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GTSTRUDL機能概要

GTSTRUDLとは

汎用構造設計と有限要素解析のための完全に統合化されたソフトウェアシステム

GTSTRUDLは世界的なCAEシステムであり、構造解析や構造設計のプロセスを手助けします。GTSTRUDLは精巧なソフトウェアであり、効率的で、高度に信頼でき、そして汎用目的に使用できる構造解析/構造設計システムです。GTSTRUDLはエンジニアに設計における決定を行うための正確で完全な技術データを提供します。

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カリフォルニアのFort Bragg付近のRussian Gulch橋, モデル提供: LoBuono Armstrong & Associates The Bridge Division of Frederic R. Harris, Inc. Sacramento, California


GTSTRUDLでは、グラフィカルなモデリング、自動メッシュ生成と各種データ生成、有限要素解析、鋼構造設計、対話的なグラフィックス、そして構造データベース管理システムなどをパワフルなメニュー形式のシステムに完全に統合化しています。

GTSTRUDLは25年以上の稼働実績を誇り、構造解析技術者や構造設計技術者にもっとも広く受け入れられたCAE/CAD (Computer-Aided Engineering and Design)ツールです。



品質の高いエンジニアリングには品質の高いソフトウェアが必須です

GTSTRUDLは米国の原子力規制委員会(Nuclear Regulatory Commission)のソフトウェア品質保証および品質管理に完全に適合していることが証明され、認定され続けております。

大きな問題でも/小さな問題でも、複雑な問題でも/簡単な問題でも、GTSTRUDLが解決します。

GTSTRUDLは非常に広い範囲の構造工学的諸問題に対応し、汎用の構造解析と構造設計を実行します。

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GTSTRUDLは力/モーメント図や応力/変位のコンタ図の生成と行った結果の3Dカラーグラフィックスを統合的に作成することができます。


GTSTRUDLはエンジニアリング分野や建設・土木、重工業/軽工業、電力関連、製造業、政府公共団体、教育機関などにおいて使われており、広い分野の構造物に対してフレームと有限要素による静解析/動解析、構造設計の役に立っています。例えば:

  • 様々な処理プラントと工場の構造物
  • 商用あるいは居住用の低層/高層ビル
  • 長いスパンをもつ屋根を支持する構造物
  • 送電および通信のため構造を含む巨大なタワー構造物
  • ケーブル、サスペンション、アーチ、トラス、プレートガーダ、プリストレスドコンクリートなどで構成された橋梁構造物
  • パイプやケーブルトレー、発電機の台座(基礎)、プラットホーム、原子力格納器、圧力容器などから構成される電力プラント構造物
  • 水門、ダム、テインタゲート、マイターゲートといった大規模な水利施設
  • 貯水/洪水制御ダム、暗渠、橋梁、輸送設備、その他の土木構造物
  • 海洋構造物
  • レーダ用アンテナおよびそれに付帯する構造物
  • stress-index / stress-intensity 決定のためのパイプの交差解析
  • 製造機械および製造された部品
  • クレーン、ローダ、バックホー、アースムーバ、チラーなどの建設や農業用設備
  • 自動車とトラックのフレームおよびボディのような運送装置およびその構成部品、鉄道車両および連結部、航空機の翼および機体、船構造その他
  • ドックのような港湾構造物や海岸構造物

などです。

重要な特徴としては

  • パワフルなメニュー形式のグラフィカルシステム
  • 広い構造定義/モデル化機能と非線形解析機能
  • 100種類以上の構造部材と有限要素ライブラリ
  • カーテシアン座標系、円筒座標系、球座標系また局所/全体座標においてパワフルな自動要素生成機能を発揮構造情報を生成する汎用の自動データ生成機能
  • 効率の良い静解析/動解析(応答スペクトル法、時刻歴、調和解析、定常解析)
  • 精巧で、非常に効率的なソルバ
  • 種々の設計コードに基づいた包括的な鋼構造と鉄筋コンクリート構造の設計
  • 海洋構造物の解析と設計
  • 設計持に反復的な解析/設計/表示/評価/再解析/再設計/決定のプロセスにおけるユーザによるハイレベルなコントロールが可能
  • 簡単なデータベース操作で事例データベースから問い合わせと表示を行うことが可能
  • ユーザ制御データベース管理機能(データベースの保存、検索、更新機能を含む)
  • わかりやすいメニューとマンマシンインターフェースを持つ
  • GTSTRUDLの開発元と密接に結び付いたユーザサポート
  • さまざまな構造工学分野の構造解析アプリケーションとしてワールドワイドに使われているアプリケーションソフトウェア

