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任意形状立体フレームの弾塑性解析

SNAP


高度な解析をより高速に解りやすく

イメージ SNAPは、任意形状の構造物に対する部材レベルの弾塑性の動的応答解析、応力解析、増分解析を行います。優れた操作性と高度な解析機能を備え、データ入力から解析結果の表示・出力まで、スピーディーに行えます。64ビットアプリケーションのため解析を行う構造物の規模・データに制限はなく、マルチコアCPUを活用して複雑な構造物を高速で計算します。豊富な自動計算機能により効率よく解析モデルを作成し、多彩な出力機能により解析結果を視覚的に把握できます。超高層建物、制振構造、免震構造などの建物や各種構造物の設計にも対応できる機能を備えています。

入力・表示機能 解析モデル作成機能 解析機能 出力機能 連携機能

入力・表示機能

CADのような画面上でのマウス操作により、入力データの編集から解析結果の確認まで、快適かつスピーディーに行えます。

モデルウィンドウ

モデルの確認のほかに、モデル形状や部材の定義情報などの入力、変更、修正作業がCADのように効率よく行えます。また、ウィンドウ上で選択した部材の最大応答値を出力したり、履歴をグラフにするなどの作業が簡単にできます。

グリッドシートウィンドウ

表形式でのデータ入力、変更、修正作業が行えます。
表計算ソフト(Microsoft Excelなど)のように行や列を指定して、さまざまなデータ編集ができます。表計算ソフトで作成したデータを貼り付けることや、その逆の作業もできます。

メッセージウィンドウ

解析モデル作成や各種解析において、警告、エラーメッセージを表示します。メッセージをダブルクリックすると該当項目のウィンドウが開き、エラー箇所が表示されるので、データ修正が迅速に行えます。

3次元ソリッドモデル表示

入力した解析モデルを3次元ソリッドモデルで表示することができます。マウス操作で簡単に視点を移動することができ、ウォークスルー機能では、さまざまな視点で解析モデルを確認することができます。また、3D表示により、ハンチ、逆ばりの位置、剛域、危険断面位置などを簡単に確認することができます。

プロパティウィンドウ

モデル図、応力図、グラフと連動して、入力データの編集、図形入力、応力・変形の表示、グラフの数値表示などが行えます。モデル入力、データ編集、参照データ確認、入出力結果確認などの作業がモデルを見ながら、直感的に行えます。

ナビゲーションウィンドウ

モデル全体が簡易表示され、モデルウィンドウに詳細表示されている位置を確認できます。また、ウィンドウ上のマウス操作により、モデルを回転することもできます。

多彩な機能で作業を省力化

豊富な表示モード

断面ボリューム表示
断面ボリューム表示
モデル図上で断面の形状や部材配置を容易に確認できます。部材の鉄筋や鉄骨形状、単軸バネモデルの復元力特性種別、ひび割れ耐力、降伏耐力などを確認できます。表示モードの組み合わせ機能ではワンクリックで表示内容を変更することができます。
また、表示モードの組み合わせはカスタマイズ可能なので、よく使う組み合わせを登録しておくことで、作業効率が向上します。

モデル自動生成機能とデータ読み込み機能

質点系や部材系モデルの新規作成は、ウィザード形式により、順に項目を入力するだけでモデルの雛形を作成できます。
また、BUS-5(RC/SRC/S造建物の一貫構造計算)で生成したデータやCADデータなどを利用することにより入力に費やす時間を大幅に削減できます。

複写機能を活用して複雑なデータも簡単作成

CADのようにや節点・荷重・部材の複写機能(平行、回転、対称)を使って解析モデルの作成を効率よく行うことができます。

節点のリナンバー機能

リナンバー機能 節点データは配置後も名称や順番を簡単に変更することができます。
節点を参照している部材などのデータ修正も自動的に行います。

詳細表示機能

解析モデルをフレーム別や層別に詳細表示できます。
詳細表示したい箇所を、構面位置や表示範囲、任意の平面上やそれらの組み合わせで簡単に登録することもできます。
一般建築物をはじめ、超高層建物のような大規模モデルやアリーナ、プラント施設など、形状の複雑なモデルのデータ編集が効率よく行えます。

参照データをグリッドシートウィンドウで表示

参照データをグリッドシートウィンドウで表示 部材が参照している材料、断面、復元力特性などをグリッドシートウィンドウやプロパティウィンドウに表示できます。参照データの確認や編集が簡単に行えます。

