ビーム断面ライブラリ

注: このセクションの情報は、線形構造解析および非線形構造解析の両方のビーム要素に適用されます。

標準ビーム断面の次のライブラリは、Autodesk Simulation Mechanical インストレーションの一部として提供されています。これらのライブラリは、FoxPro データベース ファイル(*.dbf)として含まれています。ライブラリ ファイルは、プログラム インストール フォルダ(通常、C:¥Program Files¥Autodesk¥Simulation 20xx)の下の AISC サブフォルダにあります。

表 1: インストールされた断面ライブラリ
ライブラリの説明 ユーザ インタフェースに表示される名前 データベース ファイル名 3D で視覚化 1 非線形解析 2
American Institute of Steel Construction (AISC)ライブラリ:
AISC リビジョン 7 aiscrev7 AISCREV7.DBF いいえ いいえ
AISC リビジョン 8 aiscrev8 AISCREV8.DBF いいえ いいえ
AISC リビジョン 9 aiscrev9 AISCREV9.DBF いいえ いいえ
AISC 20011 aisc2001 AISC2001.DBF 有効 有効
AISC 2005 1 aisc2005 AISC2005.DBF 有効 有効
AISC 14.1 (2013) 1 aisc14.1 (2013) AISC2013.DBF 有効 有効
米国以外のライブラリ:
オーストラリアの断面 オーストラリア: オーストラリア断面データベース(One Steel および Lysaght) AUS2013.DBF 一部 いいえ
カナダの断面 カナダ: カナダ断面データベース CAN2013.DBF 一部 いいえ
DIN Steel Construction Profiles 22nd Edition DIN – Stahlbau – Profile 22. Auflage DIN2013.DBF 一部 いいえ
ヨーロッパの断面 Europe – European Sections Database EURO2013.DBF 一部 いいえ
日本の断面 Japan – Japanese Sections JAP2013.DBF 一部 いいえ

注:

  1. 結果環境でのビームの 3D での視覚化は、上記の[3D で視覚化]列で[はい]または[一部]と示されたライブラリに対して使用できます。特に[はい]が指定されている場合、ライブラリ内のすべての断面を 3D で視覚化できます。 [一部]と示されている場合(米国以外のライブラリ)は、3D での視覚化は、ライブラリおよび一般断面タイプ別に一覧表示されている、次の特定の断面記号でサポートされています。
    表 2: 3D での視覚化がサポートされている要素タイプ(非 AISC ライブラリ)
      3D での視覚化がサポートされている断面記号
    ライブラリ チャネル(AISC タイプ C および MC) 矩形チューブ(AISC タイプ HSS) パイプ アングル、単一、ダブル(AISC タイプ L および 2L) T 型(AISC タイプ MT、ST、WT) 幅広フランジおよび類似した「I および H-形状断面(AISC タイプ W、S、HP)
    オーストラリアの断面 C、CC、PFC RHS、SHS CHS CAE、CAU、EA、UA – – – TFB、UB、UBP、UC、WB、WC
    カナダの断面 C、MC HSRE、HSS HSRO L、LLEA、LLEB、LLEC、LLED、LLEE、LLEF、LLLA、LLLB、LLLC、LLLD、LLLE、LLLF、LLSA、LLSB、LLSC、LLSD、LLSE、LLSF WT、WWT HP、M、S、SLB、W、WWF
    DIN Steel Construction Profiles KC、KCH、U、UAP、UPE Q、QH、R、RH KH L、LU – – – HD、HE、HEA、HEAA、HEB、HEM、HL、HP、I、IPE、IPEA、IPEo、IPEv
    ヨーロッパの断面 UAP、UPAF、UPE、UPN TCAR、TREC (チューブ); UAPP (溶接チャネル) TRON CAE、CAI、DCED、DCIG、DCIP MHEA、MHEB、MHEM、MIPE、UPSIDE DOWN AND TAPERED WEB = TEAE、TEAI HEA、HEAA、HEB、HEC、HEM、HER、IPE、IPEA、IPEO、IPER、IPEV、IPN、PRS、UUAP、UUPN
    日本の断面 C TUB PIP – – – – – – H、I
    ヒント: 3D で可視化できない梁の適切な向きを確認するには、次の 3 つのオプションのうち 1 つまたは複数をアクティブにします。FEA エディタでは、これらのオプションは[表示][表示設定[オブジェクト表示設定]の下に表示されます。結果環境では、これらのオプションは[結果オプション][表示][要素方向]の下に表示されます。
    • 要素軸 1 (梁の軸方向)
    • 要素軸 2 (曲げの弱軸。たとえば、広いフランジの梁のウェブに平行な軸)
    • 要素軸 3 (曲げの強軸。たとえば、広いフランジの梁のフランジに平行な軸)
  2. すべてのライブラリには、線形構造解析で必要な断面の特性が含まれています。必要最小限の特性は、[要素定義]ダイアログ ボックス内の[断面の特性]テーブルに一覧表示されます。ただし、ビーム要素を非線形構造解析(メカニカル イベント シミュレーションなど)で使用可能にするには、追加の形状データが必要になります。AISC 2001、AISC 2005、および AISC 14.1 (2013)ライブラリのみが、非線形解析のビーム要素を定義する場合に適しています。米国以外の断面を使用して、ビーム要素の非線形解析を実行する必要がある場合は、次の 2 つのオプションがあります。
    • 断面タイプ = 事前に定義された: 使用可能な[ユーザ定義]の断面(円形、パイプ、矩形、中空の矩形、広いフランジ梁、C 形チャネル、L-タイプ(角度))のいずれかの寸法を指定します。
    • 断面タイプ = 一般: 手順については非線形「ビーム要素」ページの「一般的な梁の特性を定義する」トピックを参照してください。
    重要: 独自のライブラリの作成とライブラリへのカスタム形状の追加の詳細については、「カスタム断面ライブラリと形状エントリの作成」を参照してください。

