/(7/8×(H−φ))[kg/cm2] …(14) ここに、i=x,yであり、Qi、jiは、ボイド平行方
向(X方向)まはたボイド直交方向(Y方向)のせん断
力および応力中心間距離を表す。また、Bはボイド中心
間距離、bはボイド外径間距離、Hは床厚、φはボイド
直径である(図22参照)。
Next, the operation of the shearing force judging section 26 will be described. The shear force determination unit 26 determines a reference value (allowable stress level) fs separately determined for the shear force generated in each cross section of the hollow slab and the shear stress level τ calculated by the following equations (13) and (14). And to determine its safety. (1) Void parallel direction τ = Q i × 1000 × (B / 100) / (b × j i ) = Q i × 10 × (B / b) / (7/8 × (H-5)) [kg / Cm 2 ] (13) (2) Void orthogonal direction τ = Q i × 1000 × (100 × j i ) = Q i × 10 / (7/8 × (H-φ)) [kg / cm 2 ] (14) Here, i = x, y, and Q i and j i represent shear force and stress center distance in the void parallel direction (X direction) or the void orthogonal direction (Y direction). B is the distance between void centers, b is the distance between void outer diameters, H is the floor thickness, and φ is the void diameter (see FIG. 22).

【0046】例えば、X方向に対し、せん断力Qx
0.90[t/m]、せん断応力度τが0.69[kg
/cm2]で、基準値fsが7.00[kg/cm2]の
とき、τ<fsであり判定はOKとなる。また、Y方向
に対し、せん断力Qyが2.73[t/m]、せん断応
力度τが2.38[kg/cm2]のとき、τ<fsで
あり判定はOKとなる。判定の結果は出力部に出力され
る。
For example, in the X direction, the shearing force Q x is 0.90 [t / m] and the shearing stress τ is 0.69 [kg].
/ Cm 2 ], and the reference value fs is 7.00 [kg / cm 2 ], τ <fs and the determination is OK. Further, when the shearing force Q y is 2.73 [t / m] and the shearing stress τ is 2.38 [kg / cm 2 ] in the Y direction, τ <fs and the determination is OK. The result of the determination is output to the output unit.

【0047】次に、中空スラブ構造設計装置1による、
段差のある鉄筋コンクリート床板構造物の構造計算例を
説明する。
Next, by the hollow slab structure designing device 1,
A structural calculation example of a reinforced concrete floorboard structure having steps will be described.

【0048】本構造計算例は、図23(A)に示す中空
スラブである床板構造S1をもつ床板の中に、図23
(B)に示す無孔スラブである床板構造S2をもつ段差
部分がある場合の例である。本構造計算例の解析条件と
して、床板構造S1は、板厚25.0[cm]、孔直径
12.5[cm]、仕上げ荷重が50.0[kg/
2]、スラブ自重が482.2[kg/m2]、積載荷
重が180.0[kg/m2]であり、床板構造S2
は、板厚20.0[cm]、仕上げ荷重が50.0[k
g/m2]、スラブ自重480.0[kg/m2]である
ものとする。また、普通コンクリートを用い、コンクリ
ート設計強度を240[kg/cm 2]、ヤング係数
(E)を320.04[t/cm2]、ポアソン比
(ν)を1/6とし、鉄筋設計強度(Fs)を2000
[kg/cm2]とする。そして、床板の短辺長さを6
800[mm]、長辺長さを8400[mm]とし、床
板の分割数を短辺方向に16等分、長辺方向に20等分
とする(図24参照)。さらに境界条件として、床板の
外周が固定支持され、その固定度が85%の部分と60
%の部分があることを図25に示している。
This structural calculation example is a hollow structure shown in FIG.
In the floorboard having the floorboard structure S1 which is a slab, FIG.
Step with floorboard structure S2 that is a non-perforated slab shown in (B)
It is an example when there is a part. Analysis conditions for this structural calculation example
Then, the floor plate structure S1 has a plate thickness of 25.0 [cm] and a hole diameter.
12.5 [cm], finishing load is 50.0 [kg /
m2], The slab own weight is 482.2 [kg / m2], Loaded load
180.0 [kg / m2] And the floor plate structure S2
Has a plate thickness of 20.0 [cm] and a finishing load of 50.0 [k]
g / m2], Slab dead weight 480.0 [kg / m2]
I shall. Also, using concrete, concrete
Design strength of 240 [kg / cm 2], Young's modulus
(E) is 320.04 [t / cm2], Poisson's ratio
(Ν) is set to 1/6 and the reinforcing bar design strength (Fs) is 2000
[Kg / cm2]] And the short side length of the floorboard is 6
Floor length of 800 [mm] and long side length of 8400 [mm]
Divide the plate into 16 equal parts along the short side and 20 equal parts along the long side.
(See FIG. 24). Furthermore, as a boundary condition,
The outer circumference is fixed and supported, and the degree of fixing is 85% and 60
FIG. 25 shows that there is a% portion.

【0049】中空スラブ構造設計装置1に上記解析条件
が入力されると、分割部20は、図24に示すように床
板を等分割し各節点に節点番号を割り付け、さらに図2
5に示すように各要素に要素番号を割り付ける。そして
歪算出部21は、上記解析条件から変位および歪みを算
出する。算出された変位データは、出力部に図26に示
す変位図として出力される。この図では、節点番号1を
基準(0、000[mm])として節点番号179にお
いて最大変位(1.830[mm])が生ずることを示
している。
When the above-mentioned analysis conditions are input to the hollow slab structure designing apparatus 1, the dividing section 20 divides the floor board into equal parts as shown in FIG. 24, assigning node numbers to the respective nodes, and further referring to FIG.
An element number is assigned to each element as shown in FIG. Then, the strain calculation unit 21 calculates the displacement and strain from the above analysis conditions. The calculated displacement data is output to the output unit as a displacement diagram shown in FIG. This figure shows that the maximum displacement (1.830 [mm]) occurs at the node number 179 with the node number 1 as the reference (0000 [mm]).

