高橋2020の卒論日誌

高橋2020の卒論日誌

作業日誌†

海老さんのモデルに対傾構を入れたときのたわみ†

対傾構を入れたときの比較†

• 幅員方向のたわみの比較

• 幅員方向のたわみは対傾構を入れれば強軸方向がどちらでもあまり変わらないため、平均たわみの小さい強軸が橋軸方向のモデルと海老さんのオンサイト木橋のモデルを比較する

検討したヤング率での解析†

• 幅員方向のたわみの比較

CLTのヤング率の検討†

• CLTメモ 強軸:6GPa、弱軸:3GPaで計算

  弱軸方向ヤング率	0.585GPa
  強軸方向ヤング率	5.265GPa
  板厚方向ヤング率	0.211GPa
  強軸直行面のせん断弾性係数	0.039GPa
  弱軸直行面のせん断弾性係数	0.351GPa
  CLTの板面のせん断弾性係数	0.195Pa

ポアソン比の検討†

CLTの弱軸方向\( x \), 強軸方向\( y \), 板厚方向\( z \)とし、 \( E_{x}=0.585 \)GPa, \( E_{y}=5.265 \)GPa, \( E_{z}=0.211 \)GPaとする。

ポアソン比を\( \nu_{xy}, \nu_{yz}, \nu_{xz} \)の3つだけで書いたひずみー応力マトリクス

\( E_{x}=0.585 \)GPa, \( E_{y}=5.265 \)GPa, \( E_{z}=0.211 \)GPa, \( \nu_{xy}=\nu_{yz}=\nu_{xz}=0.016 \)を代入

ポアソン比が6つの表現

上記の値を代入して、

成分同士をイコールで結んで、

\( -\frac{0.016}{0.585}=-\frac{\nu_{yx}}{5.265} \)より、\( \nu_{yx}=0.144 \)

\( -\frac{0.016}{0.585}=-\frac{\nu_{zx}}{0.211} \)より、\( \nu_{zx}=0.0058 \)

\( -\frac{0.016}{5.265}=-\frac{\nu_{zy}}{0.211} \)より、\( \nu_{zy}=0.0006 \)

いずれも0.5を下回っているので、Salome-mecaに入力するポアソン比 \( \nu_{LT}=\nu_{xy}, \nu_{LN}=\nu_{xz}, \nu_{TN}=\nu_{yx} \) は、全て0.016にする。

オンサイト木橋　CLTと海老さんのモデルの比較†

CLTモデル†

• 木材

  E_L	3.5GPa		G_LN	0.23GPa		NU_LN	0.016
  E_N	1.7GPa		G_NT	0.23GPa		NU_LT	0.016
  E_T	1.7GPa		G_TN	0.23GPa		NU_TN	0.016

• 鋼材

  E	206GPa
  NU	0.3

海老さんのモデル†

• 木材

  E_L	0.308GPa		G_LN	0.513GPa		NU_LN	0.016
  E_N	7.694GPa		G_LT	0.513GPa		NU_LT	0.016
  E_T	0.308GPa		G_TN	0.513GPa		NU_TN	0.016

• 鋼材

  E	206GPa
  NU	0.3

幅員方向のたわみ†

• CLT
• 海老さんのモデル

オンサイト木橋（CLT）穴あきモデルの解析†

• 1/4解析

  B×H	840×534mm
  長さ	7m
  E_CLT	3.5GPa(強軸)1.7GPa(弱軸)
  ポアソン比(CLT)	0.016
  E_鋼	206GPa
  ポアソン比(鋼材)	0.6
  荷重	100kN
  平均たわみ	13.39mm
  理論値(穴なし)	11.94mm

オンサイト木橋（CLT）鋼材がH型の解析†

• 全体解析…三点曲げ、中央に線載荷(100kN)
• 1/2解析…三点曲げ、断面1/2で解析、幅員方向固定、中央に線載荷（50kN）
• 1/4解析…片持ち梁、断面・長さ1/2で解析、幅員方向・軸方向固定、先端に線載荷（25kN）

オンサイト木橋（CLT）鋼材がI型鋼の解析†

全体解析†

1/2解析†

オンサイト木橋（CLT）のモデル作成†

単純梁・理論値の比較†

中立軸上で固定・載荷したとき†

モデルの上面、下面で固定・載荷したとき†

要素数・変異のグラフ†

• 紫…中立軸上載荷・固定
• 緑…梁上下面載荷・固定
• 水色…理論値

直方体1/2モデルの解析†

• 手計算・・・6.7447mm

今後の課題†

• 単純梁、中立軸上に載荷、固定したものと上下面に固定、載荷したものの理論値の比較
• CLT床版に置き換えたオンサイト木橋作成

穴あき1/2モデルの解析†

• 紫・・・荷重がかかっている部分のひずみ
• 青・・・平均ひずみ
• 緑・・・理論値

今後の課題†

• 理論値と離れてしまっている。一度、間に板を挟んで再度計算してみる。
• 直方体のものが理論値とどれだけ誤差があるか試してみる。

海老さんのモデルをフューズして解析†

0.429×0.5×3.65m 荷重-250kN 横軸-幅員方向　縦軸-たわみ（載荷方向が負）

方針†

• 理論値と比較してみたら差が233.711...%くらい出てしまった。繰り返し見直したり、文献を調べてみようと思う。
• 一度、1\2モデルで解析してみようと思う。

海老さんのモデル†

この穴開きモデルを参考にする。

1/2解析・1/4解析(5/17)†

基本のモデル†

載荷点の平均ひずみ　0.7771mm

理論値　0.7552mm

理論値との相対誤差　2.9%

1/2モデル†

載荷点の平均ひずみ　0.7772 基本のモデルとの誤差　0.0064% 理論値との相対誤差　2.9%

1/4モデル†

載荷点の平均ひずみ　0.7743 基本のモデルとの差　0.37% 理論値との相対誤差　0.25%

考察†

中立軸上に載荷線と固定端を乗せたことで、基本のモデルと1/4モデルの平均ひずみが以前よりかなり近い値になった。 誤差が限りなく小さいと判断し、次回からオンサイト木橋のモデルを解析していくこととする。

1/2解析・1/4解析(4/26)†

基本のモデル†

載荷点の平均ひずみ　0.8448mm

1/2モデル†

載荷点の平均ひずみ　0.8446mm 基本ののモデルとの差　0.027%

1/4モデル†

載荷点の平均ひずみ　0.5069mm 基本のモデルとの差　66.653%

考察†

1/2モデルと基本のモデルのひずみは近い値になったが1/4モデルの方は割と大きな差が出た。境界条件や載荷の方法を見直し、近い値を出せるようにしたい。

Salome-Meca 冬休み(課題)†

理論値0.113556

Salome-Meca 12/4(課題)†

Salome-Meca 11/20(課題)†

長さ100mmの場合

初等梁の理論値0.33333 ティモンシェン梁の理論値0.39333

長さ50mmの場合

初等梁の理論値0.041666 ティモンシェン梁の理論値0.071666

Salome-Meca 11/13(課題)†

ヤング率7500N/mm2　ポアソン比0.4　理論値0.3333

Salome-Meca 11/6(課題)†

ヤング率6000N/mm2 ポアソン比0.4 理論値6.67

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