断面データベース形式

AISC リビジョン 7 ～ 9 およびユーザ定義ライブラリを除くすべての断面ライブラリには共通のデータベース形式があります。3D 可視化データを保持する列の値は、このデータが存在しない場合、0.0 です。同様に、指定された形状に適用できないパラメータについても 0.0 が入力されます。たとえば、フランジの厚さ(tf)はパイプ断面に適用できないため、フランジの厚さの値はパイプではゼロです。

データベース ファイルは Microsoft® Excel® で開いて表示することができますが、変更して保存することはできません。ただし、Simulation Mechanical ユーザ インタフェースを使用すると、独自のカスタム ライブラリおよび断面を作成することができます。詳細については、「カスタム ライブラリおよび断面の作成」ページを参照してください。

AISC 2001 以降、およびオーストラリア、カナダ、DIN、ヨーロッパ、および日本のライブラリ

次のリストでは、データベース ファイル内の列と含まれる変数について説明します。指定は AISC 標準に従いますが、国際的な断面データは同じデータ設定に合うように適合されています。52 列のデータがあり、断面のデータはそれぞれ 1 つの行を使用します。データベースのファイル形式は、AISC 2001 以降、DIN、ヨーロッパ、および日本のライブラリで同じです。ただし、非線形解析と 3D 可視化に必要な完全な形状データは、前に説明したように 3 つの AISC ライブラリのみに含まれます。異なる形式でこれらの寸法パラメータが含まれている特性の場合は、0 (ゼロ)が入力されます。また、指定されたタイプの標準断面に特定の特性を適用できない場合にも 0 (ゼロ)が入力されます。

表 3: 断面データベースのファイル形式(AISC 2001 以降、DIN、ヨーロッパ、および日本のライブラリ)
列 変数名 説明
A Metric Units 既定の長さ単位はインチです。この列が空白の場合、インチの長さ単位が仮定されます。その他の値は、m、cm、および mm です。
B タイプ 断面形状のタイプ(W、C、HP、L、MT、HSS、パイプなど)。
C EDI_Std_Nomenclature 電子データ交換(EDI)に準拠した形状指定。
D AISC_Manual_Label AISC の『Steel Construction Manual』に示されている形状指定。この例外は、倍角の指定です。それぞれの背面-背面の間隔および設定に個別のリスト(行)があります。したがって、形状指定はこれら 2 つの変数を反映します。倍角のリストは AISC の『Naming Convention for Structural Steel Products for Use in Electronic Data Interchange (EDI)』で指定されている規則に従います。
E T_F

true/false 変数。T (true)の値は、その形状について特記事項(以下を参照)があることを示します。F (false)の値は、その形状について特記事項がないことを示します。

