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使用単位系
一般条件
節点座標
部材条件
断面特性
固定条件
荷重指定
荷重指定データ構成例
分布荷重の補足

入力データは拡張子 ".H2S" を付けたテキストファイルです。

行頭に "GRAV" と書いた行を一般条件記述（GENERAL CONDITION）より前におくことで、以下の単位系は[長さ＝m, 重量＝ton]の重力単位して扱われます。この行データが無い場合、[長さ＝m, 重量＝kN]のSI単位系として処理されます。

(例)
GRAVITY Unit

従来バージョンのデータの互換性は失われますが、SI単位系をデフォルトとするため、重力単位を使用する場合のみ宣言を必要とするようにしました。

以前のバージョンの入力データをそのまま再利用する場合はSI単位系とみなされるので注意してください。「GENE」の前にこの１行を入れることにより従来の重力単位での解析が可能となります。

行頭に "GENE" と書いてある行から次の５行がデータの有効範囲となります。
各行には下に示すようなデータを入力します。

1. 解析名称あるいは工事名称
2. 節点数
3. 部材数
4. 断面種類数
5. 支持点数

最初の行以外は１つの数値データを入れます。
この４行に限り各行の数値データの後ろにコメントを書いておくことができます。

(例)
GENERAL CONDITION
Ａ通り
10 ; 節点数
9 ; 部材数
2 ; 断面種類数
2 ; 支持点数

"GENE" の前、および続く５行の後で次に "JOIN" で始まる行までの間には何を何行書いていても構いません。指定されたデータ数を超える分の行の入力データを無視するという処理は以後の各データブロックにおいても共通です。

行頭に "JOIN" と書いてある行から節点数の行分だけがデータの有効範囲となります。一般条件データと同様に、多い分については読み飛ばすだけなので書いてあっても害にはなりません。

データの各行には、

節点番号
Ｘ座標 [m]
Ｙ座標 [m]

の３個の数値をスペースで区切って入力します。座標の単位は (m) です。

"JOIN" より前は無視されますから次のように書いておくとわかりやすいです。

(例)
【節点座標】
No. x(m) y(m)
JOINT COORDINATES
1 0 0
2 0 0
3 0 3.5

Ｘ座標値およびＹ座標値が等間隔で変化する場合には、その間の節点の入力を省略できます。
最初と最後の節点のデータだけ指定すれば、内部で自動的に補間して中間節点座標値を作成します。

(例)
JOIN
･･･
5 2.0 4.0
9 6.0 5.0
10 8.0 5.0

この場合、節点番号が５から９へ飛んでいるので、リピート機能が働いて、

6 3.00 4.25
7 4.00 4.50
8 5.00 4.75

に相当するデータが生成されます。

行頭に "ELEM" と書いてある行から部材数の行分だけがデータの有効範囲となります。

データの各行には
部材番号
始点の節点番号
終点の節点番号
断面番号
の４個の数値をスペースで区切って入力します。

断面番号は断面特性データで定義する番号です。

(例)
【部材接続】
No. start end member
ELEMENT
1 1 2 1
2 2 3 1

行頭に "MEMB" と書いてある行から断面種類数の行分だけがデータの有効範囲となります。

データの各行には、

ｎ	断面番号
Ａ	断面積 [m2]
Ａs	剪断有効断面積 [m2]
Ｉ	断面２次モーメント [m4]
Ｅ	弾性係数 [t/m2] あるいは [kN/m2]
Ｇ	剪断弾性係数 [t/m2] あるいは [kN/m2]
γ	単位体積重量 [t/m3] あるいは [kN/m3]
α	線膨張係数 [1/deg]

の８個の数値をスペースで区切って入力します。

(例)
【節点座標】
m A(m2) As(m2) I(m4) E(w/m2) G(w/m2) r(w/m3) a ←全項目指定
m B(m) H(m) 0 E(w/m2) G(w/m3) r(w/m3) a ←矩形断面自動計算
MEMBER PROPERTIES
1 1.0 0.175 0 2.1e6 9.2e5 0 0

コンクリートのような矩形断面（幅Ｂｘ高さＨ）部材の断面性能を入力する場合に断面２次モーメント(Ｉ)の欄に 0 を指定すると、断面積(Ａ)の欄に入力された数値を幅(Ｂ)、剪断有効断面積(Ａｓ)の欄に入力された数値を高さ(Ｈ)とみなして

Ａ = Ｂ * Ｈ
Ａｓ = Ａ
Ｉ = Ｂ * Ｈ * Ｈ * Ｈ / １２

により内部で自動的にデータを作成します。

剪断変形を無視する場合には剪断剛性を無限大にしますが、これはＡｓ＝０を指定することにより設定できます。

曲げモーメントを負担させない部材は、断面２次モーメントに０ではない小さな値を指定することにより表現します。（４〜５桁落しておけば十分）

弾性係数、剪断弾性係数は＝０指定とすると、それぞれ構造用鋼材の 2.1e+7 および 8.1e+6 （SI単位系の場合は、2.05e+8 および 7.97e+7）をデフォルトとして採って計算しますので、この設定以外の単位系や材料を用いる場合には必ず個別に設定を行ってください。参考として鋼とコンクリートの代表的な設定値を下記に示します。 Ｇ=Ｅ/2(1+ν)