【0050】応力算出部22は、入力された解析条件に
基づき曲げ剛性マトリクス(式(4))を設定する。上
記解析条件のもとで、床板構造S1に対する曲げ剛性マ
トリクスの成分は、D1=499.8[tm]、Dx=
2967.5[tm]、Dy=3030.5[tm]、
Dxy=1249.6[tm]となり、床板構造S2に
対する曲げ剛性マトリクスの成分は、D1=262.9
[tm]、Dx=1577.4[tm]、Dy=157
7.4[tm]、Dxy=657.3[tm]となる。
そして歪算出部21により算出された歪データをもとに
床板に生ずる応力を算出する。算出された応力データ
は、出力部にモーメント図、せん断力図、支点反力図と
して出力される。本構造計算例における応力データの出
力例を図27〜31に示す。図27〜31はそれぞれ、
X方向の曲げモーメント図、Y方向の曲げモーメント
図、X方向のせん断力図、Y方向のせん断力図、支点反
力図を示している。
The stress calculator 22 sets a bending stiffness matrix (equation (4)) based on the input analysis conditions. Under the above analysis conditions, the components of the bending stiffness matrix for the floorboard structure S1 are D1 = 499.8 [tm], Dx =
2967.5 [tm], Dy = 3030.5 [tm],
Dxy = 1249.6 [tm], and the component of the bending rigidity matrix for the floor plate structure S2 is D1 = 262.9.
[Tm], Dx = 1577.4 [tm], Dy = 157
It becomes 7.4 [tm] and Dxy = 657.3 [tm].
Then, based on the strain data calculated by the strain calculation unit 21, the stress generated in the floorboard is calculated. The calculated stress data is output to the output section as a moment diagram, a shear force diagram, and a fulcrum reaction force diagram. 27 to 31 show output examples of stress data in this structural calculation example. 27 to 31 respectively,
A bending moment diagram in the X direction, a bending moment diagram in the Y direction, a shear force diagram in the X direction, a shear force diagram in the Y direction, and a fulcrum reaction force diagram are shown.

【0051】歪算出手段21により算出された最大変位
(弾性たわみ)δEは、図26に示すように、節点番号
179において生じδE=0.183[cm]である。
たわみ判定部23は、クリープを考慮した長期たわみδ
を算出する。この例ではδ=0.183×4.0=0.
732[cm]となる。この値と、床板の短辺長さ(l
min)の680.0[cm]とから短辺方向の単位長さ
あたりの長期たわみ(δ/lmin)である1/929を
算出し、この値と基準値1/250とを比較判定する。
この例では、短辺方向の単位長さあたりの長期たわみは
基準値以下でありOKと判定される。
The maximum displacement (elastic deflection) δ E calculated by the strain calculating means 21 is δ E = 0.183 [cm] occurring at the node number 179 as shown in FIG.
The deflection determination unit 23 determines the long-term deflection δ considering creep.
To calculate. In this example, δ = 0.183 × 4.0 = 0.
It becomes 732 [cm]. This value and the short side length of the floorboard (l
min ) of 680.0 [cm], the long-term deflection per unit length in the short side direction (δ / l min ) of 1/929 is calculated, and this value and the reference value 1/250 are compared and determined. .
In this example, the long-term deflection per unit length in the short side direction is equal to or less than the reference value and is determined to be OK.

【0052】ひび割れ判定部24は、式(11)よりひ
び割れモーメントを算出する。解析条件のコンクリート
設計強度(Fc)は、240[kg/cm2]である。
床板構造S1のX方向断面係数Zは、10033[cm
3/m]であるとして式(11)よりX方向のひび割れ
モーメント(Mc)である2.80[tm]を算出す
る。一方X方向の曲げモーメントの最大値は、図27に
示すように節点番号103において−1.75[tm/
m]である。ひび割れ判定部24は、算出したX方向の
ひび割れモーメント(Mc)と、応力算出部22が算出
したX方向の曲げモーメントの最大値とを比較判定す
る。この例では、X方向の曲げモーメントの最大値がひ
び割れモーメント(Mc)以下であるのでOKと判定さ
れる。ひび割れ判定部24は、さらに床板構造S1のY
方向および床板構造S2のX、Yの各方向に対し、上記
と同様のひび割れに係る安全性の判定を行う。
The crack determination unit 24 calculates the crack moment from the equation (11). The concrete design strength (Fc) under the analysis conditions is 240 [kg / cm 2 ].
The section coefficient Z in the X direction of the floor plate structure S1 is 10033 [cm
3 / m], the crack moment (Mc) in the X direction, 2.80 [tm], is calculated from equation (11). On the other hand, the maximum value of the bending moment in the X direction is -1.75 [tm / at node number 103 as shown in FIG.
m]. The crack determination unit 24 compares and determines the calculated X direction crack moment (Mc) and the maximum value of the X direction bending moment calculated by the stress calculation unit 22. In this example, the maximum value of the bending moment in the X direction is equal to or less than the crack moment (Mc), so it is determined to be OK. The crack determination unit 24 further determines that the floorboard structure S1 has Y
For the direction and for each of the X and Y directions of the floor plate structure S2, the same determination of the safety regarding cracking is performed.

【0053】鉄筋量算出部25は、分割された床板構造
の各要素毎に式(12)を用いて必要鉄筋量を算出す
る。本構造計算例では、床板構造S1の場合、板厚25
[cm]であり、X方向に対し、配筋される鉄筋と床下
面までの距離(dx)は20.0[cm]、応力集中係
数(αy)は1であり、Y方向に対し、配筋される鉄筋
と床下面までの距離(dy)は19.0[cm]、応力
集中係数(αy)は1.0771である。また、床板構
造S2の場合、板厚20[cm]であり、X方向に対
し、配筋される鉄筋と床下面までの距離(dx)は1
5.0[cm]、応力集中係数(αx)は1であり、Y
方向に対し、配筋される鉄筋と床下面までの距離
(dy)は14.0[cm]、応力集中係数(αy)は1
である。
The reinforcing bar amount calculating section 25 calculates the required reinforcing bar amount using the equation (12) for each element of the divided floorboard structure. In this structural calculation example, in the case of the floor plate structure S1, the plate thickness is 25
[Cm], the distance (d x ) from the reinforcing bar to the bottom surface of the floor to the X direction is 20.0 [cm], the stress concentration factor (α y ) is 1, and the direction to the Y direction is The distance (d y ) between the reinforced bars and the floor lower surface is 19.0 [cm], and the stress concentration coefficient (α y ) is 1.0771. Further, in the case of the floor plate structure S2, the plate thickness is 20 [cm], and the distance (d x ) from the reinforcing bar to be reinforced to the floor lower surface is 1 in the X direction.
5.0 [cm], the stress concentration factor (α x ) is 1, and Y
With respect to the direction, the distance (d y ) from the reinforcing bar to be arranged to the bottom surface of the floor is 14.0 [cm], and the stress concentration factor (α y ) is 1
Is.

