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v1.10.0(2026.10.03)の Elastic Analysis の解き方(引張と圧縮で剛性が違うばねを Newton 法で解く,右クリックの Solver)を使った例題です。
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製材を 3 段に重ねてビスで留め,1 本の梁として使う場合(重ね梁)を,線材(製材)とばね(ビス)でモデル化する。あわせて,次のことを確かめる。

ばねの局所 x 軸は線の向き(下の段 → 上の段)なので,x の引張 = 継ぎ目が開く向き,圧縮 = 材どうしが押し合う向き,y・z = 継ぎ目のすべりになる。
| レイヤ | kxt(引張) | kxc(圧縮) | kyt = kyc = kzt = kzc(すべり) | 意味 |
|---|---|---|---|---|
| screw | 6000 kN/m | 37500 kN/m | 2000 kN/m | ビス 1 本の引抜き剛性 6 kN/mm,すべり剛性 2 kN/mm。圧縮は材どうしの支圧(めり込み): E90·b·s/h = 250 N/mm² × 120 × 150 / 120 = 37.5 kN/mm |
| glued | 3.75×10⁷ | 3.75×10⁷ | 2×10⁶ | 接着相当(すべて 1000 倍) |
| noscrew | 0 | 37500 | 0 | ビスなし(重ねただけ。支圧だけ効き,開くのもすべるのも自由) |
回転のばね(mx, my, mz)は 0。ばねの値は例題用の仮定値で,実在のビスの試験値ではない。実際の設計では,ビスのすべり剛性(Kser など)・引抜き剛性は試験値や規準の式から決める。
ビスのような柔らかい接合でつないだ重ね梁の有効曲げ剛性は,EC5(EN 1995-1-1)付録 B の γ 法で求められる。3 段の同じ材で,中央の材を基準(γ₂ = 1)にすると,
$\gamma_1=\gamma_3=\frac{1}{1+\pi^2 E A s/(K L^2)},\qquad (EI)_{ef}=\sum_i \left(E I_i+\gamma_i E A_i a_i^2\right)$
ここで A = 0.12×0.12 m²,s = 0.15 m(ビスの間隔),K = 2000 kN/m(ビス 1 本のすべり剛性),a₁ = a₃ = 0.12 m(中央の材からの距離),I_i = bh³/12。
| ケース | γ | EI(kNm²) | 中央のたわみ 5wL⁴/(384EI) |
|---|---|---|---|
| 接着(完全合成,360 の 1 本の材) | 1 | 3266 | 2.01 mm |
| ビス | 0.148 | 792 | 8.28 mm |
| ビスなし(3 本がばらばらに曲がる) | 0 | 363 | 18.08 mm |