があげられます。


パワフルなWindowsインタフェース

問題を解くためにエンジニアに必要なことはGTSTRUDLのGTShellを操作するということです。GTShellは標準的なMicrosoft Windowsのメニュー形式とグラフィックユーザインターフェースを備えています。GTShellはユーザに"標準的な"Windowsインタフェースを提供します。

付け加えて言えば、GTSTRUDLはパワフルなグラフィックモデリング機能を備えているという面と構造工学に関連した問題解決言語(Problem Oriented Language, POL)の両面を備えているという大きな特徴があります。

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モデル提供:Southern Company Services Inc., Birmingham, AL



グラフィカルなモデル生成

GTMenuはGTSTRUDLに含まれるグラフィックユーザインタフェース(GUI)で、構造モデルデータのデータ生成, データや結果の表示そして変更を行うためのものです。GTMenuのいくつかの大きな機能は以下の通りです:

  • モデル生成

    節点、部材、有限要素、断面特性、材料定数、拘束条件そして荷重をグラフィカルに生成します。

  • モデルの編集

    GTMenuで作成したデータは簡単に変更したり、削除することができます。

  • モデルのチェック

    アスペクト比、有限要素の歪み、多重節点や多重部材のチェック、そして荷重合計を求めることができます。

  • 節点、部材、有限要素の名称

    グラフィックによるモデル生成を備える多くのソフトウェアパッケージとは異なり、ユーザは節点、部材、有限要素に名称をつけることができます。これはモデルが生成された時に割り振られます。

  • 入力ファイル生成

    ユーザはGTSTRUDLのコマンド入力ファイルとして、自分が入力したコマンドを書き出すことができます。これにより、コマンドのチェックや、後ほど再実行したり、コマンドの一部を変更して再利用したりすることが簡単にできます。

    コマンドで生成したモデルをGTMenuでさらに変更したりすることも可能です。

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GTSTRUDLのパワフルなPOLプログラミングインタフェースを使うことで、エンジニアは「マクロ」関数を自分の必要なものにカスタマイズすることができます。またエンジニアはGTSTRUDLの「Tools」インタフェースを用いて外部プログラムを実行することもできます。



ファイルによって稼働するシステムよりもデータベースによって稼働するシステムを

他の構造設計/構造解析システムとは異なり、GTSTRUDLは包括的な構造データに対するデータベースを持っています。この構造データはエンジニアによって設定された、解くべき対象の特徴的な記述のみならず、1つあるいは複数の解析や設計といったプロセスで生成された結果をも保持しています。エンジニアは解くべき対象のいろいろな情報をこのデータベースに対して保存したり、呼び戻したり、表示したり、データを更新したり、修正したり、追加や削除、アクティブ化/非アクティブ化を行ったりすることになります。このユニークな特徴により、エンジニアは大きな時間短縮を行うことができます。それはエンジニアが反復的な解析/設計/決定作業プロセスを行うため、コンピュータはユーザからの要求に応じて情報を保存したり、表示したり、その他の作業を頻繁に行うためです。エンジニアは情報を"即座に"得ることができ、解くべき問題を定義している間に、どんな出力が欲しいかを決めるための時間をさくことができるようになります。

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GTSTRUDLはこの図に示すように、「実際の部材形状」で表示したり「解析上のモデル形状」のどちらでも表示することができます。
モデル提供:Bechtel Corporation



フレーム構造と連続体力学のための様々な種類の部材と有限要素タイプを保持

GTSTRUDLは部材と有限要素のための大きなライブラリを持っています。例えば、7種類の部材タイプ(一様断面あるいは断面形状が変化するもの)を持ち、100種類以上のコンベンショナルタイプな要素から、アイソパラメトリック、ハイブリッドなフォームレーションによる有限要素や特定用途の有限要素までを持っています。すなわち:

  • 2次元トラス/フレーム/グリッドと3次元トラス/フレーム部材
  • 内部圧力を考慮した曲線2次元要素と3次元フレーム部材要素
  • 板曲げ要素(3,4そして8節点の三角形と四角形要素、薄いか中くらいまでの厚さに対応)
  • 3次元ソリッド要素(6~20節点の三角柱要素と直線ブリック要素か曲線ブリック要素)
  • 薄肉シェル要素(1節点あたり5~6自由度の3, 4節点の三角形要素と四角形要素)
  • 軸対称要素(回転体のモデリングのための4~8節点の四角形要素)
  • 平面応力問題や平面歪み問題、軸対称応力(4~8節点四角形要素)や3次元ソリッド問題(8~20節点のブリック要素)のための特殊要素の大きなライブラリを保持
  • せん断壁と床スラブをモデリングするための特別要素(部材がその要素と回転方法の自由度が連成するように、回転自由度はその要素面に垂直な方向の軸に設定されます。たとえば、曲げビーム要素は鉛直の壁とカップリングします)
  • 大規模で複雑な線形静解析問題のためのマルチレベルスーパー要素(super element, すなわち、ユーザが定義した部材や有限要素や他のスーパー要素の集合体)
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モデル提供:Fluor Daniel, Geenville, South Carolina



構造モデルの可変自由度

  • 構造モデルはどんな部材や有限要素タイプが混在して使用されても問題がありません。すなわちそれらが、同じであればもちろん、たとえ違うタイプであっても、そして節点ごとに変位自由度の数が異なっても問題ありません。
  • 構造解析の結果を得る際の重大な解析コストを下げるために、GTSTRUDLでは適切な変位自由度の最小値だけが自動的に使われます。
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GTSTRUDLのビルトインハードコピーエディタによる図:図に対して編集したり、注釈を加えたり、印刷に先立って鮮明にしたりすることができます。



部材・有限要素の特性の指定

部材要素の特性

  • 断面積、せん断面積、ねじり定数、断面二次モーメント、断面係数、断面寸法、せん断中央位置、その他部材断面特性の入力
  • 部材断面特性の登録テーブルの指定:幅広フランジ(H形)、溝形、T形、単・複アングル、中空円筒形、箱形、丸棒、角棒、その他。
    さらに、部材特性として剛性マトリクスを直接指定することも可能です。

有限要素特性:

  • 等方要素用の要素タイプおよび要素厚
  • 直交または異方材料特性用の要素剛性マトリクスの入力
  • 精度および効率を良くするための要素積分次数の選定

境界条件について

部材の境界条件:

  • 部材端(一端または両端)の境界条件として、力6成分の任意選択が可能。
  • 構造節点に接続する線形弾性部材の境界条件(部材端と節点の間を最大12個の並進ばねと回転ばねでモデル化する)
  • 剛域(節点)サイズおよび剛結(部材偏心および部材端節点サイズを使用)の設定
  • 部材端(一端または両端)における端点サイズと端点偏心条件の任意組合せ

構造境界条件:

  • 支点における力6成分と移動境界条件の任意組合せ
  • 全体参照フレームに平行または回転の支点拘束方向
  • 全体参照フレームに平行または回転の支点における全6成分の並進および回転
  • planar(平面座標系)節点の自動配置と処理
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GTSTRUDLはパワフルなグラフィック操作と機能を提供します。複雑なモデルや画像に対する操作としてウィンドウ化、分割化といった機能を持っています。



拘束条件と主従関係

  • 多点自由度拘束条件および主従関係の設定
  • 変位を同一化するための節点結合
  • 剛体挙動のモデル化(剛ピン、剛面、剛板、剛ソリッド)
  • 床版を数学的に厳密な剛体としてモデル化した高層ビルの解析

広範囲な荷重設定

独立静的荷重条件は以下の7種類の荷重を自由に組合わせることができます。

  • 節点荷重(力、モーメント)
  • 節点変位(並進、回転)
  • 部材荷重(局所、全体座標系または投影された全体座標系における集中、等分布、直線分布の力およびモーメント)
  • 部材温度荷重(軸、曲げ)
  • 部材ひずみ(施工誤差および最大6成分の初期ひずみ)
  • 有限要素の温度変化に関する節点温度荷重(平面内の伸縮および曲げ)
  • 要素荷重(局所、平面、全体座標系および投影された全体座標系における縁、面および物体力)

死荷重の自動生成:

  • 部材死荷重は等分布部材荷重または等価節点荷重として生成されます。また、死荷重係数を用いることもできます。
  • 要素物体力を指定することにより、要素死荷重が生成されます。
  • 活荷重の生成は標準AASHTO高速車両または独立静的荷重条件としての線上構造物上活荷重のユーザ定義車両を定義するのに用いられます。
  • 独立荷重条件は、その他の独立荷重および従属荷重条件の組合せとして作成できます。
  • 加速度,速度,変位時刻歴および調和振動等の動的な節点荷重を設定できます。
  • 複数の減衰値に対する動的応答スペクトル(加速度,速度,変位 vs 周波数,周期)の入力および保存、または予め記録された地震スペクトルからの選択ができます。
  • 擬似静的荷重は、標準的な荷重条件を用いた地震応答解析の結果から、静解析荷重ケース結果の組合せと同様の手順を用いて作成することができます。
  • 荷重の組合わせ(従属荷重)はユーザ定義による組合せ係数を用いて作られ、その数には制限はありません。
  • 独立または従属の静的または擬似静的荷重は、結果の代数和により作成されるか、RMSまたはABS(絶対和)の組合せを用いて作成されます。
  • 再帰荷重の指定に関するエラー検出が可能です。
  • 従属荷重に対する結果は任意の静解析時において計算され、複数の静解析を実行した後でも計算させることができます。
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GTSTRUDLは多くの主要な構造解析モデリングシステムと接続することができます。この図のモデルはIntergraph社のFrameworks Plusモデリングシステムを用いてStone & Webster Engineering Corporationが作成し、GTSTRUDLで解析したものです。



材料特性およびベータ角の設定

  • 線形弾性の材料特性はヤング率(E)、せん断係数(G)、ポアソン比、熱膨張係数(CTE)および重量密度を設定します。
  • 異なる部材または要素には、異なる材料特性を割り当てることができます。
  • 部材や要素の材料特性として鉄、アルミニウムまたはコンクリート材料が内蔵されています。
  • 局所部材座標系軸方向を用いたベータ角が設定できます。
  • ユーザ指定ベータ参照平面に基づくベータ角の自動計算します(第3節点のベータ角を指定)。
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ナイアガラ発電プロジェクト(ナイアガラの滝,ニューヨーク)。Southern Electric International, Inc.によって設計



単位系の設定

  • 長さ、力、角度、温度、時間の単位は、データ入力時および結果出力時のどのタイミングにおいても、必要に応じて変更できます。
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米国南東部の製紙工業会社の拡張工事(Dublin, Georgia)。Jacobs Sirrine Engineers, Inc. による



ソフトウェアの信頼性とユーザサービス

GTSTRUDLは大きなサポートが行われているアプリケーションソフトウェアであり、構造解析技術および設計計算ソフトウェアにおいて最も信頼性の高い最新技術を提供するために、大規模な維持管理、調査および開発が続けられています。サポートは米国ジョージア州アトランタにあるジョージア工科大学のコンピュータ支援構造工学技術(CASE)センターにより行われています。CASEセンターのスタッフは、構造理論、工学技術機構、構造設計、計算科学および専門技術実務の広い分野の経験を持った調査技術者および科学者のチームから成り、フルタイムで働いています。

ジョージア工科大学CASEセンターより提供されるGTSTRUDLサポートおよび標準品質保証は産業界で最も厳しい部類に入ります。

GTSTRUDLソフトウェア保証の手続きは米国原子力規制委員会の品質保証および品質管理規定の適用条項、およびISO9000ー3の適用条項を満足しています。

CASEセンターより提供されるフルサービスサポートには、ソフトウェアの検証および保証、品質の管理および保証、プログラムの更新、バージョンアップ、性能改良および電話ホットラインサポート(インストールの手助け、システムサポートおよびの効果的な使用に関するアドバイス)があります。

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1,018フィートのFirst Interstate World Center(Maguire Thomas Partners Project)は地震ゾーン4の地域ではもっとも高いビルディングです。CBM Engineers, Inc.(Houston,Texas)によるものです。


より詳細な情報については、下記の日本販売代理店または開発元へご連絡下さるか、ご意見・お問い合わせより遠慮なくお尋ねください。

日本販売代理店&技術サポート
(株)日本科学技術研修所
http://www.i-juse.co.jp/
E-mail:gt@i-juse.co.jp(下記、両部所に届きます)

販売:営業本部 GTSTRUDL担当
〒151-0051 東京都渋谷区千駄ヶ谷5-10-11
TEL:03-5379-5210
FAX:03-5379-1911

技術サポート:エンジニアリングソリューション事業部 GTSTRUDL担当
〒151-0051 東京都渋谷区千駄ヶ谷5-10-11
TEL:03-5379-5591
FAX:03-5379-2202

開発元
Intergraph Corporation PP&M
http://www.coade.com/


"品質の高いエンジニアリングには品質の高いソフトウェアが必須です"