【0054】これらの値をもとに算出された必要鉄筋量
は出力部に出力される。図32は、X方向上端筋必要本
数図である。この例では、D13鉄筋(as=1.27
[cm2]、ft=2.0[t/cm2])を使用するも
のとして算出している。白地部分は1[m]あたりの必
要本数を示し、斜線部分はユニット幅あたりの必要本数
を示している。図33はX方向下端筋必要本数図であ
る。図33も図32の場合と同様の条件のもと必要な鉄
筋の本数を示している。図34および図35はそれぞれ
Y方向上端筋必要本数図とY方向下端筋必要本数図であ
り、D13鉄筋(as=1.27[cm2]、ft=2.
0[t/cm2])を使用するものとして算出されてい
る。升目の中の数値は、1[m]あたりの必要鉄筋の本
数である。
The required amount of rebar calculated based on these values is output to the output section. FIG. 32 is a diagram of the required number of upper end streaks in the X direction. In this example, D13 rebar (a s = 1.27
[Cm 2 ] and ft = 2.0 [t / cm 2 ]) are used for calculation. The white background indicates the required number per 1 [m], and the shaded portion indicates the required number per unit width. FIG. 33 is a diagram showing the required number of lower end streaks in the X direction. FIG. 33 also shows the number of reinforcing bars required under the same conditions as in FIG. 34 and 35 are Y-direction upper muscle necessary number view and Y-direction lower muscle necessary number views, respectively, D13 rebar (a s = 1.27 [cm 2 ], ft = 2.
0 [t / cm 2 ]) is used. The numerical value in the square is the number of required reinforcing bars per 1 [m].

【0055】せん断力判定部26は、はじめに式(1
3)、式(14)を用いて、せん断応力度τを算出す
る。本例では、床板構造S1のX方向に対し、応力算出
部22により算出されたせん断力Qxが0.90[t/
m]であるので、式(13)よりせん断応力度τとして
0.69[kg/cm2]が算出される。基準値(許容
応力度)fsが7.40[kg/cm2]のとき、τ<
fsとなりせん断力に係る判定はOKと判定される。同
様にして、床板構造S1のY方向および床板構造S2の
X、Yの各方向に対し、せん断応力度τを算出し、各せ
ん断応力度τと基準値(許容応力度)fsとを比較判定
する。判定の結果は出力部に出力される。以上、中空ス
ラブ構造設計装置1の動作の詳細を説明した。
The shearing force determining section 26 first calculates the equation (1
The shear stress degree τ is calculated using 3) and the equation (14). In this example, the shearing force Q x calculated by the stress calculator 22 is 0.90 [t / t with respect to the X direction of the floor plate structure S1.
m], 0.69 [kg / cm 2 ] is calculated as the shear stress degree τ from the equation (13). When the reference value (allowable stress level) fs is 7.40 [kg / cm 2 ], τ <
It becomes fs and the determination regarding the shear force is determined to be OK. Similarly, the shear stress degree τ is calculated for each of the Y direction of the floor plate structure S1 and each of the X and Y directions of the floor plate structure S2, and each shear stress degree τ is compared and determined with a reference value (allowable stress degree) fs. To do. The result of the determination is output to the output unit. The operation of the hollow slab structure design device 1 has been described above in detail.

【0056】なお、本発明の中空スラブ構造設計装置に
おける構造計算の機能をコンピュータに実現させるため
のプログラムをコンピュータ読み取り可能な記録媒体に
記録して、この記録媒体に記録されたプログラムをコン
ピュータシステムに読み込ませ、実行することにより中
空スラブ構造設計装置を実現してもよい。すなわち、こ
のプログラムは、中空スラブを複数の要素に分割する機
能と、歪算出手段の機能と、応力算出手段の機能と、第
1の判定手段の機能と、第2の判定手段の機能と、鉄筋
量算出手段の機能と、第3の判定手段の機能とをコンピ
ュータに実現させる。
A program for causing a computer to realize the function of structural calculation in the hollow slab structure designing apparatus of the present invention is recorded in a computer-readable recording medium, and the program recorded in this recording medium is recorded in a computer system. The hollow slab structure designing device may be realized by reading and executing. That is, this program has a function of dividing the hollow slab into a plurality of elements, a function of strain calculating means, a function of stress calculating means, a function of first determining means, and a function of second determining means. A computer is made to realize the function of the reinforcing bar amount calculating means and the function of the third determining means.

