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Module panel_zone

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仕口パネル(柱梁接合部パネル)の諸元解決。

柱・梁の断面形状からパネルの寸法(柱せい dc・板厚 tp・梁せい db)と、 そこから定まる形状係数 κ・実効体積 Ve を解決する。

§単一の出所とする理由

パネルの諸元は次の 2 箇所で必要になる。

  • モデル化squid_n_element::springs::panel)— せん断剛性 Kxp = Kyp = G・Ve
  • 断面検定squid_n_design_jp::steel::panel_zone)— 降伏モーメント pMy = (Ve/κ)・√(1−n²)・Fy/√3

両者が別々に断面形状を解釈すると、同じ接合部に対して剛性と耐力が食い違う 諸元で算定されうる。本モジュールを唯一の出所とし、双方がここを呼ぶ。

§パネル板厚 tp の解決順

  1. Section::panel_thickness が入力されていればその値(ダイアフラム補強・ ダブラープレートによる増厚の明示指定)
  2. 未入力なら柱の断面形状から算出する(H 形=ウェブ厚、角形・円形=板厚)

§対象とする接合部

節点に次のすべてが揃うとき、その接合部を仕口パネルの対象とする (resolve_panel_joint)。モデル化と断面検定は同じ判定を通る。

  • 柱(鉛直材)が 1 本以上・はり(水平材)が 1 本以上取り付く
  • 取り付く柱・はりがすべて S/CFT 系StructureKind::is_steel_like
  • 諸元を解決できる柱が 1 本以上あり、実効体積 Ve が正

斜材(ブレース等)は資料が接合位置と係数 ζ を定めておらずパネル自由度と 連成しないため、種別判定の対象にもしない。

RC/SRC が 1 本でも混じる接合部を除くのは、コンクリートが接合部全体を拘束し、 鋼部材だけの実効体積による弾性せん断パネルでは挙動を表せないためである。 これらの接合部は剛域と、RC 柱梁接合部・SRC パネルゾーンの断面検定が扱う。

§柱が複数取り付く場合

実効体積 Ve が最小になる柱の諸元を採る。要素の並び順に依存せず決定的で、 かつ剛性・耐力とも安全側になる。Vedb に比例するため、柱の選択は db の値によらない。

§柱断面ごとの扱い

諸元を解決できるのは H 形鋼・角形鋼管・円形鋼管・CFT(角形・円形)である。 組立 H 形(SteelBuiltH)は上下フランジが異なりパネル形状係数 κ の標準式が 適用できないため対象外とする。

モデル化と断面検定で対象範囲が異なる点に注意する。

柱断面モデル化断面検定
H 形鋼・角形鋼管・円形鋼管対象対象
CFT(角形・円形)対象外対象
RC・SRC・組立 H 形対象外対象外

CFT を諸元解決の対象に残したまま、モデル化からは PanelJoint::has_filled_column で除外する。CFT の接合部では充填コンクリートと 通しダイアフラムがせん断挙動に関与し、鋼管のみの実効体積による弾性せん断パネル G・Ve では剛性を表せないため、接合部を剛節点として扱う。

Structs§

PanelGeometry
柱断面から解決した仕口パネルの諸元。
PanelHalfExtent
接合部が占める領域の半寸法 [mm]。
PanelJoint
仕口パネルを設ける接合部の諸元。

Enums§

MemberOrientation
仕口パネルに対する部材の向き。
PanelShapeKind
パネルの断面区分(形状係数 κ・実効体積 Ve の算定式を分ける)。

Functions§

beam_panel_depth
梁のフランジ板厚中心間距離 db [mm]。
member_orientation
要素の材軸の鉛直成分から柱・はりを判定する。線材以外・退化長さは None
member_unit_axis
線材要素の単位材軸ベクトル(i 端 → j 端)。線材以外・退化長さは None
panel_half_extent
節点 node に取り付く部材 members から接合部の半寸法を集める。
resolve_panel_joint
節点 node に仕口パネルを設けられるか判定し、諸元を解決する。