STERA 3D 使用法

STERA 3D ver.5.8
STructural Earthquake Response Analysis 3D

斉藤大樹

独立行政法人

1

建築研究所

STERA 3D 使用法

まえがき
現在のところ、本ソフトでは、鉄筋コンクリート造建物の-弾性振動モード解析-

１方向静的漸増載荷解析（逆三角形分布、等分布）-弾塑性地震応答解析ができるようになっています。建物データの入力から解析結果の表示まで、直感的な操作で、誰でも使えるように工夫しています。
このソフトは、-実建物の地震時性能の把握-

構造実験のシミュレーション-

学生や技術者の教育などに広く使ってもらいたいと考えています。ただし、利用は研究および教育目的に限定させていただきます。
まだ開発途上ですが、とりあえず公開して、皆さんの意見を聞きながら改良を加えたいと思っています。
また、本ソフトには、未知のバグがあるかもかもしれませんので、解析結果には責任は負えません。もし不具合が出たときには、ご連絡くだされば可能な範囲で対処いたします。
ぜひ、お試しいただき、ご意見を頂ければ幸いです。

平成 15 年 3 月 26 日
ソフト開発者
斉藤大樹

tsaito@kenken.go.jp
独立行政法人

建築研究所

国際地震工学センター

2

上席研究員

STERA 3D 使用法

更新履歴
2008.05.20

STERA_3D Ver.3.9 をアップロードしました。
免震デバイス（アイソレータ）を中間層に配置できるようにしました。

2008.07.10

STERA_3D Ver.4.2 をアップロードしました。
材料強度（鉄筋、コンクリート）を直接入力するようにしました。
レンガとモルタルから構成される壁部材（レンガ壁）を追加しました。
ダンパーとレンガ壁の編集画面で上部の梁部材タイプを入力するようにしました。
部材タイプを 30 まで増やしました。

2009.01.12

STERA_3D Ver.4.3 をアップロードしました。
柱、梁、壁、レンガ壁の編集画面にオプションボタンを追加して、部材強度算定の細かい設定ができるようにしました。
免震デバイスを NRB と LRB から選択できるようにしました。
履歴ダンパーと粘性ダンパーを選択できるようにしました。また、それぞれの種類をメニューから選択できるようにしました。

2009.10.22

STERA_3D Ver.4.4 をアップロードしました。
地震応答解析においてエネルギー応答を出力できるようにしました。
梁・柱の配筋を細かく設定できるようにしました。

2010.03.30

STERA_3D Ver.4.5 をアップロードしました。
P-δ効果の算定式を変更しました。
出力フォーマットを変更しました。

2010.05.06

STERA_3D Ver.4.6 をアップロードしました。
部材タイプを 100 まで選択できるようにしました。
部材応答の時刻暦を 20 部材まで出力できるようにしました。

2010.08.16

STERA_3D Ver.4.7 をアップロードしました。
部材タイプに Default 値を設定できるようにしました。
階高、スパン数を変えても、元の部材モデルが使えるようにしました。
オプションで層応答、節点応答、部材応答を出力するかどうか選択できる
ようにしました。
部材応答は 100 部材まで選べるようにしました。

2010.09.02

STERA_3D Ver.4.8 をアップロードしました。
壁柱の応答が出力されない問題を解決しました。
出力ファイルの保存先に、以前の保存先が表示されるようにしました。

2010.10.25

STERA_3D Ver.4.9 をアップロードしました。
接合部の弾性せん断変形を考慮できるようにしました。

3

STERA 3D 使用法

梁の復元力モデルに、最大耐力以降の負勾配の骨格曲線を考慮できるようにしました。
柱の部材入力で、２方向のせん断補強筋を別々に入力するようにしました。
2010.11.08

STERA_3D Ver.5.0 をアップロードしました。
壁が連続で繋がる場合のバグを修正しました。

2010.12.01

STERA_3D Ver.5.1 をアップロードしました。
非線形曲げばねの降伏回転角の算定式のバグを修正しました。

2011.01.17

STERA_3D Ver.5.4 をアップロードしました。
出力データの有効桁数を小数点未満 4 桁にしました。
オプションメニューで柱・梁・壁モデルの非線形せん断バネを考慮しない（弾性）にできるようにしました。
オプションメニューで質量分布を指定できるようにしました。
地震入力の倍率を直接入力できるようにしました。
建物の最大スパンを X 方向 30 スパン、Y 方向 20 スパンに増やしました。

2011.03.07

STERA_3D Ver.5.5 をアップロードしました。
Ai 分布のバグを修正しました。
支配面積により質量分布を求める方法を改善しました。
Ｌ型や連続壁を解析できるようにしました。

2011.09.26

STERA_3D Ver.5.6 をアップロードしました。
壁のせん断耐力式を修正しました。
地震波の最大データ数を増やしました。
免震部材の軸力を出力できるようにしました。

