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MIDAS/CivilMIDAS/Civil解析ソリューションセミナー解析ソリューションセミナー

Contents

MIDAS/Civilの解析機能

省力化機能：設計～動解への連動

設計の新しいスタイル：３次元設計の御提案

デモンストレーション

株式会社CRCソリューションズ 社会基盤ソリューション部

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MIDAS/CivilMIDAS/Civilの解析機能の解析機能

骨組解析～FEM解析

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MIDAS/CivilMIDAS/Civilの適用分野の適用分野

基本構成

鋼・コンクリート共通分野

鋼橋分野

コンクリート橋分野

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MIDAS/CivilMIDAS/Civilの適用分野の適用分野

橋梁設計：全体系解析

局部解析

施工管理

耐震設計

上げ越し計算

ファイバー要素

~~ＰＣ橋関連編ＰＣ橋関連編~~

骨組解析

ＦＥＭ解析

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省力化機能：設計～動解への連動省力化機能：設計～動解への連動

３径間連続ラーメン橋

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MIDAS/CivilMIDAS/Civilのコンセプトによるのコンセプトによる

ＰＣ橋解析フローＰＣ橋解析フロー

ＰＣ上部工設計

・設計時曲げ

・終局時曲げ

・設計時せん断

・終局時せん断

施工段階解析

・骨組み

・断面形状

・ＰＣ鋼材配置

・鉄筋配置

・荷重

・断面力

動的解析

・Ｍ－φ自動計算

・固有値解析

・動的非線形解析

・耐震照査機能

Ｍ－φ計算諸元

質量

初期応力

トライアルＮＧ：鋼材配置再検討

修正されたデータが

設計にも適用される

２解析のやり取りを省力化

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連動解析での留意点１連動解析での留意点１

（設計）常時解析と動解の両方を行う

下部工の節点割

塑性ヒンジ

常時と地震時の境界条件の違い

両解析を想定した

モデリングが必要

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連動解析での留意点２連動解析での留意点２

１）下部工の節点割

動解では細分化が必要 → 非線形特性

初期応力

２）塑性ヒンジ

ヒンジ部の２重節点が必要

３）常時と地震時の境界条件の違い

バネ値の違い等

解析ケース毎に境界条件を設定

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ＰＣ橋設計モデリングフローＰＣ橋設計モデリングフロー

ＰＣ上部工設計

・設計時曲げ

・終局時曲げ

・設計時せん断

・終局時せん断

施工段階解析

・骨組み

・断面形状

・ＰＣ鋼材配置

・鉄筋配置

・荷重

・断面力

修正されたデータが

設計にも適用される

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MIDAS/Civilにはモデリングの省力化機能として様々なウィザードがあります。

これらを有効に利用する事でトライアルの初期データ作成を大幅に軽減する事

ができます。

ウィザードで作成される物

施工段階解析ウィザード ：完成系骨組、施工データ、

自重やトラベラーおよびプレストレス

構造変化ウィザード ：上部工断面形状、配筋

格子ウィザード ：主桁横桁の認識、荷重ライン、荷重載荷

省力化ツール（ウィザードの御紹介）省力化ツール（ウィザードの御紹介）

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張出架設工法ウィザード張出架設工法ウィザード

骨組・ステージの設定

ブロック寸法や

施工サイクルの入力

鋼材配置

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構造変化ウィザード構造変化ウィザード

標準断面の定義

構造変化情報の定義（桁高・部材厚等）

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構造変化ウィザード構造変化ウィザード

同一配筋区間を指定

配筋イメージ

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ウィザードにより作成されたモデルウィザードにより作成されたモデル

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格子荷重関連格子荷重関連

• 従来の設計ソフトだと格子解析と独立している為、橋面工を格子で解いてもそのクリープ移行量を考慮することができない

→ MIDAS/Civilでは可能

• 格子荷重として載荷した面分布や線分布等の橋面工荷重を格点に振り分け、質量として考慮可能

格子解析

クリープ解析

従来のシステム構成 MIDAS/Civilのシステム構成

クリープ解析 格子ねじり

動解で利用

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格子モデルウィザード格子モデルウィザード

橋面工や活荷重の設定

荷重ライン設定の為の幅員 載荷荷重強度

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設計計算書設計計算書

• MIDAS/Civilの上部工設計計算はPC.PRC.波形鋼板橋に対応

• 専用ビューアーで報告書スタイルの計算書を確認

Microsoft Wordで編集可能

画面上の計算書出力

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応力度一覧表応力度一覧表

• 設計計算結果は応力度一覧表により確認する事も可能

• 許容値を満たしていない箇所は赤字で表示され視覚的に確認できる

架設中曲げ応力度

合成応力度

曲げ破壊安全度

画面上で応力判定

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施工段階アニメーション（変形＋断面力）施工段階アニメーション（変形＋断面力）