【0057】なお、ここでいう「コンピュータシステ
ム」とは、OSや周辺機器等のハードウェアを含むもの
とする。また、「コンピュータシステム」は、WWWシ
ステムを利用している場合であれば、ホームページ提供
環境(あるいは表示環境)も含むものとする。また、
「コンピュータ読み取り可能な記録媒体」とは、フロッ
ピーディスク、光磁気ディスク、ROM、CD−ROM
等の可般媒体、コンピュータシステムに内蔵されるハー
ドディスク等の記憶装置のことをいう。さらに「コンピ
ュータ読み取り可能な記録媒体」とは、インターネット
等のネットワークや電話回線等の通信回線を介してプロ
グラムを送信する場合の通信線のように、短時間の間、
動的にプログラムを保持するもの(伝送媒体ないしは伝
送波)、その場合のサーバやクライアントとなるコンピ
ュータシステム内部の揮発性メモリのように、一定時間
プログラムを保持しているものも含むものとする。また
上記プログラムは、前述した機能の一部を実現するため
のものであってもよい。さらに前述した機能をコンピュ
ータシステムにすでに記録されているプログラムとの組
み合わせで実現できるもの、いわゆる差分ファイル(差
分プログラム)であってもよい。
The "computer system" referred to here includes an OS and hardware such as peripheral devices. In addition, the “computer system” includes a homepage providing environment (or display environment) if a WWW system is used. Also,
"Computer-readable recording medium" means a floppy disk, a magneto-optical disk, a ROM, a CD-ROM.
It means a storage medium such as a portable medium such as a hard disk built in a computer system. Furthermore, "computer-readable recording medium" means, for a short time, such as a communication line for transmitting a program through a network such as the Internet or a communication line such as a telephone line.
A program that dynamically holds a program (transmission medium or wave), and a program that holds a program for a certain period of time, such as a volatile memory inside a computer system that serves as a server or a client in that case, are also included. Further, the program may be for realizing a part of the functions described above. Further, it may be a so-called difference file (difference program) that can realize the above-mentioned functions in combination with a program already recorded in the computer system.

【0058】以上、この発明の実施の形態を図面を参照
して詳述してきたが、具体的な構成はこの実施の形態に
限られるものではなく、この発明の要旨を逸脱しない範
囲の設計等も含まれる。
Although the embodiment of the present invention has been described in detail with reference to the drawings, the specific configuration is not limited to this embodiment, and the design etc. within the scope not departing from the gist of the present invention. Is also included.

【0059】[0059]

【発明の効果】以上、詳細に説明したように、本発明に
よれば、中空スラブに特有の直交異方性および中空部に
かかる応力集中を考慮した中空スラブの構造設計の際に
使用される物理量の算出を自動的に行うので、中空スラ
ブに適した構造設計を容易に、一貫して行え、また、安
全性の判断を自動的に行える。また、本発明によれば、
中空スラブの各部(要素)毎に必要となる鉄筋量を自動
的に算出できる。
As described above in detail, according to the present invention, in designing the structure of a hollow slab in consideration of the orthotropic anisotropy peculiar to the hollow slab and the stress concentration applied to the hollow portion.
Since the physical quantities used are calculated automatically, structural design suitable for hollow slabs can be performed easily and consistently, and safety can be automatically judged. Further, according to the present invention,
It is possible to automatically calculate the amount of rebar required for each part (element) of the hollow slab.

【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]

【図1】 本発明の一実施の形態である中空スラブ構造
設計装置の構成を示すブロック図である。
FIG. 1 is a block diagram showing a configuration of a hollow slab structure designing device according to an embodiment of the present invention.

【図2】 中空スラブの構造と作用する力を説明する図
である。
FIG. 2 is a diagram illustrating a structure of a hollow slab and a force acting thereon.

【図3】 解析条件の一例となる中空スラブの寸法を示
す図である。
FIG. 3 is a diagram showing dimensions of a hollow slab as an example of analysis conditions.

【図4】 中空スラブのモデル図の一例である。FIG. 4 is an example of a model diagram of a hollow slab.

【図5】 中空スラブのモデル図の一例である。FIG. 5 is an example of a model diagram of a hollow slab.

【図6】 中空スラブと無孔スラブの床圧、単位幅を示
す図である。
FIG. 6 is a diagram showing a floor pressure and a unit width of a hollow slab and a non-perforated slab.

【図7】 中空スラブと無効スラブにかかる応力による
端部の水平方向の変位dp、dyを示す図である。
FIG. 7 is a diagram showing horizontal displacements d p and d y of an end portion due to stress applied to a hollow slab and an ineffective slab.

【図8】 歪算出部が出力する変位図の一例である。FIG. 8 is an example of a displacement diagram output by the distortion calculation unit.

【図9】 応力算出部が出力するX方向の曲げモーメン
ト図の一例である。
FIG. 9 is an example of a bending moment diagram in the X direction output by the stress calculation unit.

【図10】 応力算出部が出力するY方向の曲げモーメ
ント図の一例である。
FIG. 10 is an example of a bending moment diagram in the Y direction output by the stress calculation unit.

【図11】 応力算出部が出力するX方向のせん断力図
の一例である。
FIG. 11 is an example of a shear force diagram in the X direction output by the stress calculation unit.

【図12】 応力算出部が出力するY方向のせん断力図
の一例である。
FIG. 12 is an example of a shear force diagram in the Y direction output by the stress calculation unit.

【図13】 中空スラブに対する単純曲げ状態を示す図
である。
FIG. 13 is a diagram showing a simple bending state of the hollow slab.

【図14】 中空スラブにかかる応力の値を評価する内
点を示す図である。
FIG. 14 is a diagram showing inner points for evaluating the value of stress applied to the hollow slab.

【図15】 中空スラブにかかるX方向の応力集中係数
(h−r=125[mm]のとき)を示す図である。
FIG. 15 is a diagram showing an X-direction stress concentration factor (when h−r = 125 [mm]) applied to the hollow slab.

【図16】 配筋される鉄筋と床下面までの距離dを説
明する図である。
FIG. 16 is a diagram illustrating a distance d between a reinforcing bar to be reinforced and a floor lower surface.

【図17】 中空スラブの単位幅Bを説明する図であ
る。
FIG. 17 is a diagram illustrating a unit width B of a hollow slab.

【図18】 鉄筋量算出部が出力するX方向上端筋必要
本数を示す図の一例である。
FIG. 18 is an example of a diagram showing the required number of X-direction upper end bars output by the reinforcing bar amount calculation unit.

【図19】 鉄筋量算出部が出力するX方向下端筋必要
本数を示す図の一例である。
FIG. 19 is an example of a diagram showing the required number of X-direction lower end bars output by the reinforcing bar amount calculation unit.

【図20】 鉄筋量算出部が出力するY方向上端筋必要
本数を示す図の一例である。
FIG. 20 is an example of a diagram showing the required number of Y-direction upper end bars output by the reinforcing bar amount calculation unit.

【図21】 鉄筋量算出部が出力するY方向下端筋必要
本数を示す図の一例である。
FIG. 21 is an example of a diagram showing the required number of Y-direction lower end bars output by the reinforcing bar amount calculation unit.

