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技術 鉄骨構造物の設計支援システム

出願人 JFEスチール株式会社
発明者 江森邦夫沢村一巳二宮淳宮尾俊明伊藤均杉山武彦吹原秀行
出願日 1998年11月11日 (22年1ヶ月経過) 出願番号 1998-321140
公開日 1999年8月27日 (21年3ヶ月経過) 公開番号 1999-232320
状態 特許登録済
技術分野 建築構造一般 CAD
主要キーワード 外郭ライン 端部柱 交点側 最低個数 ボルト孔位置 両端ピン マスク掛け 垂直ブレース
関連する未来課題
重要な関連分野

この項目の情報は公開日時点(1999年8月27日)のものです。
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図面 (20)

課題

専門知識がなくとも簡単に構造設計をすることができ、しかも、その設計変更も容易に行うことができるようにした鉄骨構造物設計支援システムを提供する。

解決手段

鉄骨構造物の基本事項データを入力する工程と、基本事項データと予め設定されて所定の部材の配置ルールとに基づいて鉄骨構造物の構造部材データを生成する工程とを備えている。構造部材データを生成する際に、基本事項データが所定の部材配置ルールから外れるものであるときは、入力画面による対話形式入力によって修正データを入力し、既に入力された基本事項データを修正する。

概要

背景

従来、鉄骨建築物構造部材選定及び部材配置建築技術者によって行われており、建築技術者の経験則による部分が多いの現状である。そして、建築技術者による部材選定後に構造解析を行っている。また、接合仕口ディテール標準化は進んでいるが、標準のディテールの種類が多く、標準のディテールから外れケースも多くあり、その場合には、各々の建築技術者の手作業によりディテールが作成されており、現状では完全な標準化は図られていない。

また、プレハブ住宅に見られるような、建築物規模プランを限定し、建築物の構造部材を限定することにより、構造設計及び工作データ作成の自動化を図っている例もある。その場合には、プランが限定されているため、プランの自由度が低くなっている。また、プランに変更が生じた場合には、建築技術者の手作業により、再設計が行われている。また、建築物の規模、プランごとに部材加工までのデータが作成されているため、プランに変更が生じた場合には、対応が非常に困難となっている(データの量が膨大で、データを修正する場合には、確認が必要となるデータの量が多いため)。

また、工場加工作業での自動化は、一品多量加工部材で且つ限られた加工工程にしか実現されていない。現在は、溶接を用いた接合ディテールが多いので、工場加工作業では、溶接を用いた取付ピースが多く複雑な仕口となっている箇所も多くあるため、完全な自動化は困難となっており、限られた範囲での自動化となっている。

概要

専門知識がなくとも簡単に構造設計をすることができ、しかも、その設計変更も容易に行うことができるようにした鉄骨構造物設計支援システムを提供する。

鉄骨構造物の基本事項データを入力する工程と、基本事項データと予め設定されて所定の部材の配置ルールとに基づいて鉄骨構造物の構造部材データを生成する工程とを備えている。構造部材データを生成する際に、基本事項データが所定の部材配置ルールから外れるものであるときは、入力画面による対話形式入力によって修正データを入力し、既に入力された基本事項データを修正する。

目的

本発明は、上述のような問題点を解決するためになされたものであり、専門知識がなくとも簡単に構造設計をすることができ、しかも、その設計変更も容易に行うことができるようにした鉄骨構造物の設計支援システムを提供することを目的とする。

効果

実績

技術文献被引用数
1件
牽制数
6件

この技術が所属する分野

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請求項1

鉄骨構造物基本事項データを入力する工程と、前記基本事項データと予め設定された所定の部材配置ルールとに基づいて鉄骨構造物の構造部材データを生成する工程とを備えたことを特徴とする鉄骨構造物の設計支援システム

請求項2

前記構造部材データを生成する工程において、前記基本事項データが前記所定の部材配置ルールから外れるものであるときは、入力画面による対話形式入力によって修正データを入力し、既に入力された基本事項データを修正することを特徴とする請求項1記載の鉄骨構造物の設計支援システム。

請求項3

前記鉄骨構造物の構造部材データを用いて構造解析を行い、確認申請に必要な構造計算書を作成する請求項1又は2記載の鉄骨構造物の設計支援システム。

請求項4

前記鉄骨構造物の構造部材データを用いて構造解析を行って構造部材の安全を確認した後に、前記鉄骨構造物の構造部材データを用いて各々の構造部材の寸法、孔位置及び各仕口に取合う金物のデータを生成し、各種図面データ、各種集計表及び部材の工場加工用データを作成することを特徴とする請求項1又は2記載の鉄骨構造物の設計支援システム。