2011.11.15

STERA_3D Ver.5.7 をアップロードしました。
MS モデルの不釣り合い力の処理を追加しました。

2012.02.27

STERA_3D Ver.5.8 をアップロードしました。
組積造モデルの不具合を直しました。
床の非剛床の不具合を直しました。

4

STERA 3D 使用法

簡易マニュアル（とにかく試してみよう）

5

STERA 3D 使用法

阪神淡路大震災の神戸の記録で建物を揺らしてみよう

STERA 3D
STructural Earthquake Response Analysis 3D

独立行政法人

6

建築研究所

STERA 3D 使用法

ソフトの起動と建物データの読み込み

①

アイコン

をダブルクリック②“File”  “Open”で建物データ “Stera7F”をオープン

7

STERA 3D 使用法

建物をいろいろと動かしてみよう①

をクリックして、実際の寸法で表示します。

②

画面の上をマウスで右クリックしながらドラッグすると建物が回転します。

8

STERA 3D 使用法

建物を地震で揺らしてみよう①②

をクリックします。

メッセージが出たら OK を押すと応答設定画面が現れます。

9

STERA 3D 使用法③
をクリックして、X 方向の地震波データを選択します。
例えば、神戸海洋気象台の EW 方向の波”Kobe(EW)”とします。
④
をクリックして、Y 方向の地震波データを選択します。
例えば、神戸海洋気象台の NS 方向の波”Kobe(NS)”とします。
⑤
をクリックして、Z 方向の地震波データを選択します。
例えば、神戸海洋気象台の UD 方向の波”Kobe(UD)”とします。

10

STERA 3D 使用法⑥

をクリックすると応答が開始します。
をクリックすると応答が一時停止します。
をクリックすると応答が停止します。
をクリックすると揺れが拡大されます。
をクリックすると揺れが縮小されます。
をクリックすると画面の切り替えができます。

11

STERA 3D 使用法

使用方法

12

STERA 3D 使用法

解析の基本仮定-

基本設定では床は面内変形に対して剛とし、面外方向のみ変形します（剛床仮定）。
オプションで平面有限要素として、床の吹き抜けや面内弾性変形を考慮することができます。

-

部材は、床を除き、線材に置換しています。

-

梁は、両材端に弾塑性曲げバネおよび部材中央に弾塑性せん断バネを有する部材モデ
ルを使用しています。

-

柱は、軸力と曲げの非線形相互作用が考慮できる MS モデル（両材端の断面内にそれぞれ５つの非線形軸ばねを配置し、部材中央に水平２方向の弾塑性せん断ばねを有するモデル）を使用しています。

-

壁は、軸力と曲げの非線形相互作用が考慮できる MS モデル（両材端の断面内にそれぞれ８つの非線形軸ばねを配置し、壁パネルおよび側柱のそれぞれに弾塑性せん断ばねを有するモデル）を使用しています。

-

基礎には、基礎固定、ピン、免震要素または浮き上がりバネを設定できます。免震要
素には MSS モデル（多方向非線形せん断ばねモデル）を使用しています。

-

せん断部材として、ダンパーやレンガ壁部材を設定できます。

-

接合部のせん断変形は剛または弾性に設定することができます。

-

地震応答解析では、基本設定では剛性比例型の減衰とし、減衰定数を 0.03 と仮定しています。オプションで、瞬間剛性比例型やレーリー型を選択できるほか、減衰定数を変えることができます。

その他、細かい解析仮定とそれらの変更方法については、「技術マニュアル(Technical
Manual)」をご覧ください。

13

STERA 3D 使用法

１．ファイル構成
フォルダ「STERA 3D V*.*」の中に、以下のファイルおよびフォルダがあることを確認してください。
Stera 3D.exe… メインプログラム

response.exe… 出力用のサブプログラム

Stera7F.stera… サンプル建物

Stera7F(SI).stera… サンプル建物（免震）

DataWaves… 地震波データのフォルダ

OutFiles… 出力結果のフォルダ（空）このうち、Stera 3D.exe と response.exe の２つの実行ファイルは、常に同じフォルダに保存してください。

14

STERA 3D 使用法

２．初期画面“Stera 3D.exe”

をダブルクリックします。

左画面は、“プラン入力画面”で、ここに部材の平面配置を入力します。
右画面は、”3D 表示画面”で、建物の形状や解析結果の応答を見ることができます。
また、保存した建物ファイルを開くには、[File] [Open]でファイルを選択します。

プラン入力画面

３D 表示画面15

STERA 3D 使用法

３．部材パターンのセット
スパン(mm)