【図22】 ボイド中心間距離B、ボイド外径間距離
b、床厚H、ボイド直径φを説明する図である。
FIG. 22 is a diagram illustrating a void center distance B, a void outer diameter distance b, a floor thickness H, and a void diameter φ.

【図23】 段差のある床板構造物の1例の構造例であ
る。
FIG. 23 is a structural example of an example of a floorboard structure having steps.

【図24】 段差のある床板構造物の1例の寸法と節点
番号を示す図である。
FIG. 24 is a diagram showing dimensions and node numbers of an example of a floorboard structure having steps.

【図25】 段差のある床板構造物の1例の要素番号と
境界条件(固定支持)を示す図である。
FIG. 25 is a diagram showing an element number and boundary conditions (fixed support) of an example of a floorboard structure having steps.

【図26】 段差のある床板構造物の1例に対する解析
結果の変位図である。
FIG. 26 is a displacement diagram of analysis results for an example of a floorboard structure having steps.

【図27】 段差のある床板構造物の1例に対する解析
結果のX方向の曲げモーメント図である。
FIG. 27 is a bending moment diagram in the X direction as an analysis result for an example of a floorboard structure having a step.

【図28】 段差のある床板構造物の1例に対する解析
結果のY方向の曲げモーメント図である。
FIG. 28 is a Y-direction bending moment diagram of an analysis result of an example of a floorboard structure having a step.

【図29】 段差のある床板構造物の1例に対する解析
結果のX方向のせん断力図である。
FIG. 29 is a shear force diagram in the X direction as an analysis result for an example of a floorboard structure having a step.

【図30】 段差のある床板構造物の1例に対する解析
結果のY方向のせん断力図である。
FIG. 30 is a shear force diagram in the Y direction as an analysis result for an example of a floorboard structure having a step.

【図31】 段差のある床板構造物の1例に対する解析
結果の支点反力図である。
FIG. 31 is a fulcrum reaction force diagram of analysis results for an example of a floorboard structure having a step.

【図32】 段差のある床板構造物の1例に対する解析
結果のX方向上端筋必要本数図である。
FIG. 32 is a diagram of the required number of X-direction upper end streaks as an analysis result for an example of a floorboard structure having a step.

【図33】 段差のある床板構造物の1例に対する解析
結果のX方向下端筋必要本数図である。
FIG. 33 is a diagram showing the required number of X-direction bottom streaks as an analysis result for an example of a floorboard structure having steps.

【図34】 段差のある床板構造物の1例に対する解析
結果のY方向上端筋本数図である。
FIG. 34 is a Y-direction upper end streak count diagram of an analysis result of an example of a floorboard structure having a step.

【図35】 段差のある床板構造物の1例に対する解析
結果のY方向下端筋必要本数図である。
FIG. 35 is a diagram showing the required number of lower end streaks in the Y direction as an analysis result of an example of a floorboard structure having steps.

【図36】 中空スラブ構造設計装置の処理過程を説明
するフローチャートである。
FIG. 36 is a flowchart illustrating a process of the hollow slab structure design device.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1…中空スラブ構造設計装置 2…処理部 3…記憶部 20…分割部 21…歪算出部(歪算出手段) 22…応力算出部(応力算出手段) 23…たわみ判定部(第1の判定手段) 24…ひび割れ判定部(第2の判定手段) 25…鉄筋量算出部(鉄筋量算出手段) 26…せん断力判定部(第3の判定手段) 1. Hollow slab structure design device 2 ... Processing unit 3 ... Storage unit 20 ... Dividing part 21 ... Distortion calculation unit (distortion calculation means) 22 ... Stress calculation unit (stress calculation means) 23 ... Deflection determination unit (first determination means) 24: Crack determination unit (second determination means) 25 ... Reinforcing bar amount calculation unit (reinforcing bar amount calculation means) 26 ... Shearing force judging section (third judging means)

フロントページの続き (56)参考文献 特開 平5−89209(JP,A) 建築技術,日本,株式会社建築技術, 1984年4月1日,1984年8月号,p.55 −56 (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) G06F 17/50 E04B 5/43 Continuation of the front page (56) Reference JP-A-5-89209 (JP, A) Building Technology, Japan, Building Technology, April 1, 1984, August 1984, p. 55-56 (58) Fields surveyed (Int.Cl. 7 , DB name) G06F 17/50 E04B 5/43

Claims (7)