請求項5

請求項1〜4のいずれか1項のシステムコンピュータで処理するためのプログラムを記録した記録媒体

技術分野

0001

本発明は低層系の鉄骨構造物の構造設計の設計支援システムに関し、特に、その構造部材選定及び部材配置に関する。

背景技術

0002

従来、鉄骨建築物の構造部材の選定及び部材配置は建築技術者によって行われており、建築技術者の経験則による部分が多いの現状である。そして、建築技術者による部材選定後に構造解析を行っている。また、接合仕口ディテール標準化は進んでいるが、標準のディテールの種類が多く、標準のディテールから外れケースも多くあり、その場合には、各々の建築技術者の手作業によりディテールが作成されており、現状では完全な標準化は図られていない。

0003

また、プレハブ住宅に見られるような、建築物規模プランを限定し、建築物の構造部材を限定することにより、構造設計及び工作データ作成の自動化を図っている例もある。その場合には、プランが限定されているため、プランの自由度が低くなっている。また、プランに変更が生じた場合には、建築技術者の手作業により、再設計が行われている。また、建築物の規模、プランごとに部材加工までのデータが作成されているため、プランに変更が生じた場合には、対応が非常に困難となっている(データの量が膨大で、データを修正する場合には、確認が必要となるデータの量が多いため)。

0004

また、工場加工作業での自動化は、一品多量加工部材で且つ限られた加工工程にしか実現されていない。現在は、溶接を用いた接合ディテールが多いので、工場加工作業では、溶接を用いた取付ピースが多く複雑な仕口となっている箇所も多くあるため、完全な自動化は困難となっており、限られた範囲での自動化となっている。

発明が解決しようとする課題

0005

鉄骨建築物の設計においては、上述のように、建築技術者の手作業によりディテールが作成されている場合が多く、それを作成できる作業者が限定されており、一般の工務店等では簡単に対応できないという問題点があった。また、プレハブ住宅に見られるような標準化された建築物においては、プランの自由度が低く、そして、プランを変更する場合にはその対応が大変であるという問題点がある。更に、工場加工作業の完全な自動化は困難であり、限られた範囲でしか自動化ができない、という問題点がある。

0006

本発明は、上述のような問題点を解決するためになされたものであり、専門知識がなくとも簡単に構造設計をすることができ、しかも、その設計変更も容易に行うことができるようにした鉄骨構造物の設計支援システムを提供することを目的とする。

課題を解決するための手段

0007

(1)本発明に係る鉄骨構造物の設計支援システムは、鉄骨構造物の基本事項データを入力する工程と、前記基本事項データと予め設定されて所定の部材の配置ルールとに基づいて鉄骨構造物の構造部材データを生成する工程とを備えたものである。
(2)本発明に係る鉄骨構造物の設計支援システムは、上記(1)のシステムにおいて、構造部材データを生成する工程において、前記基本事項データが前記所定の部材配置ルールから外れるものであるときは、入力画面による対話形式入力によって修正データを入力し、既に入力された基本事項データを修正するものである。
(3)本発明に係る鉄骨構造物の設計支援システムは、上記(1)(2)のシステムにおいて、前記鉄骨構造物の構造部材データを用いて構造解析を行い、確認申請に必要な構造計算書を作成するものである。
(4)本発明に係る鉄骨構造物の設計支援システムは、上記(1)(2)のシステムにおいて、前記鉄骨構造物の構造部材データを用いて構造解析を行って構造部材の安全を確認した後に、前記鉄骨構造物の構造部材データを用いて、各々の構造部材の寸法、孔位置及び各仕口に取合う金物のデータを生成し、各種図面データ、各種集計表及び部材の工場加工用データを作成するものである。
(5)本発明に係る記録媒体は、上記(1)〜(4)のいずれか1項のシステムをコンピュータで処理するためのプログラムを記録したものである。

0008

本発明においては、建物規模、構造形式及び構造部材を限定することを前提としており、そして、部材配置ルールに従って部材の自動配置を行うことにより構造部材データの自動生成を図っている。このため、本発明によれば、従来の建築技術者による部材配置と同等の配置が可能となっており、技術者の技量による格差がなくなる。また、プランに変更が生じた場合には基本事項データの修正を行うことにより、構造設計及び工作用データの作成が自動的に行うことができる。