階高

層重量

現在の階数

プラン入力画面は、１F（階数は右下に表示）のプランから始まります。
-

マウスクリックで部材がセットされます。

-

クリックを繰り返すと、基礎階を除く一般階では、


柱（緑）  なし  柱（緑）

梁（緑）  壁（濃緑）  なし  梁（緑）の順でセットされます。基礎（BF）については、

基礎ばね（茶）  なし  基礎ばね（茶）の順になります。「なし」は固定になります。

16

STERA 3D 使用法

ただし、レンガ壁、ダンパー、アイソレータを考慮する場合には、一般階では、


柱（緑）  アイソレータ

 なし  柱（緑）

梁（緑）  ダンパー（茶） レンガ壁（茶） 壁（濃緑） なし  梁（緑）-

マウスをドラッグ（押したまま移動）すれば、領域内の部材を一度にセットできます。

-

セットされた部材について、マウスを右クリックすると、部材タイプ番号（柱は C1～C100、
梁は B1～B100、壁は W1～W100 など）をセットできます。

-

他の階に移動したり、入力したプランのパターンを削除（クリア）したりコピーしたりす
るには、画面の下のボタンを使用します。

部材パターンをクリア
上の階に移動下の階のパターンをコピー
下の階に移動
上の階のパターンをコピー入力したプランは、３D 表示画面で確認ができます。

17

STERA 3D 使用法

４．建物情報、部材情報の入力
柱情報の入力梁情報の入力壁情報の入力接合部パネル情報の入力
レンガ壁情報の入力
基礎ばね情報の入力

出力部材の指定
白黒画面の切り替え
建物規模情報の入力
床スラブ情報の入力
ダンパー情報の入力
アイソレータ情報の入力

18

STERA 3D 使用法

４－１．部材情報の入力
柱情報（ボタン）-

断面サイズを入力して下さい。
ここに、d1, d2 はそれぞれ X 方向、Y方向の主筋までの距離、複数配筋の場
合は鉄筋重心までの距離を入力して下さい。
（初期値には 40mm が設定されています。）-配筋はメニューから選択して下さい。

-

材料強度（SD と Fc）は直接入力して下さい。（初期値には Default 値が入っています）-[ADD]で入力をセットし、次の部材タ
イプへ移動します。

-[Copy]で前の部材タイプの情報をコ
ピーできます。

-[OPTION] で鉄筋の公称強度と実強度の比（Default 値は 1.1）を設定で
きます。

19

STERA 3D 使用法-

部材タイプの最後の”Cdef”を選択して入力した数値を Default 値として全ての部材に適用することができます。

20

STERA 3D 使用法

梁情報（ボタン）-

断面サイズを入力して下さい。
ここに、d1, d2 はそれぞれ上端、下端の主筋までの距離、複数配筋の場
合は鉄筋面積重心までの距離を入力して下さい。このとき、スラブ筋の面積は考えません。

-

配筋はメニューから選択して下さい。

-

材料強度（SD と Fc）は直接入力して下さい。
（初期値には Default 値が入っています）-[ADD]で入力をセットし、次の部材タ
イプへ移動します。

-[Copy]で前の部材タイプの情報をコ
ピーできます。

-

部材タイプの最後の”Bdef”を選択して入力した数値を Default 値として全ての部材に適用することができます。

-[OPTION] で 設 計 強 度 と 実 強 度 の 比（Default 値は 1.1）及びスラブ効果（Default 値は 1.0）を設定できます。

-

材端曲げばねの履歴特性として、以下のパラメータを設定できます。
・剛性低下率（Default 値は 0.5）
・スリップ率（Default 値は 0.0）
・繰り返しによる耐力低下率(Default
値は 0.0)・終局回転角 Ru (Default 値は 1/50）
・Ru 以降の剛性比 (Default 値は 0.01)
これらのパラメータの詳細については
技術マニュアルをご覧ください。

21

STERA 3D 使用法

壁情報（ボタン）-

断面サイズを入力して下さい。

-

配筋はメニューから選択して下さい。

-

材料強度（SD と Fc）は直接入力して下さい。（初期値には Default 値が入っています）-[ADD]で入力をセットし、次の部材タ
イプへ移動します。

-[Copy]で前の部材タイプの情報をコ
ピーできます。

-

部材タイプの最後の”Wdef”を選択して入力した数値を Default 値として全ての部材に適用することができます。

-[OPTION] で設計強度と実強度の比（Default 値は 1.1）及び壁開口に応じた剛性とせん断耐力の低減係数（Default 値は 1.0）を設定できます。

22

STERA 3D 使用法

接合部パネル情報（ボタン）

剛域

せん断弾性パネル

接合部内の剛域やせん断弾性パネルの長さの比率を設定できます。
Default では 1.0（部材の面まででの長さ）です。

23

STERA 3D 使用法

レンガ壁情報（ボタン）注）オプションで Masonry Element 選択時のみ有効-

レンガ単体とモルタルのサイズ、材料
圧縮強度を入力してください。

-

レンガ壁の上に鉄筋コンクリート梁がある場合（下図参照）には、Upper
Beam Type で、そのタイプ番号をメニ
ューから選択して下さい。

upper beam-

部材タイプの最後の”Mdef”を選択して入力した数値を Default 値として全ての部材に適用することができます。

-[OPTION] で壁開口に応じた剛性とせん断耐力の低減係数（Default 値は1.0）を設定できます。

24

STERA 3D 使用法

アイソレータ情報（ボタン）NRB（積層ゴム支承）選択時

注）オプションで Isolator 選択時のみ有効-

NRB（積層ゴム支承）と LRB（鉛入り積層ゴム支承）から選択し、それぞれの特性は[PROPERTY]で入力します。
また、鉛直剛性と水平剛性との比率（Default 値は 1000）を入力します。