(57)【特許請求の範囲】(57) [Claims] 【請求項1】 中空スラブ構造設計装置における中空ス
ラブの構造設計の際に使用される物理量を算出するコン
ピュータであって、 中空スラブに生ずる歪みおよび応力の算出に用いる入力
データが入力される入力デバイスと、 前記中空スラブにかかる荷重をもとに該中空スラブの変
位および歪みを算出する歪算出手段と、さらに、前記歪
算出手段により算出された中空スラブの歪みをもとに該
中空スラブに生ずる応力を算出する応力算出手段とを含
み、中央演算処理装置とメモリとからなる処理部と、 前記入力データと前記処理部により算出されるデータ
を記憶する記憶部と、前記処理部によって前記入力デー
タから算出された結果を出力する出力デバイスとを備
え、複数の要素に分割された中空スラブの各要素毎に、境界
条件に応じて、 前記歪算出手段は、 {P}=[K]{δ}、 (ここで、{P}:荷重ベクトル、[K]:直交異方性
を考慮した曲げ剛性マトリクス[D]を用いて求められ
る剛性マトリクス、{δ}:変位ベクトル)で表せる荷
重ベクトルと変位ベクトルの関係式を用いて、前記入力
データをもとに荷重ベクトルと剛性マトリクスを設定し
変位を算出するとともに、さらに算出された変位をもと
に歪みを算出し、 前記応力算出手段は、 {M}=[D]{ε}、 (ここで、{M}:応力ベクトル、[D]:直交異方性
を考慮した曲げ剛性マトリクス、{ε}:歪ベクトル) で表せる応力ベクトルと歪ベクトルの関係式を用いて、
前記入力データおよび前記歪み算出手段により算出され
た歪みをもとに、 【数1】 【数2】 ただし、kx、ky、k1、kxy:直交異方性を考慮した
係数、 E:縦弾性係数、t:床厚、ν:ポアソン比、特に、係数k y は、境界要素法を用いて算出される、曲
げモーメントによる、 中空のないスラブの断面端部の水平方向の変位d p と中
空スラブの断面端部の水平方向の変位d y とから、k y
p /d y 、として算出される値、 を設定し応力の算出を行うことを特徴とするコンピュー
1. A hollow slab in a hollow slab structure design device.
A computer that calculates the physical quantities used in the structural design of a lab.
A computer, an input device to which input data used for calculation of strain and stress generated in the hollow slab is input, and strain calculation means for calculating displacement and strain of the hollow slab based on the load applied to the hollow slab And a stress calculating means for calculating the stress generated in the hollow slab based on the strain of the hollow slab calculated by the strain calculating means.
Look, a processing unit comprising a central processing unit and a memory, the input data and the previous SL and a storage unit for storing <br/> the data calculated by the processing unit, thus the input data to the processing unit
Output device that outputs the result calculated from the data, and for each element of the hollow slab divided into multiple elements, the boundary
Depending on the conditions, the strain calculation means is: {P} = [K] {δ}, (where {P} is a load vector, [K] is a bending stiffness matrix [D] in consideration of orthogonal anisotropy. Using a relational expression of a load vector and a displacement vector that can be represented by a stiffness matrix, {δ}: displacement vector) obtained by using, the load vector and the stiffness matrix are set based on the input data, and the displacement is calculated. Further, the strain is calculated based on the calculated displacement, and the stress calculating unit is: {M} = [D] {ε}, (where, {M}: stress vector, [D]: orthogonal anisotropy Bending stiffness matrix considering, {ε}: Strain vector) Using the relational expression of stress vector and strain vector,
Based on the input data and the distortion calculated by the distortion calculating means, [Equation 2] However, k x, k y, k 1, k xy: coefficient considering the orthotropic, E: Young's modulus, t: a bed depth, [nu: Poisson's ratio, in particular, the coefficient k y, the boundary element method Song calculated using
By lower moment hollow without the cross-sectional end portion of the slab horizontal displacement d p and the medium
From the horizontal displacement d y of the cross-section end of the empty slab , k y =
A computer characterized by setting a value calculated as d p / d y , and calculating stress.
Ta .
【請求項2】 前記処理部は、前記歪算出手段が算出し
た中空スラブの最大変位にクリープを考慮した安全係数
を乗じた値と、基準値とを比較し、中空スラブのたわみ
に係る安全性を判定する第1の判定手段をさらに含むこ
とを特徴とする請求項1に記載のコンピュータ
2. The processing unit compares a value obtained by multiplying the maximum displacement of the hollow slab calculated by the strain calculating unit by a safety factor in consideration of creep with a reference value, and the safety related to the deflection of the hollow slab. The computer according to claim 1, further comprising first determining means for determining.
【請求項3】 前記処理部は、前記応力算出手段が算出
した中空スラブに発生する最大応力と、 Mc=k・(Fc)1/2Z、 ただし、k:係数、Fc:コンクリート設計強度、Z:
断面係数、 で示されるひび割れモーメントMcとを比較し、中空ス
ラブのひび割れに係る安全性を判定する第2の判定手段
さらに含むことを特徴とする請求項1または請求項
に記載のコンピュータ
3. The maximum stress generated in the hollow slab calculated by the stress calculating means and Mc = k · (Fc) 1/2 Z, where k: coefficient, Fc: concrete design strength, Z:
Comparing the cracking moment Mc shown in section modulus, claim, further comprising a second determination means for determining the safety of the cracking of the hollow slabs 1 or claim 2
The computer described in.
【請求項4】 前記記憶部は、ボイド直交方向の配筋の
要素形状に関する応力集中係数αをさらに記憶し、 前記処理部は、中空スラブに必要な鉄筋量Nを、前記応
力集中係数αを用いて算出する鉄筋量算出手段をさらに
含むことを特徴とする請求項1ないし請求項のいずれ
かに記載のコンピュータ
4. The storage unit further stores a stress concentration factor α related to the element shape of the reinforcing bar in the void orthogonal direction, and the processing unit determines the amount N of reinforcing steel required for the hollow slab and the stress concentration factor α. The computer according to any one of claims 1 to 3 , further comprising a reinforcing bar amount calculating means for calculating by using the reinforcing bar amount calculating means.
【請求項5】 前記処理部は、 ボイド平行方向に対し τ=Qx×(B/b)/(7/8×(H−dt))、 ボイド直交方向に対し τ=Qy/(7/8×(H−φ))、 ただし、Qx:ボイド平行方向の最大せん断力、 Qy:ボイド直交方向の最大せん断力、 B:ボイド中心間距離、 b:ボイド外径間距離、 H:床厚、 φ:ボイド直径、 dt:床の引張縁より鉄筋重心までの距離、 で示されるせん断応力度τと、許容せん断応力度とを比
較し、中空スラブに発生するせん断力に係る安全性を判
定する第3の判定手段をさらに含むことを特徴とする請
求項1ないし請求項のいずれかに記載のコンピュー
5. The processing unit comprises τ = Qx × (B / b) / (7/8 × (H- dt )) in the void parallel direction, and τ = Qy / (7 / in the void orthogonal direction. 8x (H-φ)), where Qx: maximum shear force in the void parallel direction, Qy: maximum shear force in the direction orthogonal to the void, B: distance between void centers, b: distance between void outer diameters, H: floor thickness , Φ: Void diameter, dt : Distance from the tensile edge of the floor to the barycenter of the reinforcing bar, and compare the shear stress τ with the allowable shear stress to determine the safety of the shear force generated in the hollow slab. The computer according to any one of claims 1 to 4 , further comprising third determining means for determining.
Ta .
【請求項6】 中空スラブ構造設計装置における中空ス
ラブの構造設計の際に使用される歪み・応力を算出する
ために、コンピュータに実行させる処理手順からなる歪
応力算出方法であって、 中空断面をもつスラブにおけるボイド平行方向の断面2
次モーメントIxを算出する手順と、 中空断面をもたないスラブにおけるボイド平行方向の断
面2次モーメントI0を算出する手順と、 前記断面2次モーメントIxをI0で除算し係数kxを算
出する手順と、 境界要素法を用いて、曲げモーメントによる、中空断面