0009

また、本発明においては、仕口ディテールの標準化を簡素化するために、接合仕口は全て接合金物を用いたボルト接合としている(溶接を用いていない)。従って、部材加工はすべて切断、孔あけのみとなっているため、部材加工データ作成が容易であり、標準化が図り易くなっている。

0010

なお、本発明において使用される特異な用語については、後述する発明の実施の形態の末尾にて定義されている。

発明を実施するための最良の形態

0011

実施形態1.図1は本発明の実施形態1に係る鉄骨構造物の設計支援システムにおける処理過程を示したフローチャートである。その概要は次のとおりである。
(a)システム1(A1,A2プログラム)は、建築物の基本事項データ(階数、建物高さ、外壁位置間仕切り位置吹き抜け位置など)を入力することにより、部材配置ルールに従って、構造部材の自動生成を行う。部材の自動生成が困難な場合(入力データが部材配置ルールから外れる場合)には、対話形式入力により基本事項データの修正入力が可能となっている。部材の自動生成終了後に各部材端の接合部の仕口形状データを作成する。

0012

次に解析システムに必要なデータを作成する。
(b)上記システム1で作成されたデータ(構造計算用データ)を用いて、システム2(B1.一次設計プログラム・チェックプログラム、B2.二次設計プログラム・チェックプログラム・E基礎チェックプログラム)により構造解析を行う。構造解析終了の後、建築確認申請に必要な構造計算書の出力を行う。

0013

(c)システム3(C1.工作加工データベースプログラム、C2.工作図自動作成プログラム)は、システム1で作成されたデータ(工作図用データ)から、各部材の寸法、孔位置、各仕口に取合う金物のデータを作成することにより、各種図面データ(建築確認用図面、工作図、部品図建方図)、各種集計表(部材、接合金物、ボルト)、部材の工場加工用データを作成する。

0014

次に、上記のシステム1の詳細について説明する。
基本データの入力)図2は上記のシステム1において基本事項を入力する際の画面を示した図である。標準的な事項についてはデフォルト値が設定されており、その値を変更する際にはその部分に上書きする。このデータは記憶装置の適当な領域に格納される。

0015

図3図7はシステム1において基本データをビジュアル入力する際の画面を示した説明図である。

0016

図3は2階の外壁線を確定する際の入力画面である。この入力画面においては1階部分は既に入力されており(細線で描かれている)、その上に2階部分の外壁を描くことにより2階の外壁線を確定する例が示されている。なお、この2階部分の外壁はここでは太線で描かれている。

0017

図4は2階部分の屋根を確定する際の入力画面である。この入力画面においては、2階部分の外壁で囲まれた領域を覆うようにして屋根の領域を特定した例が示されている。

0018

図5バルコニーを確定する際の入力画面である。この入力画面においては、2階部分の外壁に隣接した領域にバルコニーを設ける領域を特定した例が示されている。

0019

図6は2階部分の壁を確定する際の入力画面である。この入力画面においては、2階部分の壁を太線で図示している。なお、ここでは1階部分の壁が明示されていないが、1階の壁も同様にして入力される。

0020

図7は2階部分の床を確定する際の入力画面である。この入力画面においては、2階の吹き抜け(階段)を特定することにより床の確定がなされる。図の例においては、吹き抜け及び階段が図示の位置において特定されている。なお、1階部分の床を確定する際の入力画面も上記と同様である。

0021

図8及び図9は後述する部材自動発生における垂直ブレースの配置(S4)における耐力壁めくら壁)の間引きの状態を示す画面であり、この詳細については該当する箇所にて詳細に説明する。

0022

なお、以上のようにして入力されたビジュアルデータは、パーソナルコンピュータの記憶装置の適当な領域に、その座標線分が特定された状態で格納されるものとする。即ち、1階、2階という高さの情報(Z1,Z2)と、後述の通り名(X通り、Y通り)、長さ(ピッチ)等によって特定される(図34参照)。

0023

以上のように必要な基本データが入力されると、次に、その基本データに基づいて部材を自動発生させる処理に移行する。なお、次の部材の自動発生の処理において、既に入力された基本データが一定の条件を満たさない(部材配置ルールから外れている)と判断されると、基本データの該当する入力画面に戻ってデータの再入力が促される。