-

部材タイプの最後の”Idef”を選択して入力した数値を Default 値として全ての部材に適用することができます。

LRB（鉛入り積層ゴム支承）選択時

25

STERA 3D 使用法

制振ダンパー情報（ボタン）注）オプションで Damper Element 選択時のみ有効-

Elastic（弾性）、Hysteresis（履歴ダンパー）、Viscous（粘性ダンパー）から選
択します。

-

Hysteresis（履歴ダンパー）と Viscous（粘性ダンパー）は、特性をメニューから選択します。

-

ダンパーの特性は[PROPERTY]で入力します。

-

制振ダンパーの上に鉄筋コンクリート
梁がある場合には、Upper Beam Type でそのタイプ番号をメニューから選択し
て下さい。

-

部材タイプの最後の”Ddef”を選択して入力した数値を Default 値として全ての部材に適用することができます。

Hysteresis（履歴ダンパー）選択時
バイリニア履歴

ノーマルトリリニア履歴

Viscous（粘性ダンパー）選択時
オイルダンパー

粘性ダンパー26

剛性低下型トリリニア履歴

STERA 3D 使用法）

基礎ばね情報（ボタン注）基礎階（BF）選択時のみ有効、初期設定はピン支持-部材タイプの最後の”Sdef”を選択して入力した数値を Default 値として全ての部材に適用することができます。

浮き上がりバネの場合

床スラブ情報（ボタン）注）オプションで”Flexible Floor”を選択時のみ有効-

剛床仮定をはずしたいときに選択します。

-

床の面内の弾性変形が考慮されます。

-

部材タイプの最後の”Fdef”を選択して入力した数値を Default 値として全ての部材に適用することが
できます。

27

STERA 3D 使用法

建物規模情報（ボタン）-

スパン数や階数を変更したいときに選択します。

階数

： 最大

スパン数： X 方向
スパン数：

６１
最大 ３０

Y 方向 最大２０まで設定可能です。

-

すでに入力した建物情報を初期化するかどうかを聞いてきます。No とすると、建物情報が保存されます。

28

STERA 3D 使用法

４－２．出力部材の指定
指定した部材の材端モーメント・回転角関係を出力することができます。

部材指定（ボタン）
クリックすると出力部材を指定できます。
もう一度クリックするとキャンセルできます

出力したい部材を左クリックする

3D 画面で位置を確認できます。

と、円で囲まれて上に番号が表示さ

赤い円の荷重変形関係が 3D 画面れます。100 まで指定できます。

に表示されます。

もう一度、左クリックすると赤い円になります。
この荷重変形関係を 3D
画面に表示することができます。
右クリックで出力の指定がキャンセルされて、円が消去されます。

29

STERA 3D 使用法

４－３．その他の設定
初期設定の条件を変えたいときには、[Option] で条件を設定します。

30

STERA 3D 使用法

OPTION  STRUCTURE

①

②

⑥

③

⑦

④

⑧

⑤

⑨

① 拘束自由度
拘束する自由度番号を並べた番号を入力します。
例）2467 … X 方向のみの１方向解析
1568 … Y 方向のみの１方向解析
45678 … 回転をすべて拘束78 … 接合部を剛② 剛床仮定Flexible Floor では、平面有限要素として床スラブをモデル化します。
③ P-デルタ効果
鉛直部材（柱、壁）の剛性マトリクスに P-デルタ効果を考慮します。
④ 非線形せん断ばね
非線形せん断ばねを考慮します（考慮しない場合は弾性ばね）⑤ 層質量の各節点への分布を指定します。
同じ質量とするか、支配面積の比率とするか⑥ ダンパー
制振ブレースダンパー（履歴型または粘性型）を含めます。
⑦ アイソレータ
免震アイソレータを含めます。
⑧ レンガ要素
せん断耐力低下型のレンガ壁を含めます。
⑨ 鉄筋のヤング係数を入力します。

31

STERA 3D 使用法

OPTION  ANALYSIS  STATIC
静的繰り返し加力では、建物頂部での変形
角（drift angle、頂部変形を建物高さで割った値）を指定します。

No. of Maximum Segment :繰り返しのセグメントの総数
No. of Separation of Segment:
１つのセグメント内の解析刻み数（１方向漸増載荷解析の刻みもこの数値になります。）

加力プログラムは、各載荷セグメントの目
標変形角（D1, D2 … D150）を与えて定義します。変形角は、1/10000 が最小単位です。

OPTION  ANALYSIS  DYNAMIC
地震応答解析において、地震波データの時間
間隔を分割する分割数を与えます。例えば、地震波データの時間刻みが 0.02 秒で、分割数が 5 の場合には、地震応答解析における数
値積分の刻みは、0.004 秒になります。
なお、地震波データ数と刻み数を掛けた数値の上限値は 60,000 です。
減衰マトリクスは次の中から選択します。
[C] = a[K0]: 初期剛性比例[C] = a[Kp]: 瞬間剛性比例[C] = a[K0]+b[M]: レーリー型
次に、１次と２次の粘性減衰定数 h1, h2 を指定します。h2 はレーリー型の場合に使用されます。
数値積分法として、平均加速度法(Average
Acceleration) と 修 正 復 元 力 法 (Force
Correction) のいずれかを選択します。