をもたないスラブの断面端部の水平方向の変位dpと中
空スラブの断面端部の水平方向の変位dyを算出する手
順と、 前記曲げモーメントによる、中空断面をもたないスラブ
の断面端部の水平方向の変位dpを中空スラブの断面端
部の水平方向の変位dyで除算し係数kyを算出する手順
と、 前記係数kx、kyの平均をとり、該平均値を係数k1
xyとして設定する手順と、 {P}=[K]{δ}、 (ここで、{P}:荷重ベクトル、[K]:直交異方性
を考慮した曲げ剛性マトリクス[D]を用いて求められ
る剛性マトリクス、{δ}:変位ベクトル)で表せる荷
重ベクトルと変位ベクトルの関係式を用いて、前記入力
データをもとに荷重ベクトルと剛性マトリクスを設定し
変位を算出するとともに、さらに算出された変位をもと
に歪みを算出する手順と、 {M}=[D]{ε}、 (ここで、{M}:応力ベクトル、[D]:直交異方性
を考慮した曲げ剛性マトリクス、{ε}:歪ベクトル) で表せる応力ベクトルと歪ベクトルの関係式を用いて、
前記入力データおよび前記歪算出手段により算出された
歪みをもとに、 【数3】 【数4】 ただし、kx、ky、k1、kxy:直交異方性を考慮した
係数、 E:縦弾性係数、t:床厚、ν:ポアソン比、 を設定し応力を算出する手順と、を含むことを特徴とす
歪応力算出方法。
6. A hollow slab in a hollow slab structure design device.
Calculate the strain and stress used in the structural design of a lab
Distortion, which consists of processing steps that a computer
A method for calculating stress, which is a cross section 2 in a void parallel direction in a slab having a hollow cross section.
The procedure of calculating the second moment I x , the procedure of calculating the second moment of inertia I 0 in the void parallel direction in the slab having no hollow cross section, and the second moment of area I x being divided by I 0 to obtain a coefficient k x. And the boundary element method to calculate the horizontal displacement d p of the cross-section end of the slab without a hollow cross section and the horizontal displacement d y of the cross-section end of the hollow slab due to the bending moment. The calculation procedure and the horizontal displacement d p of the cross-section end of the slab having no hollow section due to the bending moment are divided by the horizontal displacement d y of the cross-section end of the hollow slab to calculate the coefficient k y . And the mean of the coefficients k x and k y , and the mean value is taken as the coefficient k 1 ,
Using the procedure of setting as k xy and {P} = [K] {δ}, (where, {P}: load vector, [K]: bending stiffness matrix [D] considering orthogonal anisotropy Using the relational expression of the load vector and the displacement vector that can be represented by the required stiffness matrix, {δ}: displacement vector), the load vector and the stiffness matrix are set based on the input data, and the displacement is calculated. And a procedure for calculating strain based on the displacement, {M} = [D] {ε}, (where {M} is a stress vector, [D] is a bending stiffness matrix in which orthogonal anisotropy is considered, {Ε}: strain vector) Using the relational expression of the stress vector and strain vector,
Based on the input data and the distortion calculated by the distortion calculating means, [Equation 4] However, k x, k y, k 1, k xy: coefficient considering the orthotropic, E: Young's modulus, t: a bed depth, [nu: a step of calculating the Poisson's ratio, set the stress, the A strain stress calculation method comprising:
【請求項7】 中空スラブ構造設計装置における歪応力
算出プログラムを記録した記録媒体であって、 中空断面をもつスラブにおけるボイド平行方向の断面2
次モーメントIxを算出する手順と、 中空断面をもたないスラブにおけるボイド平行方向の断
面2次モーメントI0を算出する手順と、 前記断面2次モーメントIxをI0で除算し係数kxを算
出する手順と、 境界要素法を用いて、曲げモーメントによる、中空断面
をもたないスラブの断面端部の水平方向の変位dpと中
空スラブの断面端部の水平方向の変位dyを算出する手
順と、 前記曲げモーメントによる、中空断面をもたないスラブ
の断面端部の水平方向の変位dpを中空スラブの断面端
部の水平方向の変位dyで除算し係数kyを算出する手順
と、 前記係数kx、kyの平均をとり、該平均値を係数k1
xyとして設定する手順と、 {P}=[K]{δ}、 (ここで、{P}:荷重ベクトル、[K]:直交異方性
を考慮した曲げ剛性マトリクス[D]を用いて求められ
る剛性マトリクス、{δ}:変位ベクトル) で表せる荷重ベクトルと変位ベクトルの関係式を用い
て、前記入力データをもとに荷重ベクトルと剛性マトリ
クスを設定し変位を算出するとともに、さらに算出され
た変位をもとに歪みを算出する手順と、 {M}=[D]{ε}、 (ここで、{M}:応力ベクトル、[D]:直交異方性
を考慮した曲げ剛性マトリクス、{ε}:歪ベクトル) で表せる応力ベクトルと歪ベクトルの関係式を用いて、
前記入力データおよび前記歪み算出手段により算出され
た歪みをもとに、 【数5】 【数6】 ただし、kx、ky、k1、kxy:直交異方性を考慮した
係数、 E:縦弾性係数、t:床厚、ν:ポアソン比、 を設定し応力を算出する手順とをコンピュータに実行さ
せる歪応力算出プログラムを記録したコンピュータ読み
取り可能な記録媒体。
7. A recording medium in which a strain stress calculating program in a hollow slab structure designing device is recorded, wherein a cross section 2 in a void parallel direction in a slab having a hollow cross section.
The procedure of calculating the second moment I x , the procedure of calculating the second moment of inertia I 0 in the void parallel direction in the slab having no hollow cross section, and the second moment of area I x being divided by I 0 to obtain a coefficient k x. And the boundary element method to calculate the horizontal displacement d p of the cross-section end of the slab without a hollow cross section and the horizontal displacement d y of the cross-section end of the hollow slab due to the bending moment. The calculation procedure and the horizontal displacement d p of the cross-section end of the slab having no hollow section due to the bending moment are divided by the horizontal displacement d y of the cross-section end of the hollow slab to calculate the coefficient k y . And the mean of the coefficients k x and k y , and the mean value is taken as the coefficient k 1 ,
Using the procedure of setting as k xy and {P} = [K] {δ}, (where, {P}: load vector, [K]: bending stiffness matrix [D] considering orthogonal anisotropy Using the relational expression between the load vector and the displacement vector that can be represented by the required stiffness matrix, {δ}: displacement vector), the load vector and the stiffness matrix are set based on the input data, and the displacement is calculated, and further calculated. And a procedure for calculating strain based on the displacement, {M} = [D] {ε}, (where {M} is a stress vector, [D] is a bending stiffness matrix in which orthogonal anisotropy is considered, {Ε}: strain vector) Using the relational expression of the stress vector and strain vector,
Based on the input data and the distortion calculated by the distortion calculating means, [Equation 6] However, k x, k y, k 1, k xy: coefficient considering the orthotropic, E: Young's modulus, t: a bed depth, [nu: a procedure of calculating the Poisson's ratio, set the stress computer A computer-readable recording medium recording a strain-stress calculation program to be executed by.
JP11553399A 1999-04-22 1999-04-22 Hollow slab structure design apparatus, method, and recording medium therefor Expired - Fee Related JP3364167B2 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP11553399A JP3364167B2 (en) 1999-04-22 1999-04-22 Hollow slab structure design apparatus, method, and recording medium therefor

