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◆Fixed-End Force Corrections for Beam Elements in Linear Static Analysis
線形静解析におけるビーム要素の固定端力の補正

ビームを含む構造では、いくつかのビーム辺は分布荷重を受けます。点荷重P と分布荷重Q を受ける３辺のビーム構造の解析を考えます。

実用的な工学解析では、ジョイント（節点）、またはそれぞれ固有の辺の長さに沿った要素力とモーメントを得ることは興味深いことです。標準的な有限要素法の手法であるように、もし節点変形と要素剛性のみが要素節点力とモーメントの計算に使われるのであれば、おおよその結果のみが計算されます（有限要素解析で予想されるように）。これは、おそらく線形静解析には不十分であり、結果を改善するためには“固定端力の補正をする”のが最も適しています。

ADINA8.3.1は固定端力を補正するためのオプションを提供しています。

以下に示したのは、上に図示した問題の解析結果です。３つのビーム要素が骨組みのモデル化に使われています。せん断力ダイアグラムとモーメントダイアグラムが示されています。固定端力を補正するオプションが利用され、1ビーム辺に7つのセクションポイントがそれぞれの値をプロットするために使われます。

以下の図では、同じ問題で固定端力の補正をしない解析の結果を示しています。１辺に1要素の場合は、得られるせん断力ダイアグラムとモーメントダイアグラムが、上で得られた解析結果と著しく異なります。しかし、追加要素の使用により結果は改善され、もちろん要素総数が増加するにつれ収斂します。

固定端力の補正は、線形静的ビーム理論を使って計算しているため、一般的な非線形や動解析には適用できないことを注意しなくてはなりません。