32

STERA 3D 使用法

OPTION  ANALYSIS  OUTPUT
外部ファイルに各解析ステップの応答を出力するかどうかを設定します。
1) Floor response
各層の重心位置での変位、層せん断力などを出力します。Default では出力する設定になっています。
2) Nodal Response
全節点の絶対変位、作用力を出力します。Default では出力しない設定になっています。出力する場合にはファイルサイズが大きくなることに注意してください。
3) Member response
出力マークを付けた部材の応答を出力します。Default では出力する設定になっています。

33

STERA 3D 使用法

５．建物および解析結果の３D 表示
５－１．建物の３D 表示[1] “Default“Actual”の画面では、スパン１、階高 0.5 の固定比率になっています。
”をクリックすると、入力した実際の寸法で表示します。

図形移動
図形回転
図形拡大・縮小

Actual サイズ
Default サイズ

34

STERA 3D 使用法[2]”Analize”が有効になったら、クリックして初期解析（モード解析と初期条件の設定）をします。
[3]

以下のメッセージが出たら、OK を押すと、応答設定画面が現れます。

応答設定画面35

STERA 3D 使用法

５－２．弾性振動モード[1] “MODE”の番号ボタンをクリックすると、振動モード（１次から６次）が表示されます。
また、画面の右上に固有周期（Period）の値が示されます。
[2] ”Start”Stop”で振動モードの揺れが表示されます。”Pause”

で一時停止します。

”で停止します。

[3] “Amplify”で揺れが拡大、”Reduce[4] スライダー[5] “Save Data

“で揺れが縮小します。

によって、表示速度を遅くできます。
”で解析結果をファイルに保存します。

[6] “Black and White”で白黒画面に切り替わります。
[5]

[1]

[6]

[4]

[2]

36

STERA 3D 使用法

５－３．１方向静的漸増載荷解析[1] “STATIC LOAD”で加力条件を設定します。
“Direction”:

加力方向を設定します。
X (X 方向) –X（X 方向の逆）“Distribution”:-Y（Y 方向の逆）

水平力分布を設定します。力は各層の重心位置に作用します。
Ai（Ai 分布）Triangular（逆三角形分布）

UBC (米国 UBC コード)“Target Drift”:

Y（Y 方向）Uniform（等分布）Mode（加力方向のモード分布形）

どこまで載荷するか（目標とする頂部変形角）を設定します。
cyclic はオプションで設定した繰り返し加力になります。
1/50

1/100

1/200

cyclic[2] 下の画面に表示する応答を選択します。
[3] ”Start”で載荷します。”Pause”

で一時停止、”Stop”で停止します。

上の画面には、加力方向、載荷の進行状態バー、部材の塑性率の色が示されます。

[1]

[3]

[2]

37

STERA 3D 使用法

1: Drift-Shear Relation
各層の層間変形角とせん断力係数（せん断力／全重量）の関係を表示します。

2: Capacity Curve
等価１質点系の耐力曲線を描きます。

38

STERA 3D 使用法

3: Member Response
指定した（赤い○が付けられた）部材の荷重・変形関係を描きます。
梁は両端、柱は柱脚の X, Y 方向です。

39

STERA 3D 使用法

５－４．弾塑性地震応答解析[1] “EARTHQUAKE”で入力地震動（地動加速度データ）を設定します。

“Power”:

ファイル選択画面から X 方向の入力地震動を選択します。

:

ファイル選択画面から Y 方向の入力地震動を選択します。

:

ファイル選択画面から Z 方向（上下）の入力地震動を選択します。
:

入力倍率を指定します（初期値は 1.0）。

[2] 下の画面に表示する応答を選択します。
[3] ”Start”で地震応答を開始します。”Pause”

で一時停止、”Stop”で停止します。

下の画面には、入力地震動の全波形（白）と現在までの入力（赤）が示されます。
[4] “Record”で、地震応答をムービー・ファイルとして保存します（５－５．参照）。

[4]

[2]
[1]

40

[3]

STERA 3D 使用法

1: Input Earthquake Ground Motion
水平２方向（X および Y）および上下方向（Z）の地動加速度波形を表示します。

2: Top Displacement Response
最上階の重心位置の水平変位の時刻歴を描きます。

41

STERA 3D 使用法

3: Orbit of Top Displacement
最上階の重心位置の水平変位のオービットを描きます。

4: Base Shear - Top Drift
最上階変位とベースシアの関係を描きます。

42

STERA 3D 使用法

5: Energy Response
エネルギー応答を描きます。
K: 運動エネルギー
N: 非線形ダンパーの吸収エネルギー
F: 架構（柱、梁、壁）の吸収エネルギー
D: 粘性減衰による吸収エネルギー

