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# 3.1.8: 要素の修正

「**Modify Element**」は、シェル、梁、トラス要素に適用できるマルチコンポーネントです。コンポーネント下部のドロップダウンリストを使用してタイプを選択します。

デフォルトでは、Karamba3Dは梁の断面を直径114 mm、肉厚4 mmの鋼管と想定します。必要に応じて梁プロパティを設定するには、「**Element Type**」を「**Beam**」に設定して「**Modify Element**」コンポーネントを使用します。図3.1.8はその方法を示しています。「**Modify Element**」コンポーネントを使用する方法は2つあります:

1. 「**Assemble**」コンポーネントの前に挿入し、要素オブジェクトを通過させます（たとえば、図3.1.10.1の梁の修正を参照）。デフォルトでは、「**Modify Element**」コンポーネントは入力されたすべての要素を変更せずにそのまま通します。同じ梁に対して複数の「**Modify Beam**」コンポーネントを連続して作用させることができます。
2. 「**Assemble**」コンポーネントの「**Elem**」入力に入力できるスタンドアロンの要素エージェントを作成します。「**ShellId**」または「**BeamId**」入力プラグを使用して修正する要素を選択できます。正規表現を使用して要素のグループを指定します。

<figure><img src="https://147116332-files.gitbook.io/~/files/v0/b/gitbook-x-prod.appspot.com/o/spaces%2Fz9HWyQapP9tu9mJjh5O9%2Fuploads%2Fgit-blob-1bba4cfe5e40ff654fab121c8531ca1733d5dc1e%2FModifyElement_3.1.4.png?alt=media" alt=""><figcaption><p>図3.1.8: デフォルトの要素プロパティの修正: 梁ではフロースルーコンポーネントとして使用し、シェルではエージェントとして使用。</p></figcaption></figure>

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{% file src="/files/HYqvvxX8BOZIUEf0lYuN" %}

{% file src="/files/51UMQn62GYwzRUaG5GX8" %}

## **梁の修正**

これらの要素プロパティを修正できます:

### 梁のアクティブ化状態

「**Active**」入力がfalseに設定されている場合、対応する梁は「**Active**」がtrueにリセットされるまで以降の計算から除外されます。梁のアクティブ化状態を設定する別の方法については、セクション [3.1.5](/jp/3-konpnentorifarensu/3.1-model/3.1.5-activate-element.md) を参照してください。

### 曲げ剛性

梁は軸力と曲げモーメントに抵抗します。「**ModifyElement**」コンポーネントの「**Bending**」入力を「**False**」に設定すると、曲げ剛性が無効になり、対応する梁がトラスに変換されます。この調整には以下の理由があります:

* 曲げおよび軸力を伝達する梁間の接続は、通常、軸力のみを担うものよりも高価です。接続の設計は使用する材料に大きく依存します: 木材における剛接合は鋼鉄よりも実現が困難です。ただし、剛接合は構造に剛性を加え、たわみを減らします。梁の代わりにトラス要素を使用するほうがより安全なアプローチです。
* 細長い梁、つまり長さに対して直径が小さい梁では、軸方向剛性と比較して曲げ剛性の効果は無視できます。曲げやすいけれど引っ張って切ることが難しい細い針金を思い浮かべてください。
* 曲げ剛性を排除すると、トラスのみが接続するノードごとに計算時間が半分以上削減されます。
* Karamba3Dはたわみ計算を初期の変形していないジオメトリに基づいて行います。ロープなどの一部の構造は形状能動的であり、変形したジオメトリとロープの軸力が平衡を提供します。この効果はKaramba3Dの一次理論（Th.I.）計算では考慮されないため、ロープのような梁では大きな変形が生じます。一次解析のために梁要素の代わりにトラスを使用することで、この問題を回避できます。あるいは、ロープの比重をゼロに減らすか、わずかに変形したロープのジオメトリから開始して外部荷重を小さなステップで適用します。各ステップの初期ジオメトリは前のステップの変形したジオメトリから得られます（セクション [3.5.4](/jp/3-konpnentorifarensu/3.5-algorithms/3.5.4-analyze-large-deformation.md) 参照）。

