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# 3.6.11: 補強材最適化

「**Optimize Reinforcement**」コンポーネントは、任意のシェルの補強材量を計算します。アルゴリズムは、Martiのサンドイッチモデルアプローチに基づいています（[\[6\]](/jp/fu-lu/bibliography.md) または [\[4\]](/jp/fu-lu/bibliography.md) 参照）。各荷重ケースは個別に考慮され、すべての荷重ケースの最大補強材が選択されます。

<figure><img src="https://147116332-files.gitbook.io/~/files/v0/b/gitbook-x-prod.appspot.com/o/spaces%2Fz9HWyQapP9tu9mJjh5O9%2Fuploads%2Fgit-blob-6c39cd0262c79010ddd7e693526596d1a83f5e23%2FOptimizeReinforcemen.png?alt=media" alt=""><figcaption><p>図3.6.11.1: 1mx1m板と面内引張50kN荷重の補強材量の計算。</p></figcaption></figure>

{% file src="/files/bA7D6wjJk0xJJYl0oW31" %}

図3.6.11.1は、サイズ$$1m$$×$$1m$$の矩形板と、$$25kN$$の2つの集中荷重に変換される$$50kN/m$$の一様引張線荷重を示しています。最初のステップは、「**Cross Section**」コンポーネントを介して鉄筋コンクリート断面を定義することです（セクション [3.3.2](/jp/3-konpnentorifarensu/3.3-cross-section/3.3.2-shell-cross-sections.md) 参照）。補強層の定義は、モデルの変位や断面力に影響を与えません。これは単に、線形弾性断面力を使用して補強材量を計算する基礎を形成します。補強材設計では、層ゼロの材料（通常はコンクリート）は引張強度がなく、無限の圧縮強度があると仮定されます。後者は簡略化であるため、最初に「**Optimize Cross Section**」コンポーネントを使用してコンクリート断面の十分な高さを確保する必要があります。

「**Optimize Reinforcement**」コンポーネントの入力プラグは「**Optimize Cross Section**」コンポーネントのものと類似しています:

|                 |                                                         |
| --------------- | ------------------------------------------------------- |
| **「Model」**     | 補強材設計を行う構造                                              |
| **「ElemIds」**   | 補強材量を計算する要素のID。指定されていない場合、すべての鉄筋コンクリート断面に対して最適化が実行されます。 |
| **「GroupdIds」** | 鉄筋断面設計に参加し、一様な補強材を持つべき要素のグループのIDのリスト。                   |
| **「MaxUtil」**   | 補強材検定比の目標値（「1.0」は検定比1.0を意味し、デフォルトです）。                   |

サブメニュー「**Settings**」には、コンクリート（「**gammaMc**」）および鋼（「**gammaMs**」）の部分安全係数を指定する2つのプラグがあります。前者は将来の使用のために存在します。現在、コンクリートは圧縮で無限に強いと仮定されているためです。後者はEurocode 2に基づく標準値である1.15に設定されています（[\[3\]](broken://pages/-MCkEPufKvmRk8DHQDJm) 参照）。「**Optimize Reinforcement**」の出力には以下のプラグが含まれます:

|              |                       |
| ------------ | --------------------- |
| **「Model」**  | 最適化された補強材を持つ構造        |
| **「Info」**   | 補強材設計プロセスに関する警告       |
| **「Mass」**   | 最適化後の補強材の総質量（キログラム単位） |
| **「Disp」**   | 各荷重ケースの構造の最大変位        |
| **「Energy」** | 各荷重ケースの構造の弾性変形エネルギー   |

「**シェルビュー**」コンポーネントを使用すると、補強層の厚さおよびそこでの応力を表示できます（図3.6.11.1参照）。入力プラグ「**LayerInd**」は表示される層のインデックスを設定します。コンクリート断面はインデックスゼロを持ち、インデックス1は最上層、インデックス4は最下層の補強層に対応します。ローカル座標系のZ方向は、断面の上部を指します。「**モデルビュー**」コンポーネントの「**Display Scales**」配下の「**Local layer axes**」エントリを使用すると、ローカル座標系の矢印を有効化、無効化、およびスケーリングできます。

図3.6.11.1の例では、降伏強度$$f\_{y,k}=50kN/cm^2$$のデフォルトの補強材BSt500を使用すると、必要な補強材量は$$a\_s = \frac{50kN \cdot 1.15}{2 \cdot 50kN/cm^2}$$になります。これは0.00575cmの層厚に相当します。分母の「2」は、引張力の方向を指す2つの補強層（インデックス1と4）があるという事実から得られます。

{% file src="/files/F5wNCgzkjZeQUgStT2nA" %}

{% file src="/files/A7v3w423CTeeGKuF6V4h" %}