6: Member Response
指定した部材の荷重・変形関係を描きます。
梁は両端、柱は柱脚の X, Y 方向です。

43

STERA 3D 使用法

入力地震動ファイルの書式
入力地震動ファイルを自分で用意する場合には、以下のような書式にしてください。
順序
１番目

整数

説明

備考

0 または 10：地動加速度データのみの場合
1：地動加速度データと地動変位データがある場合

（ID）
２番目

整数

地動加速度データ

地動加速度データと地動変位データは、同じデーのデータ数

タ数とします。

実数

データの時間刻み

単位は秒

実数

地動加速度データ

NDATA 個のデータ。単位は（cm/sec2）

地動変位データ

ID=1 の場合。加速度データに引き続き、NDATA(NDATA)
３番目
(DT)
４番目以降

個の変位データを並べる。単位は(cm)注）

データは、空白またはコンマ（,）で区切ってください。
地震加速度データ数 NDATA に、オプションメニューの刻み数 NDIV を掛けた数の上限は 60,000 です。（ NDATA*NDIV < 60,000 ）例）“DataWave”フォルダにある”Kobe(NS)”の中身

0…ID （地動加速度データのみ）

1000…NDATA
0.0200…DT （0.02 秒間隔）

0.70

0.70

-0.30

-2.00

-2.90

-1.70

-0.30

-0.90

-0.40

3.30

3.50

-2.00

-6.30

-5.70

-3.60

-4.10

-2.50

0.20

-0.50

-4.50

-9.30

-5.70

2.50

4.70

4.50

9.20

13.70

8.20

6.60

4.00

-6.50

-11.00

0.40

14.90

2.20

-8.00

4.40

15.90

24.40

36.60

38.30

20.10

3.60

-1.80

0.00

14.80

3.40

-40.00-49.60-36.00-21.90

-9.60

-0.90

0.40 -20.60-31.30-24.80-14.00

3.70

11.00

-2.10

-16.70-16.30-12.70

-9.90

-4.50

-4.00

-5.80

-13.50-26.60-20.60

24.10

65.30

44.70

0.90

-14.80

7.30

30.40

13.40 -12.00

44

地動加速度
データ

STERA 3D 使用法

５－５．建物の地震応答アニメーション・ムービーの保存と再生
１）ムービーの保存方法
地震応答解析（５－３）において、建物の規模が大きい場合や解析時間刻みを細かくした場合には、建物の揺れの表示に時間がかかることがあります。その場合には、アニメーション部分（建物の揺れと地震波形）をムービー・ファイルとして保存しておき、あとでムービー・ファ
イルを再生することで、高速に表示させることができます。なお、ムービー・ファイルは容量が大きくなるので注意してください。
[1] “EARTHQUAKE”で入力地震動（地動加速度データ）を設定します。
[2] “Record”をクリックして、保存用のムービー・ファイル名を指定します。

[3] 自動的に録画が始まります。”Pause”

で一時停止、”Stop[1]”で停止します。
[2]

[3]

45

STERA 3D 使用法

２）

ムービーの再生方法[1] 応答設定画面の”MOVIE”で[2] ”Start

を押して、保存したムービー・ファイルを選択します。

”で地震応答が表示されます。”Pause”[1]

で一時停止、”Stop”で停止します。

[2]

46

STERA 3D 使用法

５－６．解析の切り替え[1]“RESPONSE”のラジオボタンをクリックすると、解析の切り替えができます。
Mode:

弾性モード解析

Static:

静的非線形漸増載荷解析

Earthquake:弾塑性地震応答解析

Movie:

ムービー・ファイルの再生

[1]

47

STERA 3D 使用法

６．ファイルの保存と読み込み
６－１．建物ファイルの保存
建物情報と部材情報をファイルに保存して、あとで読み込むことができます。
保存するファイルには、拡張子.stera が付きます。

新規ファイルファイルの読み込み
ファイルに保存48

STERA 3D 使用法

６－２．解析結果の保存
解析結果を外部ファイルに保存するためには、いったん建物の情報や解析条件をデータ・ファ
イルとして保存して、別のプログラムを起動します。
[1] 応答設定画面において、解析条件を設定します。
[2] “Save Data

” を選択します。

[3] データを保存するフォルダを選択します。

[2]

[1]

[3]

49

STERA 3D 使用法[4] “OK”を押すと、解析条件に応じた解析を行い、結果を指定したフォルダに保存します。

50

STERA 3D 使用法

出力先のフォルダには、以下のファイルが自動的に作成されます。

data_*** 部材、建物のデータ

max_*** 部材、建物の最大応答値

response_eccentricity : 偏心率
response_eigen : 固有周期、モード
response_member01, 02, … : 指定部材の応答値
response_node : 節点の応答値
response_structure : 各層の応答値

beam : 梁column: 柱
wall: 壁damper: ダンパーおよびレンガ壁
spring: 鉛直ばね
bi : 免震要素
structure: 建物

51

STERA 3D 使用法

１）ファイル“response_eigen.txt”