0024

(部材の自動発生)図10及び図11は部材を自動発生させるための処理過程を示したフローチャートであり、このフローチャート基づいてその処理過程を説明する。
(S1)各階の床面積を算出する。これは、各階の上記にて入力された外壁線に基づいて求める。
(S2)上記において求められた床面積、仕上げ材の選択データ(一般の屋根、重い屋根、一般の床、重い屋根:図2参照)、その他の特に入力された荷重情報(特別荷重:例えばピアノ配置)に基づいて、面積当たりの必要壁量を各階について計算する。そして、先に入力した基本データがその要件を満たしていない場合には、必要な枚数を表示して基本データの該当する入力画面に戻ってデータの再入力を促す。

0025

(S3)絶対梁の配置(図12図18
(S31)吹き抜け部の絶対梁を配置する。(図12図13
ここではまず、吹抜け矩形であるかどうかを判断する。
吹抜けが矩形の場合には、図12に示されるように、建物の最大外壁線を包絡して、短辺方向の吹抜け際の両端に絶対梁を設ける。そして、これと直行方向に絶対梁を設ける。
吹抜けが矩形以外の場合には、図13に示されるように、建物の最大外壁線を包絡して、短辺方向の吹抜け際の両端に絶対梁を設ける。そして、これと直行方向に絶対梁を設ける。そして、吹抜け範囲内の出隅部分コーナーに大柱を設ける。このとき、柱発生不可の場合にはNG表示をする(柱は壁に設けることを前提としており、その前提条件が満たされなければNG表示をすることになる。)。NG表示をしたときには、入力画面により柱の発生が「OK」か「NO」かを問い合わせる。オペレータが「OK」を選択すると、大柱と絶対梁とに梁を自動的に架ける(上記の前提に対してオペレータの選択が優先することとなる。)。オペレータが「NO」を選択すると、基本データの該当する入力画面に戻ってデータの再入力を促す。

0026

(S32)オーバーハング絶対梁を配置する。(図14
入力画面によりオーバーハング部分下層に柱を設置するかどうかを問い合わせる。オペレータが設置する方を選択した場合には、図14(a)に示されるように大柱を配置する。そして、この大柱の位置はオペレータが決定する。また、オーバーハングの下に柱を設置しない方を選択した場合には、図14(b)に示されるように、オーバーハング部分が所定の長さn1P(P:ピッチ、例えば0.9m)以下の場合にはオーバーハング部分に絶対梁を配置させる。この配置のルールは後述するバルコニー部分の絶対梁と同様とする。オーバーハング部分がn1Pを超えている場合には入力画面にNGを表示して、基本データの該当する入力画面に戻ってデータの再入力を促す(この場合にはレイアウトの変更を促すことになる。)。

0027

(S33)バルコニー部に絶対梁を配置する。(図15図18
(S33a)まず、バルコニーがあるか、そして、あるとした場合には、それはどのような配置になっているかを判断する(バルコニーがある場合には図5の入力画面において入力されているので把握できる。)。例えば、図15の例においては、(a)は4方向、(b)は3方向、(c)は2方向の例である。
(S33b)次に、バルコニーの配置を判断する。
(S33c)バルコニーの配置が直角になっている場合には(これは建物の外壁とバルコニーを特定した線分との座標関係から把握される。)次のように処理する。
図16(a)に示されるように、1辺にバルコニーが1つしかない場合には、バルコニー端から外壁までの距離を見て一番大きい寸法a2の端の梁を通し梁とする。そして、大きい寸法が2つ以上ある時(例えば、図16(a)の辺Cのc2と辺Dのd1とが等しい場合)は建物の短辺方向に通す。真四角の建物はX方向(Y通り)に通す。このようにして通し梁の方向を定めることで、更に配置される通し梁も原則として同じ方向となる。このことは後述の他の通し梁においても同様である。
また、図16(b)に示されるように、出隅バルコニーが点対称に配置されている場合には、バルコニー端から外壁までの距離は図示のようにとるものとする。従って、この図示の例においても建物の短辺方向に通し梁を通すことになる。

0028

また、図16(c)に示されるように、1辺にバルコニーが2つ以上ある場合には1辺のバルコニー数をみて多い方に通す。この図示の例においても建物の短辺方向に通し梁を通すことになる。