部材分割による節点の生成

部材分割機能を使用すると、部材や部材荷重データの修正をしなくても選択部材の等分割または指定の位置に節点を設けることができます。

最近使ったファイルの縮小表示

最近使用したファイル 最近使用したファイル一覧表とファイルを開くダイアログにモデルの縮小画像が表示されます。開くファイルのモデルを確認しながら選択できます。

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解析モデル作成機能

自動モデル化機能により大規模な建物や複雑な建物でも、効率よく構造解析モデルを作成できます。荷重拾いから地震応答解析までを一貫して行えるため、設計変更にも柔軟に対応できます。

部材の属性

各部材の属性

荷重・質量

弾塑性モデル

自動生成項目一覧

部材の属性
材料 ヤング係数、せん断弾性係数、単位容積重量
断面性能 断面積、せん断用断面積、断面二次モーメント
はり 接続柱、腰壁属性(高さ・厚さ・配筋)、垂壁属性(高さ・厚さ・配筋)、
付帯スラブ属性(有効幅・厚さ・鉄筋断面積)、剛域、危険断面位置、
剛性増大率、横座屈長さ
接続はり、袖壁属性(長さ・厚さ・配筋)、剛域、危険断面位置、
剛性増大率、接合条件
開口周比、内法長さ、剛性低減係数
仕口パネル 寸法、剛性増大率
鋼材ダンパー 剛性
層高
荷重・質量
常時荷重 節点荷重(自重)、部材荷重(自重・積載・積雪荷重)、荷重組み合わせ
質量 節点質量、剛床重心・質量・回転慣性質量、層質量
層せん断力係数  
地震力 節点荷重、剛床荷重、荷重組み合わせ
弾塑性モデル
接合バネ 単軸バネモデル(曲げ・せん断・軸・ねじり)
はり 単軸バネモデル強軸曲げ強軸せん断・軸・ねじり)
単軸バネモデル(2方向曲げ・2方向せん断・ねじり)
MSSモデル(2方向せん断)
MNモデル2方向曲げ
MS/Fiberモデル2方向曲げ 鉄筋/鉄骨の復元力特性
コンクリートの復元力特性
単軸バネモデル(強軸曲げ・強軸せん断
MNモデル強軸曲げ
MS/Fiberモデル強軸曲げ 鉄筋/鉄骨の復元力特性
コンクリートの復元力特性
トラス 単軸バネモデル
仕口パネル 単軸バネモデル(2方向せん断)
スプリング 単軸バネモデル(2方向曲げ・2方向せん断・軸・ねじり)
曲げせん断棒 単軸バネモデル2方向せん断
免震支承材 MSSモデル2方向せん断
単軸バネモデル
免震用履歴型ダンパー MSSモデル2方向せん断
鋼材/粘弾性ダンパー 単軸バネモデルせん断
粘性/オイルダンパー 単軸バネモデル曲げせん断

:入力データから自動生成   :増分解析結果から自動生成   :データベースから自動生成
MS:Multi-Spring   MSS:Multi-Shear-Spring

自動生成したモデルの確認

入力データと解析モデルを重ねて表示できるので、自動モデル化の結果を一目で確認できます。

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解析機能

静的な応力解析、増分解析から動的な応答解析まで行うことができます。
荷重、減衰、免震制振装置、復元力特性の種類が豊富なので、設計から研究までさまざまな解析に応用できます。

解析機能一覧

マルチコアCPUを利用して解析ケースを並列に処理することや、複数ファイルの解析を同時に実行することもできます。

静的応力解析
剛性変化(荷重増分法、収斂計算)、荷重の組合せ、免震制振装置の比較、
鉛直方向変位の無視
静的増分解析
層ごとの外力分布、節点ごとの外力分布(水平・鉛直・回転)、
荷重・変位・ベースシェア係数による制御、任意方向への載荷、載荷履歴の指定、初期解析、
PΔ効果、免震制振装置の比較
動的応答解析(Newmarkβ法による時刻歴応答解析)
地震波の各方向(水平・鉛直・回転)同時入力、多点入力、初期解析、PΔ効果、
免震の付加曲げ効果、免震制振装置の比較
初期解析(各解析前に行う静的応力解析)
部材応力/変形の初期値の指定、剛性変化(荷重増分法、収斂計算)、荷重の組み合わせ、
免震制振装置の比較、鉛直方向変位の無視
固有値解析
初期解析、減衰を含めた複素固有値解析、免震変形の指定、免震制振装置の比較
偏心率・剛性率計算
弾性時、初期解析後、指定されたステップ時
応答スペクトル解析
地震波の変位・速度・加速度・エネルギー応答スペクトル

多点入力の解析

多点入力機能では、任意の節点、剛床に加振力や動的強制変位(変位、速度、加速度)を加えた解析ができます。機械振動、風、地盤や入力地震波に位相差が生じる解析などに応用できます。