６次までの固有周期、固有ベクトル、刺激関数
固有周期

固有モード

刺激関数

52

STERA 3D 使用法

２）ファイル“response_structure.txt”①１方向漸増載荷解析の場合
解析ステップごとの耐力曲線と各層の層間変位、層せん断力、変位■耐力曲線■最大層間変形角■層番号■層間変位■層せん断力■基礎からの変位

kstep
解析ステップ数sd
等価１自由度系の変形 (cm)sa
等価１自由度系の加速度(gal)max drift 層間変形角が最大となる層の値
F
層番号(0:は基礎階)
sdx
X 方向層間変位(cm)sdy
Y 方向層間変位(cm)srz
Z 軸周り回転角（ねじれ）sfx
X 方向層せん断力(kN)sfy
Y 方向層せん断力(kN)dx
X 方向変位（基礎からの相対変位）(cm)dy
Y 方向変位（基礎からの相対変位）(cm)rz
Z 軸周り回転角（ねじれ）②地震応答解析の場合
時間刻みごとの各層の層間変位、層せん断力、変位

■時間
■層番号
■層間変位
■層せん断力■基礎からの変位

t
F
sdx
sdy
srz
sfx
sfy
dx
dy
rz
ax
ay

時間（秒）
層番号(0:は基礎階)
X 方向層間変位(cm)Y 方向層間変位(cm)Z 軸周り層間回転角（ねじれ）X 方向層せん断力(kN)
Y 方向層せん断力(kN)X 方向変位（基礎からの相対変位）(cm)
Y 方向変位（基礎からの相対変位）(cm)
Z 軸周り回転角（ねじれ）Y 方向絶対応答加速度(gal)Z 方向絶対応答加速度(gal)53

STERA 3D 使用法

３）ファイル“response_eccentricity.txt”
各層の剛性率層番号

X 方向剛性率

各層の偏心率、剛性率の計算

1F
剛心位置

重心位置
偏心距離
弾力半径
偏心率

54

Y 方向剛性率

STERA 3D 使用法

４）ファイル“response_member.txt”

部材端部の応答①

の場合■モーメント変形力(kNcm) 塑性率
Rya
Mya
Uya
Rpa
Mpa
Upa
Ryb
Myb
Uyb
Rpb
Mpb
Upb
■せん断力
変形(cm) 力(kN)
塑性率
Rsx
Qsx
Usx

A端
B端
A 端非線形曲げばね
B 端非線形曲げばね
非線形せん断ばね②柱の場合■モーメント変形力(kNcm) 塑性率
Rya
Mya
Uya
A 端（柱脚）Y 方向
Ryb
Myb
Uyb
B 端（柱頭）Y 方向
Rxa
Mxa
Uxa
A 端（柱脚）X 方向
Rxb
Mxb
Uxb
B 端（柱頭）X 方向■せん断力
変形(cm) 力(kN)
塑性率
Rsx
Qsx
Usx
X 方向非線形せん断ばね
Rsy
Qsy
Usy
Y 方向非線形せん断ばね■軸力
変形(cm) 力(kN)
力（軸ばねの力の総和）
Dz
Nz
Nz2
■マルチスプリング軸ばね
変形(cm) 力(kN)
塑性率
C1D(a)
C1F(a)
C1U(a)A 端コンクリートばね１
C2D(a)
C2F(a)
C2U(a)A 端コンクリートばね２
C3D(a)
C3F(a)
C3U(a)A 端コンクリートばね３C4D(a)
C4F(a)
C4U(a)A 端コンクリートばね４C5D(a)
C5F(a)
C5U(a)A 端コンクリートばね５
S1D(a)
S1F(a)
S1U(a)
A 端鉄筋ばね１S2D(a)
S2F(a)
S2U(a)
A 端鉄筋ばね２
S3D(a)
S3F(a)
S3U(a)
A 端鉄筋ばね３
S4D(a)
S4F(a)
S4U(a)
A 端鉄筋ばね４S5D(a)
S5F(a)
S5U(a)
A 端鉄筋ばね５C1D(b)
C1F(b)
C1U(b)
B 端コンクリートばね１
C2D(b)
C2F(b)
C2U(b)
B 端コンクリートばね２
C3D(b)
C3F(b)
C3U(b)
B 端コンクリートばね３
C4D(b)
C4F(b)
C4U(b)
B 端コンクリートばね４C5D(b)
C5F(b)
C5U(b)
B 端コンクリートばね５
S1D(b)
S1F(b)
S1U(b)
B 端鉄筋ばね１S2D(b)
S2F(b)
S2U(b)
B 端鉄筋ばね２55

STERA 3D 使用法

S3D(b)
S4D(b)
S5D(b)

S3F(b)
S4F(b)
S5F(b)

S3U(b)
S4U(b)
S5U(b)