特記事項:

  • W 形状: T の値は、形状のフランジの厚さが 2 インチより大きいことを示します。
  • M 形状: T の値は、形状に傾斜したフランジがあることを示します。
  • WT 形状: T の値は、形状のフランジの厚さが 2 インチより大きいことを示します。
F W 公称ひずみ重さ、lb/ft (メートル法のデータの場合は kg/m)。
G A 断面積。
H d メンバ全体の深さ、アングルの短脚の幅、後ろ側が長脚のダブル アングルの突出脚の幅、または後ろ側が短脚のダブル アングルの連続する脚の幅。
I Ht 正方形または長方形の HSS 断面全体の深さ。
J OD 円形 HSS 断面またはパイプの外径。
K bf フランジの幅。
L B 正方形または長方形の HSS 断面の全体の幅。
M ID 円形 HSS 断面またはパイプの内径。
N tw ウェブの厚さ。
O tf フランジの厚さ。
P t アングルの脚の厚さ。
Q tnom HSS 断面およびパイプの公称壁厚さ。
R tdes HSS 断面およびパイプの設計壁厚さ。
S kdes フランジの外側の面からフィレットのウェブ先端までの設計距離。
T kdet フランジの外側の面からフィレットのウェブ先端までの距離。
U k1 ウェブの中心からフィレットのフランジ先端まで詳細な距離。
V x AISC の『Steel Construction Manual』で定義されている、指定されたメンバ エッジからメンバの図心軸までの水平距離。
W y AISC の『Steel Construction Manual』で定義されている、指定されたメンバ エッジからメンバの図心軸までの垂直距離。
X e0 AISC の『Steel Construction Manual』で定義されている、指定されたメンバ エッジからメンバのせん断中心までの水平距離。
Y xp AISC の『Steel Construction Manual』で定義されている、指定されたメンバ エッジからメンバの塑性中立軸までの水平距離。
Z yp AISC の『Steel Construction Manual』で定義されている、指定されたメンバ エッジからメンバの塑性中立軸までの垂直距離。
AA bf/2tf 細長比。
AB b/t 単一アングルの細長比。
AC h/tw 細長比。
AD h/tdes 正方形または長方形の HSS 断面の細長比。
AE D/t 円形 HSS、パイプ、または T 字型の細長比。
AF Ix X 軸回りの慣性モーメント。
AG Zx X 軸回りの塑性断面係数。
AH Sx X 軸回りの断面ヤング率。
AI rx X 軸回りの旋回半径。
AJ Iy Y 軸回りの慣性モーメント。
AK Zy Y 軸回りの塑性断面係数。
AK Sy Y 軸回りの断面ヤング率。
AM ry Y 軸回りの旋回半径。
AN rz Z 軸の回りの旋回半径。
AO J

ねじり慣性モーメント。

注: これは、極または軸の慣性モーメントは同じではありません。円形以外の断面、特に開いた断面は、通常、極慣性モーメントよりはるかに小さいねじり剛性を示します。
AP Cw ねじり定数。
AQ C HSS 断面のねじり定数。
AR Wno 設計ガイド 9 で使用される正規化ねじり係数。
AS Sw1 設計ガイド 9 で使用される、断面上の点 1 における静的ねじりモーメント。
AT Qf 設計ガイド 9 で使用される、ウェブの垂直エッジすぐ上のフランジの点の静的モーメント。
AU Qw 設計ガイド 9 で使用される、断面の中深度にある点の静的モーメント。
AV ro せん断中心の回りの旋回極半径。
AW H 曲げ定数。
AX tan(α) 1 つの不等辺アングルの y-y 軸と z-z 軸間の角度のタンジェント。
AY Qs 細長い補強されていない圧縮要素の低減係数。
AZ G ダブル アングル断面(2L)の近接する面の間にギャップ。