風荷重の解析

風荷重の解析 風荷重の時刻歴データを用いた建物の振動解析ができます。

建物と杭の連成振動

建物と杭の連成振動 基盤や地盤各層に加わる地震波を杭の各位置にかけることにより建物と地盤の連成振動解析ができます。

解析モデル一覧

部材
主架構要素 はり(弱軸の曲げせん断無視/考慮の指定可能)、柱、トラス、壁
付加要素 床スラブ(面内応力、面外応力を考慮した平面板要素)、仕口パネル、
スプリング、曲げせん断棒
免震制振装置 免震支承材、免震用履歴型ダンパー、鋼材ダンパー、粘弾性ダンパー、
粘性ダンパー、オイルダンパー
断面形状
RC・SRC・CFT造 矩形、円形、十字、T字、L字、I字、被覆、充填、充填被覆
S造 H形、箱形、角形鋼管、丸鋼、平鋼、山形、みぞ形、C形
節点、支点、材端の仮定条件
節点 剛床/剛体の設定、複数節点の同一変位設定
支点 自由、固定、半固定、傾斜支点
材端の仮定条件 ピン/ローラー接合、剛接合、半剛接合、非線形接合バネ、オフセット、
剛域、危険断面(塑性ヒンジ)位置
荷重
荷重 自重、節点荷重、剛床荷重、部材荷重(分布・集中荷重)、面荷重、
等価節点荷重、初期応力/ひずみ、温度応力、強制変位
減衰
減衰 質量比例型、剛性比例型※1、Rayleigh減衰、モード減衰※2
部材剛性比例型※1
復元力特性
単軸バネモデル トリリニア、原点指向、Ramberg-Osgood、武田モデル、座屈モデル、
HDモデル、木造用、地盤用、制振装置用、耐力低下・負勾配モデルなど
MSモデル 鉄筋/鉄骨材料特性、コンクリート材料特性
MSSモデル バイリニア(すべり支承用は軸力変動考慮可能)、トリリニア、
Ramberg-Osgood、HDモデル
MNモデル 1方向/2方向曲げ、バイリニア、トリリニア
※1  剛性は初期剛性と瞬間剛性を選択できます。
※2  モード次数に対する減衰定数は、直接指定することと、部材ごとの減衰定数から自動計算することができます。

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出力機能

解析結果は、数値と図で出力します。個々の部材の履歴、層の最大値、建物のエネルギーの集計など、解析結果の詳細から全容までを分かりやすく出力します。

出力一覧

出力した内容は印刷することができます。図とグラフは、複製して文書などに貼り付けて利用することもできます。出力する項目やフォーマットは、一括で編集でき、登録することができます。

固有値解析
数値出力 固有周期、刺激係数、減衰定数、有効質量比、複素固有値
固有モード図  
刺激関数図※3  
静的応力解析
数値出力 部材応力、節点変位、支点反力、等価節点荷重
応力図 部材応力、支点反力
変位図 節点変位
支点反力図  
軸力図  
せん断力図  
静的増分解析・動的応答解析(最大・最小値および履歴の結果)
数値出力 部材応力・変形・塑性率・累積塑性変形倍率・最大/最小ステップ・ひび割れ/降伏/終局ステップ、ひずみエネルギー、
節点変位・速度※2・加速度※2、支点反力、不釣り合い力、
各層の集計、エネルギーの集計※2、偏心率・剛性率※1
応力図 部材応力・変形・塑性率・ひび割れ/降伏/終局ステップ、
支点反力
変位図 節点変位
塑性率図 塑性率・ひび割れ/降伏/終局ステップ
支点反力図  
軸力図  
せん断力図  
エネルギー図※2 入力/運動/減衰/ひずみエネルギー、
部材種別ごとの減衰/ひずみエネルギー
層の最大応答値のグラフ※2 層変位・速度※2・加速度※2・荷重、
層間変形・変形角・層せん断力・転倒モーメント、
部材種別の層せん断力
層のグラフ※1 層変位・荷重、層間変形・変形角・層せん断力・転倒モーメント、
部材種別の層せん断力
部材・節点のグラフ 部材応力・変形・塑性率・累積塑性変形倍率、
節点変位・速度・加速度、支点反力、不釣り合い力、
ひずみエネルギー
重心・剛心図※1  
アニメーション 節点変位、ひび割れ/降伏/終局ステップ

※1 静的増分解析のときのみ出力
※2 動的応答解析のときのみ出力
※3 変位と速度の複素刺激関数表示に対応

応力図

静的増分解析・動的応答解析では、最大/最小の応力に加えて、各ステップの応力を表示することができます。表示する部材種別・応力の成分・応力の位置(危険断面位置/節点位置)を指定できます。図の拡大・縮小・移動・回転から、文字サイズ、小数点以下の桁数や表示するフレーム、ステップ数の変更まで、マウスで簡単に操作できます。また、CADファイルに出力して、編集することもできます。