B 端鉄筋ばね３B 端鉄筋ばね４B 端鉄筋ばね５③壁の場合■モーメント変形力(kNcm) 塑性率
Rya
Mya
Uya
A端
Rpa
Mpa
Upa
B端
Ryb
Myb
Uyb
A 端非線形曲げばね
Rpb
Mpb
Upb
B 端非線形曲げばね■せん断力（壁パネル内のせん断ばね）
変形(cm) 力(kN)
塑性率
Rsx
Qsx
Usx
非線形せん断ばね■軸力
変形(cm) 力(kN)
力（軸ばねの力の総和）
Dz
Nz
Nz2
■マルチスプリング軸ばね（壁パネル内の軸ばね１１～１５）
変形(cm) 力(kN)塑性率
C11D(a) C11F(a) C11U(a) A 端コンクリートばね１１
C12D(a) C12F(a) C12U(a) A 端コンクリートばね１２
C13D(a) C13F(a) C13U(a) A 端コンクリートばね１３
C14D(a) C14F(a) C14U(a) A 端コンクリートばね１４
C15D(a) C15F(a) C15U(a) A 端コンクリートばね１５
S11D(a) S11F(a) S11U(a) A 端鉄筋ばね１１
S12D(a) S12F(a) S12U(a) A 端鉄筋ばね１２
S13D(a) S13F(a) S13U(a) A 端鉄筋ばね１３
S14D(a) S14F(a) S14U(a) A 端鉄筋ばね１４
S15D(a) S15F(a) S15U(a) A 端鉄筋ばね１５
C11D(b) C11F(b) C11U(b) B 端コンクリートばね１１
C12D(b) C12F(b) C12U(b) B 端コンクリートばね１２
C13D(b) C13F(b) C13U(b) B 端コンクリートばね１３
C14D(b) C14F(b) C14U(b) B 端コンクリートばね１４
C15D(b) C15F(b) C15U(b) B 端コンクリートばね１５
S11D(b) S11F(b) S11U(b) B 端鉄筋ばね１１
S12D(b) S12F(b) S12U(b) B 端鉄筋ばね１２
S13D(b) S13F(b) S13U(b) B 端鉄筋ばね１３
S14D(b) S14F(b) S14U(b) B 端鉄筋ばね１４
S15D(b) S15F(b) S15U(b) B 端鉄筋ばね１５④鉛直ばねの場合■軸力
変形
Dz(cm)力
Fz(kN)

塑性率Uz⑤免震要素の場合■せん断力と軸力
変形力
塑性率
Dx(cm)
Qx(kN)Ux
Dy(cm)
Qy(kN)Uy
Dv(cm)
Fv(kN)⑥ダンパーおよびレンガ壁の場合
■せん断力
変形
力
塑性率
Dx(cm)
Qx(kN)Ux

X 方向（せん断変形）
Y 方向（せん断変形）
Z 方向（軸変形、軸力）

X 方向

56

STERA 3D 使用法

５）ファイル“response_node.txt”

Node number in each floor

■変位

■作用力

kstep
node
dx
dy
dz
rx
ry
rz
fx
fy
fz

解析ステップ数
節点番号
X 方向変位(cm)Y 方向変位(cm)Z 方向変位(cm)X 軸周り回転変位
Y 軸周り回転変位
Z 軸周り回転変位
X 方向作用力(kN)Y 方向作用力(kN)Z 方向作用力(kN)

57

STERA 3D 使用法

６）ファイル“max_***.txt”

各部材の最大応力、塑性率および各層の最大応答① “max_beam.txt”
部材番号

梁の最大応答変形力(kNcm)

塑性率
剛域を除く材端（A 端）
非線形曲げバネ（A 端）
剛域を除く材端（B 端）
非線形曲げバネ（B 端）
せん断

M

A

 


Moment distribution


 

B

M

MY

BE

M

M

M

My

My
k0 

Mc

k 0  y k0

c

y

6 EI
l

=

+

kp  

k0c  yElastic element
②

Mc



Nonlinear bending spring“max_column.txt” 柱の最大応答

部材番号

変形(cm)力(kN)

塑性率

MX: X 方向曲げ
ST: 鉄筋ばね
Q : せん断力

58

MY: Y 方向曲げ
CO : コンクリートばね
N: 軸力

STERA 3D 使用法③“max_wall.txt”

部材番号

変形(cm)

壁の最大応答力(kN)塑性率

MY: 壁曲げ
MXA, MAB: 側柱 A, B の曲げ
ST: 鉄筋ばね
CO : コンクリートばね
Q1 : 壁のせん断力
Q2, Q3: 側柱 A, B のせん断力
N: 軸力

59

STERA 3D 使用法④“max_structure.txt”

■層番号
■階高
■層間変位

■層せん断力■基礎からの変位

F
h
sdx
sdy
ssx
ssy
sfx
sfy
dx
dy
rz

各層の最大応答層番号(0:は基礎階)(cm)
X 方向層間変位(cm)Y 方向層間変位(cm)X 方向層間変位(cm)、せん断成分
Y 方向層間変位(cm)、せん断成分
X 方向層せん断力(kN)
Y 方向層せん断力(kN)X 方向変位（基礎からの相対変位）(cm)
Y 方向変位（基礎からの相対変位）(cm)
Z 軸周り回転角（ねじれ）60

STERA 3D 使用法

７）ファイル“data_***.txt”

部材番号や部材特性は、ファイル data_***.txt に保存されている。
① “max_beam.txt”

梁の部材データ
梁の部材番号
柱—梁—柱—梁—
|
梁
|
柱
|

部材特性

61