FEMすいすいヘルプ | 解析例

ここでは，単純なモデルを3例を紹介します．

例としては

①盛土解析

②トンネル掘削解析

③開削（強制変位法）解析

を取り上げて説明しますが，解析手順はいずれも下に示すような流れによって行います．

①解析方法の設定

②材料特性の設定

③解析対象の作図

④材料特性の割り当て

⑤境界条件の設定

⑥荷重条件の設定

⑦メッシュ分割

⑧解析ステージの設定

⑨解析の実行

5-1　盛土解析

5-1-1　解析条件

盛土施工に伴う近接構造物への影響解析例を以下に示します．

■モデル

■物性値

地盤物性（線形弾性ソリッド材料）

	ヤング係数 E（kN/㎡）	ポアソン比 ν	単位体積重量 γ（kN/m3）
埋土	14,000	0.45	16.0
東京層粘性土	28,000	0.40	18.0
東京層砂質土	75,600	0.30	19.0
江戸川層砂質土	420,000	0.30	20.0
盛土	50,000	0.35	19.0

既設構造物物性（はり材料）

ヤング係数

E（kN/m2）

断面積

A（m2）

断面2次モーメント

I（m4）

単位体積重量

γ（kN/m3）

既設コンクリート構造物

2.35×107

0.5

0.0104

25.0

■解析ステージ

解析のステージは下図に示ように初期状態から盛土のステージに移行します．

ステージ1 初期応力解析

ステージ2 盛土

5-1-2　解析手順

（1）解析方法の設定

解析方法の設定をおこないます．

①メニューバーの作成の中の「解析方法」かまたは，ツールバーの［解析方法］をクリックし解析方法のウィンドウを開きます．

②解析方法を以下のように設定します．

（2）材料特性の設定

材料特性の設定をおこないます．

①メニューバーの作成の中の「材料特性の設定」かまたは，ツールバーの［材料特性］をクリックし材料特性の設定ウィンドウを開きます．

②材料特性を以下のように設定します．

（3）解析対象の作図

解析対象の地盤や構造物を作図します．

ツールバーの［作図］をクリックして作図モードに切り替えた後に作図コマンド（本例では線と矩形）を用いて解析対象を作図していきます．

（4）材料特性の割り当て

地盤，盛土の材料特性をそれぞれの位置の解析ブロックに割り当てます．

①メニューバーの作成の中の「材料割当」かまたは，ツールバーの［材料割当］をクリックし画面を材料割り当てモードに切り換えます．

②材料特性の割り当てを行う解析ブロックをクリックします．

③プロパティウィンドウで材料特性を指定して材料を割り当てます．

（5）境界条件の設定

両側面を鉛直ローラー，底面を水平ローラーに設定します．

①メニューバーの「作成」中の「境界条件」または，ツールバーの［境界］をクリックし画面を境界モードに切り替えます．

②画面上で境界条件を設定する線分をクリックして選択します．

③プロパティウィンドウにて条件を設定します．

（6）荷重条件の設定

この例では荷重条件を設定しません．

（7）メッシュ分割

①メニューバーの「作成」の中の「自動分割」かまたは，ツールバーの［自動分割］をクリックし画面を自動分割モードに切り替えます．

②分割数を指定する線分をクリックしてから，プロパティウィンドウで分割数を指定します．

③自動分割する解析ブロックをクリックしてから，プロパティウィンドウでメッシュ作成条件を四角形主体とします．

④ツールバーの［メッシュ作成］をクリックします．

（8）解析ステージの設定

ステージ2を追加して既設構造物と盛土を設定します．

①メニューバーの「作成」の中の「ステージ」かまたは，ツールバーの［ステージ］をクリックします．

②「ステージ設定」ウィンドウが表示されます．ここでステージの追加を指定します．

③ツールバーの［作図］をクリックし作図モードに切り替え後，作図コマンドを用いて盛土部の解析ブロックを新たに作図します．

④ツールバーの［材料割当］をクリックし画面を材料割り当てモードに切り換え後，盛土部分の解析ブロックをクリックします．

⑤プロパティウィンドウで盛土材料を割り当てます．

⑥既設構造物部分の線分をクリックし，プロパティウィンドウで既設コンクリート構造物を割り当てます．

⑦メニューバーの「作成」の中の「自動分割」かまたは，ツールバーの［自動分割］をクリックし画面を自動分割モードに切り替えてから，盛土部分の線分に分割数を指定します．

⑧盛土部分の解析ブロックをクリックしてから，プロパティウィンドウでメッシュ作成条件を四角形主体とします．

⑨ツールバーの［メッシュ作成］をクリックすると盛土部にメッシュが新たに生成されます．

（9）解析の実行

①メニューバーの作成の中の「確認」かまたは，ツールバーの［確認］をクリックし画面を確認モードに切り換えます．

③ツールバーのをクリックします．

④下図のようなウィンドウが表示されて，「はい」をクリックすると解析が実行され，ポストプロセッサが起動します．

5-1-3　解析結果

ポストプロセッサが起動して以下のような結果が表示されます．

解析結果の表示手順は以下の通りです．

①ツールバーより表示したい結果の種類をクリックします．

②ツールバーより表示したいステージを選択します．

③画面上の節点や要素をクリックすると，その位置の結果値（変位，応力，断面力）が表形式で表示されます．これらの数値情報はコピーアイコンをクリックすればエクセルに貼り付けられます．

■変位図

■沈下量コンター図

■主応力ベクトル図

■断面力図

・曲げモーメント図

・軸力図

5-2　トンネル掘削解析

5-2-1　解析条件

トンネル掘削に伴う近接構造物への影響解析例を以下に示す．

■モデル

■物性値

地盤物性（線形弾性ソリッド材料）

	ヤング係数 E（kN/m2）	ポアソン比 ν	単位体積重量 γ（kN/m3）
埋土	14,000	0.45	16.0
東京層粘性土	28,000	0.40	18.0
東京層砂質土	75,600	0.30	19.0
江戸川層砂質土	420,000	0.30	20.0