トラスは軸力のみを受け取り、ノードの回転を妨げません。Karamba3Dは、トラスのみに接続するノードの回転自由度を自動的に削除します。曲げが有効な梁がノードに接続する場合、ノードはその回転自由度を保持します。「**Analysis**」コンポーネントが赤くなって運動学的システムを報告した場合は、このことに留意してください。軸力のみを伝達することは、トラスがノードの動きを1方向に制限することを意味します。支点に接続されていないノードには3つの並進自由度があるため、空間に固定するには同一平面上にない3つのトラス要素が必要です。

### 断面の高さおよび厚さ

「**Height**」（円形管の場合は外径Dに相当）および断面の肉厚は、梁の軸方向および曲げ剛性に影響します。Karamba3Dは両方の入力値をセンチメートル単位で想定します。断面積は直径と厚さの両方に対して線形ですが、慣性モーメントは厚さに線形に増加し、完全な矩形断面ではD³に、I型およびボックス断面ではD²に依存します。したがって、不十分な曲げ剛性を改善するためには、肉厚を増やすよりも梁の高さ（または直径）を増やす方が効果的です。

### 梁軸のローカルおよびグローバル偏心

「**EcceLoc**」および「**EcceGlo**」入力プラグは、その端点間の接続線に対する梁軸の偏心を設定します。両方とも3次元ベクトルを想定します。「**EcceLoc**」はローカル座標系を、「**EcceGlo**」はグローバル座標系を参照します。梁の偏心は、「**Eccentricity on Beam**」コンポーネントを介しても定義できます（セクション [3.3.7](/jp/3-konpnentorifarensu/3.3-cross-section/3.3.7-eccentricity-on-beam-eccentricity-on-cross-section.md) 参照）。

### 梁の方向

この入力では、梁の方向を定義できます。Orientate Beamコンポーネントと同様に動作します（セクション [3.1.14](/jp/3-konpnentorifarensu/3.1-model/3.1.14-orientate-element.md) 参照）。

### 断面最適化のための座屈プロパティ

断面最適化のために座屈をオフにすることができ、実際にプレテンションをかけずにプレテンションされた細長い要素をシミュレートできます。必要なプレテンション力は、すべての荷重ケースの最大圧縮軸力のおおよそ負の値です。

### ローカル梁方向の座屈長さ

断面最適化では、梁の座屈長さを知る必要があります。Karamba3Dはセクション [3.5.8](/jp/3-konpnentorifarensu/3.5-algorithms/3.5.8-optimize-cross-section.md) で説明されているアルゴリズムを使用してそれを近似します。システム計算の座屈長の場合、この近似は安全ではない可能性があります。「**BklLenY**」、「**BklLenZ**」、「**BklLenLT**」入力プラグでは、梁のローカルYおよびZ軸、ならびに横ねじれ座屈の座屈長さを指定できます。指定された場合、これらの値はKaramba3Dの座屈長さ計算からの値を上書きします。「**lg**」値は、断面のせん断中心からの横方向荷重の距離を設定し、デフォルトはゼロです。正の値は荷重がせん断中心に向かって指していることを意味し、横ねじれ座屈に対して不安定化作用をもたらします。「**lg**」プロパティは、Eurocode 3に従う横ねじれ座屈に関する梁の利用率に影響します。

### 二次理論の軸力 $$N^{II}$$

軸力は、二次理論（Th.II）計算における梁の剛性に影響します。圧縮力は曲げ剛性を低下させ、引張力は増加させます。たとえば、ギターの弦は張力が増すほど高い周波数で振動します（つまり剛性が高くなります）。Karamba3Dでは、剛性に影響を与える軸力 ( $$N^{II}$$) は、断面に応力を引き起こす軸力 ($$N$$) とは独立しています。これにより、各梁の $$N$$ の最大圧縮力を $$N^{II}$$ として選択することで、二次理論の結果を安全に重ね合わせることができます。

{% file src="/files/IK1TM6N2zbZRSO2KhF0s" %}

## **シェルの修正**

### 高さ

シェル全体で一様な断面の高さを設定します。

### 二次理論の軸力 $$N^{II}$$

梁の場合と同様、シェルの $$N^{II}$$ は、二次理論計算における剛性に影響を与える面内軸力を指定します。これは単位長さあたりの力で、すべての方向で同じ大きさを持つと想定されます。

{% file src="/files/NV8v69kNt5fxLJsxmmYM" %}