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ＰＣ橋動解モデリングフローＰＣ橋動解モデリングフロー

施工段階解析

・骨組み

・断面形状

・ＰＣ鋼材配置

・鉄筋配置

・荷重

・断面力

動的解析

・Ｍ－φ自動計算

・固有値解析

・動的非線形解析

・耐震照査機能

Ｍ－φ計算諸元

質量

初期応力

設定済みデータ

追加するデータ

・減衰の設定

・Ｍ－φ計算用条件設定

・非線形特性の割り当て

・地震波の設定

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MM--ΦΦ計算のフロー計算のフロー

Ｍ-φ計算設定データ

Ｍ-φ計算実行

非線形特性作成

非線形特性要素割り当て

自動設定

断面設定

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入力地震動データベース入力地震動データベース

シートに貼り付けることにより、任意の地震動を入力することも可能です。

地震動データベース道路橋ＴｙｐｅⅠ道路橋ＴｙｐｅⅡエルセントロタフトノースリッジ

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入力地震動グラフ表示入力地震動グラフ表示

■ グラフ表示の種類時刻歴波形図応答スペクトル図トリパタイト表示

グラフ表示は１枚のウィンドウに重ねて図を表示することが可能です。

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レーリー減衰設定レーリー減衰設定

モード図

固有値解析結果より得られたモード減衰より、レーリー減衰の設定

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分布図・コンター図分布図・コンター図

変形図 曲げモーメント図

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グラフ表示機能グラフ表示機能

波形図、履歴図

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22次元照査機能次元照査機能

照査項目設定 照査条件（終局判定）

照査条件（残留変位）

２次元モデルの照査が自動的に行えます。

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22次元の照査法と照査項目次元の照査法と照査項目

○○○○上部構造の安全性の照査

○○--支承変位に対する照査

○○○-塑性化を認めない部材に対する照査

○○○○残留変位の照査

○○○-せん断力に対する判定

○○○-塑性回転角に対する判定

---○地震時保有水平耐力の照査

○○○○破壊形態の判定

○○○○橋脚躯体の安全性の判定

○○○○固有周期の算出

免震支承分散支承ラーメン橋ラーメン橋

動的解析保耐法

照査法

照査項目

照査法と照査項目一覧

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計算書（１）計算書（１）

計算書が自動的に作成されるので、大幅な省力化が計れます。

下部構造の安定性の判定

上部構造の安定性の判定

地震時保有水平耐力時分布図

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計算書（２）計算書（２）

履歴曲線図

変位、速度、加速度図

橋脚躯体の安全性判定

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リスト編集（１）リスト編集（１）

出力形式

画面表示

プリントアウト

CSV出力

RTF出力

リスト編集は解析データ、解析結果が整理されて出力されます。

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リスト編集（２）リスト編集（２）

画面出力

CSV出力

RTF出力

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省力化機能のまとめ省力化機能のまとめ

• 異なる解析の連動により手作業の発生を軽減

– モデル作成、データの受け渡し

• 各種ウィザードによりモデリング作業を軽減– テンプレート入力、DXF入力

• 充実した後処理機能により結果の取りまとめを軽減

– 図化、グラフ化、結果一覧表、設計計算書

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設計の新しいスタイル：３次元設計の御提案設計の新しいスタイル：３次元設計の御提案

外ケーブル構造の曲線橋

多主版桁橋

ランプ橋

既設桁への増設橋

ファイバーモデルによる３次元動的解析

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設計例１：外ケーブル構造の曲線橋設計例１：外ケーブル構造の曲線橋

主桁軸線と鋼材が弓と弦の関係

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設計例１：外ケーブル構造の曲線橋設計例１：外ケーブル構造の曲線橋