AISC リビジョン 7 ～ 9

以前の AISC ライブラリ データベースの構造(リビジョン 7～9)は、表 3 で説明した構造とかなり異なります。3 つの旧バージョンの AISC ライブラリにはそれぞれ固定幅の列が 3 つだけ含まれています。最初の列には断面の名前が含まれ、30 文字のデータ フィールドの幅があります。2 番目の列(幅 = 12 文字)には、この断面名に割り当てられた特性が記載されています。3 番目のフィールド(幅 = 50 文字)には、各特性の値が含まれています。断面(行ごとに 1 つの特性)の特性ごとに新しい行があります。断面名は、特定の梁の特性のリストが完成するまで、行ごとに繰り返されます。その後、次の断面名の名前が続く行に表示されます。

リビジョン 9 ライブラリには、これら 3 つのライブラリの中で最大量の断面に関する情報が含まれています。次の表は、AISC リビジョン 7 ～9 のライブラリ内で使用されている変数を示します。リビジョン 7 ～8 のライブラリに適用できない特性は脚注によって示されます。

表 4: 断面データベース ファイル形式(AISC リビジョン 7～9)
列 A 列 B 列 C

断面名称

(列 B および C の関連付けられたデータの行ごとに繰り返し)

特性(行ごとに 1 つの特性)

次のリストには、AISC リビジョン 9 ライブラリに含まれる変数が含まれます。旧リビジョンにはこれらの変数のサブセットが含まれています。

  • A: 面積
  • BF: フランジ幅
  • BTF: bf/2tf、フランジ幅をフランジの厚さの 2 倍で割った値 2
  • CW: Cw、ねじり定数 2
  • D: 実際の深さ
  • DAF: d/Af、深さを圧縮フランジ断面積で割った値 2
  • DI: パイプの内径 2
  • DN: 公称ひずみの深さ。パイプ断面(P, PX, PXX)の場合は公称ひずみの直径 2
  • DSG: 形状記号(例: W、C) 2
  • DTW: d/tw、深さを肉厚で割った値 2
  • EO: eo、ウェブの外側の面からせん断中心 2
  • FYP, FYPPPA, FYPPPL:Fy、LRFD 単位(負荷および抵抗係数設計) 2
  • H: H、曲げ定数 LRFD 法(A-E3-9) 2
  • H38: H、曲げ定数、倍角 3/8 背合わせ 2
  • H34: H、曲げ定数、倍角 3/4 背合わせ 2
  • HL: 水平脚部または幅寸法
  • HTW: hc/tw、安定を前提にしたウェブ深さをウェブ厚さで割った値 2
  • JSHP: JUMBO SHAPE (J)、値 = 特大形状の場合は J、それ以外は空白 2
  • NT: ASTM A6 あたりの引張タイプ番号 2
  • OD: パイプの外径
  • QF: Qf、フランジの点における静的モーメント 2
  • QW: Qw、中深度の静的モーメント 2
  • RA: 最小フィレット半径の詳細値(インチ)、M 型、S 型、C 型、MC 型のフランジ先端値 2
  • RI: 最小フィレット半径、設計 2
  • RO: ro、せん断中心座標 2
  • RO38: ro、倍角 3/8 背合わせ 2
  • RO34: ro、倍角 3/4 背合わせ 2
  • RT: ウェブの平面の軸回りに圧縮ウェブ領域の 1/3 を追加した圧縮フランジから成る断面の旋回半径 2
  • RX: rx、XX 軸回りの旋回半径
  • RY: ry、YY 軸回りの旋回半径
  • RY38: ry、倍角 3/8 背合わせ 2
  • RY34: ry、倍角 3/4 背合わせ 2
  • RZ: rz、主軸回りの旋回半径 2
  • SX: Sx、XX 軸回りの断面ヤング率
  • SY: Sy、YY 軸回りの断面ヤング率
  • SW: Sw、静的ねじりモーメント 2
  • T: 脚または壁の厚さ
  • TAN(ALPHA): tan(α)、1 つの不等辺アングルの y-y 軸と z-z 軸間の角度のタンジェント
  • TF: フランジの厚さ
  • TW: ウェブの厚さ
  • VL: 垂直脚部寸法
  • WGT: 公称ひずみ重さ 2
  • WNO: Wno、正規化ねじり係数 2
  • XB: x、ウェブ外側から X 方向への断面図心 2
  • XI: Ix、XX 軸回りの慣性モーメント
  • XJ: J、ねじり定数
  • XK: k、フランジの外側の面からウェブ先端フィレットの端までの距離
  • XK1: k1、梁の中心線(Y 軸)からウェブ先端フィレットの端までの距離
  • X1: X1、ビームの座屈係数 LRFD 法(F1-8) 2
  • X2: X2、ビームの座屈係数 LRFD 法(F1-9) 2
  • YB: y、フランジ上部外面から Y 方向の断面図心 2
  • YI: Iy、YY 軸回りの慣性モーメント
  • ZX: Zx、XX 軸回りの塑性係数 2
  • ZY: Zy、YY 軸回りの塑性係数 2
  • LOCK SECTION: (すべての断面で 1)
  • ID: (連続番号の付いた断面の識別子)
  • DESCRIPTION: (AISC PROP OF W44.00X285.00, ID1 など)