• 鋼

項目	重力単位系	SI単位系
常温ポアソン比 ν	0.3	0.3
弾性係数 E	2.1e7 t/m2	2.05e8 kN/m2
剪断弾性係数 G	8.1e6 t/m2	7.97e7 kN/m2

• コンクリート Fc=210kgf/cm2, 21N/mm2

項目	重力単位系	SI単位系
常温ポアソン比 ν	1/6	0.2
弾性係数 E	2.1e6 t/m2	2.361e7 kN/m2
剪断弾性係数 G	9.0e5 t/m2	1.015e7 kN/m2

コンクリートのポアソン比 ν は、旧RC規準では 1/6 でしたが、１９９９年版から 0.2 とされています。

線膨張係数は、＝０指定では、構造用鋼材の 0.000012 をデフォルト値として計算しますので、これ以外の設定の場合には係数を指定してください。温度荷重計算の無い場合には＝０指定で問題ありません。 （SI単位系の場合は0.00001をデフォルト値とするように変更しました。）

単位体積重量はデフォルト値はありませんので、材料ごとに指定してください。自重計算の無い時には＝０指定で構いません。

行頭に "BOUN" と書いてある行から支持点数の行分だけがデータの有効範囲となります。

データの各行には、

支持点の節点番号
ＸＹおよび回転方向の拘束条件
Ｘ方向のバネ定数 [m/ton] あるいは [m/kN]
Ｙ方向のバネ定数 [m/ton] あるいは [m/kN]
回転方向のバネ定数 [rad/(ton*m)] あるいは [rad/(kN*m)]

の５個の数値をスペースで区切って入力します。

拘束条件は各方向について拘束する場合には１、自由の場合には０とし、Ｘ方向は１００の位、Ｙ方向は１０の位、回転方向は１の位にそれぞれ表します。

(例)
【固定条件】
m xym kx ky kr
BOUNDARY
1 110 0   0 0
4 100 0   0 0
6 111 0   0 0
8 111 0 1.5 0

この例では、節点１はＸＹ両方向に拘束された回転自由な支持点であることを示しています。いわゆるピン支点です。

また節点４はＸ方向にのみ拘束された回転自由な支持点で、Ｙ方向へはローラー支点です。

節点６はＸＹ方向および回転方向が拘束された支持点で、固定支点です。

節点８もＸＹ方向および回転方向が拘束された支持点ですが、Ｙ方向には、1.5[m/ton]のバネ定数で弾性支持されることを示しています。

なお、架構図では、拘束条件は次の様に図示されます。

• 荷重定義データの開始指定

行頭に "LOAD" と書いてある行から荷重データが有効となります。

ここでは、荷重の基本的パターンを定義します。後で出てくるの荷重組合せのデータの所で、これらのパターンに荷重倍率を乗じ、重ね合わせることにより、複合した荷重状態を作成します。

LOAD　DEFINITION

• 荷重定義名（タイプ）の指定

"TYPE"、とキーワードを書いた後に、荷重ケース名を１行に書きます。"TYPE" は半角４桁で荷重定義名をその後に続け（スペースあけなくても可）ます。

TYPE (1) 固定荷重１F

• 荷重種類

TYPEに続いて、この荷重ケースに含まれる荷重を記述します。荷重記述は、半角２桁からなる荷重記号と、コロン(:)で区切って荷重記号の内容説明を１行に入力したヘッダーで始めます。

CO:壁重量
UN:床重量
など

指定可能な荷重種類と記号、データ並びは次の表の通りです。

荷重種類	記述記号	データ並び
集中荷重	CO:	ii fx fy fm
等分布重	UN:	ii jj px py
分布荷重	DS:	ii jj pxi pxj pyi pyj
温度荷重	TH:	ii jj t
初期応力	PS:	ii jj p
支点変位	SD:	ii dx dy dm
自重 DE	DE:	無し

• 荷重

荷重種類の次行から、それぞれの荷重種類のフォームに従い各節点・部材毎に荷重を指定します。
ただし、自重については全部材自動計算なので、指定しません。

同じ荷重ケースにさらに加える荷重があれば、荷重記号を書いて荷重記述を続けます。

新しい荷重タイプを記述するには、また"TYPE"の入力から始めます。

各荷重種類毎のデータ並びについて次に示します。

CO: 集中荷重 (COncentrated load)

ii : 荷重の作用する節点番号
fx : [ton] あるいは [kN] Ｘ方向荷重大きさ（座標軸方向を正）
fy : [ton] あるいは [kN] Ｙ方向荷重大きさ（座標軸方向を正）
fm : [ton*m] あるいは [kN*m] モーメント荷重大きさ（反時計周りを正）

SD: 支点変位 (Support Displacement)

ii : 支点変位を生ずる支点の節点番号
dx : [m] Ｘ方向変形大きさ（座標軸方向を正）
dy : [m] Ｙ方向変形大きさ（座標軸方向を正）
dm : [rad] 回転角大きさ（反時計周りを正）