設計上の特徴：外ケーブルの平面的な偏心の考慮

従来の設計

・２次元面内骨組モデルをベースに解析

・３次元骨組モデルにてD、PS等のねじりを算出

・３次元格子モデルにて橋面工、活荷重のねじりを算出

MIDAS/Civilの設計

・３次元骨組（格子）モデルにて断面力を算出

・応力度計算にねじり、面外曲げの影響を考慮

・３次元骨組（格子）モデルにて断面力を算出

・応力度計算にねじり、面外曲げの影響を考慮

問題点・複数のプログラムを使用（複数のモデル作成）

・面外曲げの影響を設計上考慮できない為別途検討が必要

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設計例２：多主版桁橋設計例２：多主版桁橋

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設計上の特徴：各版毎の荷重分配を考慮

従来の設計

・全断面（全版）モデルをベースに解析

・３次元格子モデルにて橋面工、活荷重断面力を算出

・断面諸元比により全断面モデル解析結果を分配

MIDAS/Civilの設計

・３次元骨組（格子）モデルにて全ての断面力を算出

問題点・複数のプログラムを使用（複数のモデル作成）

・断面諸元比により分配する作業は自動化されて

おらず全てユーザー処理となる

・３次元骨組（格子）モデルにて全ての断面力を算出

設計例２：多主版桁橋設計例２：多主版桁橋

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設計例３：ランプ橋設計例３：ランプ橋

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設計上の特徴：著しい平面線形と分岐部付根の考慮

従来の設計

・本線、ランプを独立したモデルにて設計

・３次元格子モデルにて橋面工、活荷重断面力を算出

MIDAS/Civilの設計

・３次元骨組（格子）にて本線、ランプを独立せずにモデリング

問題点・複数のプログラムを使用（複数のモデル作成）

・本線、ランプを独立したモデルで設計する為に

分岐付根部の局部的な応力を十分に考慮できない

・３次元骨組（格子）にて本線、ランプを独立せずにモデリング

設計例３：ランプ橋設計例３：ランプ橋

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設計例４：既設橋への増設橋設計例４：既設橋への増設橋

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設計上の特徴：２つのクリープ挙動の異なる桁の合成

従来の設計

・１本の梁として評価する為、どちらかのクリープを代表する

MIDAS/Civilの設計

・複数の桁を考慮でき、クリープの進行も独立して考慮できる

問題点 ・２次元のフレーム（１本の梁）ではクリープ・

乾燥収縮の差は考慮できない

設計例４：既設橋への増設橋設計例４：既設橋への増設橋

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設計例５：ファイバーモデルによる設計例５：ファイバーモデルによる３次元動的解析３次元動的解析

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設計例５：ファイバーモデルによる設計例５：ファイバーモデルによる３次元動的解析３次元動的解析

• 線形モデル

① 弾性剛性モデル

② 等価剛性モデル（線形解析で非線形性を評価）

• 非線形モデル

③ 軸力一定のスケルトンによる非線形評価モデル

④ 変動軸力を考慮した非線形評価モデル

⑤ ファイバー要素による非線形評価モデル

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ファイバーモデルの設定（１）ファイバーモデルの設定（１）

応力-ひずみ曲線の設定

コンクリート材料の定義 鋼材 / ＰＣ鋼材 / 鉄筋の定義

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ファイバーモデルの設定（２）ファイバーモデルの設定（２）

ファイバー断面の設定ファイバーセルの設定 鉄筋の設定

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非線形特性の割り当て非線形特性の割り当て

非線形要素の確認

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ファイバー出力（１）ファイバー出力（１）

ファイバー断面に関する出力

部材のM-φ関係の出力

ファイバー断面の

塑性状態の出力

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ファイバー出力（２）ファイバー出力（２）

ファイバーセルの応力-ひずみ関係

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アニメーション（１）アニメーション（１）

変位のアニメーション

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アニメーション（２）アニメーション（２）

曲げモーメントのアニメーション

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MIDAS/CivilMIDAS/Civilの検証についての検証について

単柱、全体橋モデルにおけるDYNA2EとMIDAS/Civilの比較

支承のモデル化の検討

減衰の検討

２次元PRC橋モデル

クリープを考慮した３次元骨組みとソリッドモデル

動的解析分野

PC設計分野