値

(列 B で特性の行ごとに 1 つの値)

(一部の特性では値は空白)

2 注: これらの特性は、AISC リビジョン 7 および 8 のデータベースから除外されます。

AISC ビーム断面の説明

ビーム形状の標準の指定は、長年にわたって変化してきました。以下の表は、含まれるバージョンの AISC ライブラリにおける形状の文字指定と説明を示しています。

表 5: 異なる AISC ライブラリ リビジョンで使用される形状記号
AISC 2001、2005、2013 AISC Rev 9 AISC Rev 8 および 7 形状
W W タイプ W タイプ W 形状(ワイド フランジ梁)
M M タイプ M タイプ M 形状(W に類似)
S S タイプ S タイプ S 形状(I ビームとも呼ばれ、W ビームより狭く、フランジにテーパ)
HP HP タイプ HP タイプ HP 形状(杭として使用)
C C タイプ C タイプ チャネル - 米国標準
MC M タイプ(MC) M タイプ(MC) チャネル - その他
L L タイプ L タイプ 角度 - 等しい脚
L L タイプ UL タイプ 角度 - 等しくない脚
WT WT タイプ WT タイプ W 形状からカットした構造ティー
MT M タイプ(MT) M タイプ(MT) M 形状からカットした構造ティー
ST S タイプ(ST) S タイプ(ST) S 形状からカットした構造ティー
2L 2L タイプ DL タイプ ダブル アングル - 等脚3
2L (名前の最後に LLBB) 2L タイプ(最初の寸法は背面-背面寸法) UD タイプ(UDL) ダブル アングル - 不等脚(後ろ側が長脚)3
2L (名前の最後に SLBB) 2L タイプ(最初の寸法は背面-背面寸法) UD タイプ ダブル アングル - 不等脚(後ろ側が短脚)3
パイプ(名前の最後にスケジュール) P タイプ S タイプ(SP、名前の最後にスケジュール) パイプ - STD 標準重さ
パイプ(名前の最後にスケジュール) P タイプ(PX) S タイプ(SP、名前の最後にスケジュール) パイプ -XS 超強力
パイプ(名前の最後にスケジュール) P タイプ(PXX) S タイプ(SP、名前の最後にスケジュール) パイプ -XXS ダブル超強力
HSS TS タイプ RTU 構造チューブ - 長方形
HSS TS タイプ S タイプ(STU) 構造チューブ - 正方形
AISC ライブラリ断面タイプ - 断面名がタイプと異なる場合、括弧()で示されます。
3注: 4 つの番号が提供されている場合、4 番目の数値は、アングルの脚間の距離です。例えば、2L8x4x7/8x3/4LLBB は、ダブルの 8x4 角度、3/4 インチ離れた背面-背面関係の長い脚を持つ厚さ 7/8 インチの脚です。

参考資料

このセクションの内容
親トピック: 一般情報(複数の解析タイプで共通)