UN: 等分布重 (UNiform distributed load)

ii : 荷重の作用する始点節点番号
jj : 荷重の作用する終点節点番号
px : [ton/m] あるいは [kN/m] Ｘ方向荷重大きさ（座標軸方向を正）
py : [ton/m] あるいは [kN/m] Ｙ方向荷重大きさ（座標軸方向を正）

DS: 分布荷重（三角・台形分布）(DiStributed load)

ii : 荷重の作用する始点節点番号
jj : 荷重の作用する終点節点番号
pxi : [ton/m] あるいは [kN/m] 始点側Ｘ方向荷重大きさ（座標軸方向を正）
pxj : [ton/m] あるいは [kN/m] 終点側Ｘ方向荷重大きさ（座標軸方向を正）
pyi : [ton/m] あるいは [kN/m] 始点側Ｙ方向荷重大きさ（座標軸方向を正）
pyj : [ton/m] あるいは [kN/m] 終点側Ｙ方向荷重大きさ（座標軸方向を正）

TH: 温度荷重 (THermal load)

ii : 荷重の作用する始点節点番号
jj : 荷重の作用する終点節点番号
t : [deg] 温度差（上昇を正）

PS: 初期応力 (Pre-Stress)

ii : 荷重の作用する始点節点番号
jj : 荷重の作用する終点節点番号
p : [ton] あるいは [kN] 初期応力の大きさ（引張力を正）

DE: 自重 (DEad weight)

断面特性として指定された単位体積重量を使用して断面積と材長さから算定する。
全部材に自動的にかかるので部材毎に指定する行は無し。

• 荷重定義データの終了

最後の荷重タイプの記述が終われば、荷重定義の最後として、"END"と行頭に書いた１行を置きます。

END TYPE

(例)
LOAD
TYPE (1) 固定荷重WF
CO:壁重量
3 0 -1.2 0
5 0 -1.2 0
UN:床重量
5 6 0 -0.1
DE;部材自重
TYPE (2) 積載荷重a
..
..
END TYPE

• 荷重組合せの開始指定

行頭に "LOAD" と書いてある行から荷重データが有効となります。

既に定義した各種荷重タイプに、任意の荷重倍率を乗じ、重ね合わせることにより、複合した荷重状態を作成します。

LOAD　COMBINATION

• 荷重組合せ名の指定

"COMB"、とキーワードを書いた後に、荷重組合せ名を１行に書きます。"COMB" は半角４桁で荷重組合せ名をその後に続け（スペースあけなくても可）ます。

COMB (1) G+P

• 荷重倍率

組合せ名に続いて、１行に１つの荷重タイプの番号とその倍率を指示し、必要なだけ行を記述します。

1 1.5
3 0.8

荷重倍率の指定により、荷重低減や割増し、比例変動荷重や荷重係数の取り扱いが簡単になります。

• 荷重組合せデータの終了

最後の荷重組合せの記述が終われば、荷重組合せの最後として、"END"と行頭に書いた１行を置きます。

END COMBINATION

(例)
LOAD
COMB (1) G+P
1 1.2
2 1.0
COMB (2) G+P+Kx
1 1.2
2 0.8
4 1.0
COMB (3) G+P-Kx
1 1.2
2 0.8
4 -1.0
COMB (4)
..
..
END

構成例を段下げして見易くして示します。（実際に下げるのは不可）

LOAD
    TYPE 1　荷重定義　タイプ１
        CO:
            荷重...
            荷重...
            ......
        UN:
            荷重...
            荷重...
            ......
        DE:
    TYPE 2　荷重定義　タイプ２
        CO:
            荷重...
            ......
        UN:
            荷重...
            ......
        TH:
            荷重...
            ......
    TYPE 3　荷重組合わせケース３
        UN:
            荷重...
            ......
        TH:
            荷重...
            荷重...
            ......
END
LOAD
    COMB 1　荷重組合せ１
            荷重タイプ番号　倍率
            荷重タイプ番号　倍率
            ......
            ......
    COMB 2　荷重組合せ２
            荷重タイプ番号　倍率
            荷重タイプ番号　倍率
            ......
            ......
END

山形ラーメンの屋根面に作用する分布荷重の例。

上図の左側の傾斜屋根(節点２−３間)にかかる次の分布荷重を考える。

1) 風荷重
2) 自重
3) 積雪荷重

1) 屋根面に垂直に作用する風圧力が 150kg/m で与えられた場合

水平・鉛直方向の成分に分解して記述する。

2 3 -0.15 -0.15

2) 屋根面に沿った鉛直荷重（自重など）が 500kg/m で与えられた場合

水平方向の見付け幅当たりに変換して記述する。

斜辺の長さに分布している荷重が水平辺長さに詰め込まれると考えればよい。
すなわち、500 * 1.0/sqr(1.0*1.0+0.2*0.2)=509.9 となる。従って

2 3 0 .0 -0.5099

3) 積雪荷重が 200kg/m で与えられた場合

積雪荷重は水平見付け面に作用する鉛直荷重であり、そのまま鉛直成分に記述。

2 3 0 .0 -0.200

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