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP11553399A JP3364167B2 (en) 1999-04-22 1999-04-22 Hollow slab structure design apparatus, method, and recording medium therefor

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JP2000303609A JP2000303609A (en) 2000-10-31
JP3364167B2 true JP3364167B2 (en) 2003-01-08

Family

ID=14664899

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP11553399A Expired - Fee Related JP3364167B2 (en) 1999-04-22 1999-04-22 Hollow slab structure design apparatus, method, and recording medium therefor

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP3364167B2 (en)

Families Citing this family (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN111832199B (en) * 2020-06-04 2022-12-23 中国铁路设计集团有限公司 Pier top displacement calculation method based on arbitrary cross section and temperature field
JP7026171B2 (en) * 2020-07-01 2022-02-25 東急建設株式会社 How to design reinforced concrete beams
CN113294598B (en) * 2021-06-29 2025-02-18 宁夏青龙管业集团股份有限公司 Water pipeline
CN116654206B (en) * 2023-04-19 2025-12-09 集美大学 Method for simplifying coupling beam of hull structure of superstructure of large ship
CN117381975A (en) * 2023-11-16 2024-01-12 安徽省交通控股集团有限公司 A method of arranging pre-tensioned prestressed steel strands for lightweight concrete components

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
建築技術,日本,株式会社建築技術,1984年4月1日,1984年8月号,p.55−56

Also Published As

Publication number Publication date
JP2000303609A (en) 2000-10-31

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US8781795B2 (en) Strut and tie method for waffle slabs
Lu et al. Three‐dimensional beam‐truss model for reinforced concrete walls and slabs–part 1: modeling approach, validation, and parametric study for individual reinforced concrete walls
Tena-Colunga et al. Assessment of the diaphragm condition for floor systems used in urban buildings
Markou et al. Computationally efficient 3D finite element modeling of RC structures
Liang et al. Optimal topology selection of continuum structures with displacement constraints
JP7368805B2 (en) Structure data generation device, structure data generation method, and structure data generation program
Izzuddin et al. Efficient nonlinear analysis of elasto-plastic 3D R/C frames using adaptive techniques
Nitti et al. Structural analysis of high-rise buildings under horizontal loads: A study on the Piedmont Region Headquarters tower in Turin
JP3364167B2 (en) Hollow slab structure design apparatus, method, and recording medium therefor
Karantoni et al. Simple seismic assessment of traditional unreinforced masonry buildings
Dundar et al. Three dimensional analysis of reinforced concrete frames with cracked beam and column elements
JP2021082152A (en) Evaluation method of continuous beam and evaluation program of continuous beam
Kazaz et al. An alternative frame‐shear wall model: continuum formulation
JP7454169B2 (en) Structural calculation support device
JP7500889B1 (en) DECK SLAB, DECK SLAB CONSTRUCTION METHOD, DECK SLAB DESIGN METHOD, AND INFORMATION PROCESSING SYSTEM
JP7129218B2 (en) Design support device, design support method, design support program, and method for manufacturing concrete structure
Georgoussis Yield displacements of wall-frame concrete structures and seismic design based on code performance objectives
Gayed et al. Control of long‐term deflection of concrete slabs by prestressing
Chen et al. Nonlinear inelastic analysis of building frames with thin-walled cores
Takabatake et al. A simplified analysis of elastic plates with edge beams
JP7826641B2 (en) Evaluation method for out-of-plane buckling strength of grid walls
JP2002332689A (en) Optimal section setting program
Verwimp et al. Numerical evaluation of structural stay-in-place formwork in textile reinforced cement composite for concrete shells
Dönmez et al. Effect of infill walls on the drift behavior of reinforced concrete frames subjected to lateral-load reversals
CN116186828A (en) A Method for Analyzing Bearing Capacity of Two-span Concrete Floor Constrained by Column Ends

Legal Events

Date Code Title Description
A01 Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

Effective date: 20020917

S531 Written request for registration of change of domicile

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R313531

R350 Written notification of registration of transfer

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R350

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20081025

Year of fee payment: 6

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20081025

Year of fee payment: 6

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20091025

Year of fee payment: 7

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20091025

Year of fee payment: 7

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20111025

Year of fee payment: 9

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20111025

Year of fee payment: 9

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20121025

Year of fee payment: 10

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20121025

Year of fee payment: 10

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20131025

Year of fee payment: 11

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

LAPS Cancellation because of no payment of annual fees