重心・剛心図

各ステップの重心・剛心位置を解析モデル上に図示します。各層の相違、部材の塑性化による変化を確認することができます。

支点反力図・軸力図・せん断力図

支点反力と部材軸力・せん断力を円と矢印の大きさで平面図に表示します。
力の流れを視覚的に把握できます。

軸力図(全体図) せん断力図(平面図)
軸力図(全体図) せん断力図(平面図)

多様な数値出力

節点や部材の解析結果を数値で詳細に出力します。また、指定された出力項目の一覧表を作成することや、複数の解析ケースの結果を1つの表にまとめることもできます。出力する文字サイズや桁数の変更、CSV形式のファイルに出力して、表計算ソフト(Microsoft Excelなど)で利用することができます。

全項目の一覧 指定された出力項目の一覧
全項目の一覧 指定された出力項目の一覧
複数の解析ケースの一覧 CSV形式ファイル出力
複数の解析ケースの一覧 CSV形式ファイル出力

部材・節点のグラフ

部材・節点の履歴や部材の応力−変形関係などをグラフで表示します。MN関係にMNインタラクションを重ねて表示することもできます。MSモデルの軸バネの応力−変形関係も表示できます。
複数の部材や解析ケースのグラフを重ねて表示することもできます。

一括でグラフを出力

選択データの複数項目の解析結果を一括でグラフ出力でき、効率的に作業を行えます。
モデル図だけでなく、応力図からも行えます。出力する項目を登録することもできます。

固有モード図

節点のモード図と、層のモード図を出力できます。各次数のモードを個別に出力することと、重ねて出力することができます。

層のグラフ


質点系モデルの生成
層の結果の履歴や層せん断力−層間変形関係をグラフで表示します。グラフから質点系モデル(等価曲げせん断型・等価せん断型)を自動生成することができます。

層の最大応答値のグラフ


最大層間変形角図
層の最大応答値をグラフで表示します。入力地震波、免震制振装置の有無、免震制振装置の変動係数の相違など、複数の解析結果や設計目標値を重ねて表示することができます。

エネルギー図


エネルギーの集計グラフ
入力エネルギーと消費エネルギーの履歴をグラフで表示します。累加して表示することもできます。

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連携機能

断面計算、一貫計算、耐震診断ソフトが設計機能を強力に支援します。国内標準フォーマットであるST-Bridgeファイルで各種BIM関連ソフトとの連携も可能です。

@ 節点、部材を転送することができます。
対応CADファイル形式:mps、mpz、mpx、mpw、mpp、dwg、dxf、jwc、jww、sfc、p21

A モデル図、応力図を転送して編集することができます。

B 部材と応力(応力解析結果)を転送して断面計算(許容応力度設計)ができます。

C 断面データ(算定計算結果)を転送して弾塑性モデルを生成できます。

D 断面データと応力(増分解析結果)を転送して断面計算(許容応力度設計)ができます。

E 断面データと応力/変形(増分解析結果)を転送して断面計算(RC造はり・柱部材の靱性保証型設計)ができます。

F 節点、部材、荷重を転送できます。

G 建物形状データをSNAPのテキストファイル形式で転送できます。

H 節点、部材、荷重、弾塑性モデルをSNAPのテキストファイル形式で転送できます。
※SNAPのテキストファイル形式へ変換する必要があります。

I ST-Bridge対応のBIMソフトで利用できます。
※ST-Bridgeとは、一般社団法人 buildingSMART Japanで策定中のデータ変換フォーマットです。

J BUS-5で入力した建物形状データ(柱・はり・壁の断面と配置、床組など)をSNAPの入力データとして転送できます。BUS-5やDOCシリーズ(DOC-S、DOC-3次診断)で計算した荷重や解析モデルを転送するモードを選択することができるため、計算結果を合わせることもできます。BUS-5で許容応力度設計を行った高層建物や免震・制振建物の動的解析やDOCシリーズで耐震補強を行った建物の補強効果の確認も容易です。

K 鋼材・鉄筋/鉄骨材質・木造材質・鉄筋径・免震制振部材は、BUS-5FAP-3MED-3と共通のデータベースを参照できます。
免震制振部材は、デバイスメーカーが作成した最新のデータをデータベース化しています。
データベースはユーザ定義することもでき、ユーザ定義したデータベースは、FAP-3(鋼材のみ)やMED-3(鋼材・鉄筋/鉄骨材質・木造材質のみ)で共用できます。

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※「SNAP」「SNAP LE」「SNAP-S」は、株式会社構造システムの著作物であり、それぞれにかかる著作権およびその他の権利は株式会社構造システムに帰属します。