0029

また、図16(d)において、次の条件が成立する場合にはそれぞれ梁が逆転できる(即ち、直交した方向の通し梁を配置することができる)。このような梁を設けることにより、大柱を設けることを積極的に避けるようにしている。この条件を満たさないバルコニーは、図16(e)に示されるように両先端に大柱を設ける。従って、図16(e)の例では、図の右側のバルコニー(D辺)はその条件が満たされているので直交した通し梁(Qd1,Qd2)が設けられ、図の左側のバルコニー(B辺)はその条件が満たされていないので大柱が設けられる。
a2≧2D,c2≧2D
a1≧2B,c1≧2B
b2≧2C,d2≧2C
b1≧2A,d1≧2A

0030

また、上記の条件を満たさず例えば図16(f)に示されるように、b0 >n2・Pであれば、図示のようにバルコニーの両先端の他に、その中間にも大柱を設ける。

0031

次に、入角のある建物の場合について説明する。
・入角のない建物と同様に1辺にバルコニーが1つしかない場合には、図17(a)に示されるように、バルコニー端から外壁までの距離を見て一番大きい寸法a1の端の梁を通し梁とする。
・そして、図17(b)に示されるように、最初に配置した絶対梁で囲まれたブロック以外についても同様の処理を繰り返す。
・また、a1≧2Bであれば、図17(c)に示される位置に絶対梁を設ける。

0032

・入角のない建物においても同様に、1辺にバルコニーが2つ以上ある場合には、図17(d)に示されるように、1辺のバルコニー数を見て多い方を通す。そして、最初に配置した絶対梁で囲まれたブロック以外(図17(e)の*が付記されたブロック)についても同様の処理を繰り返す。

0033

(S33d)次に、バルコニーの配置が直角でない場合について説明する。図18に示されるように、1番大きい寸法a2の端の梁Pa2を通し梁とする。そして、この梁Pa2と平行に通し梁Pa1,Pc1,Pc2を設ける。

0034

(S4)次に、ブレースの自動配置について説明する。(図19図22
(A)ここで、ブレースの配置ルールについて説明する。
I.2回繰り返す。
回目弱いブレース(ブレースには2種類があることを前提とする)を
全配置させてから梁を自動配置させる。
2回目 1回目の処理が終了して梁の配置の処理を行ってから再び行う。
上下に梁の無い箇所、或いは1P以下の梁のブレースを禁止し、
強弱を判断してブレースを配置させる。

0035

IIa.絶対梁がある場合
各階の床を、図19に示されるように、上述の絶対梁〜で囲まれたブロック(A〜E)に分割する。そして、ブロック毎に以下の4つの組合せ(X1,X2,Y1,Y2)でブレースの個数を出し、最大の組合せを採用する。図示のブロック(例えばBブロック)について見ると、そのブロック内のブレースが発生しても良い壁(めくら壁)が図示されているが(この壁について予めデータ入力されている)、これを0.5Pピッチずつずらした上記の4つの組合せを見ると、X1とY1との組み合わせが、ブレースの配置が3Pとなり、最大であることからその組合せが採用される。なお、図19のY通りの原点に位置する壁は1.5Pの長さであるが、ここではその端数切り捨てて1Pとして扱っている。

0036

そして、ブロック毎のブレース配置で最終スパンのみがコーナーから0.5Pずれているプレースが配置された場合には、0.5Pを末番側にずらす。

0037

IIb.絶対梁が無い場合
1a.建物が矩形の場合には、外郭線で囲まれたブロックについて上記と同様の判断を行う。
1b.建物に入隅がある場合には、出隅部分とそうでないブロックに区分して、矩形の場合と同様の判断を行う。

0038

(B)次に、ブレースの自動配置の処理過程を説明する。(図20図22
まず、各階の面積Sを計算し、規定値(N/S)×Sm2 により階別、方向別にブレースの最低個数を計算する。そして、めくら壁の個数≧ブレースの最低個数、という条件が成立しているかどうかを判断する。その条件が成立しているときには、次のルールに基づいて以下の処理を行う。
(S41)ブレースの配置
1回目:弱いブレースをめくら壁(耐力壁)に全配置する。但し、絶対梁が入る所に交差して鉛直ブレースは配置できないものとする。(ここで対象となる壁は図19において求められた壁である。このことは後述する実施形態2においても同様である。)
2回目:1回目目のブレースの配置から、梁配置及び接合条件を見て強弱を判断してブレースを再配置する。なお、この2回目とは、1回目のブレースの自動配置の処理の後は梁の配置の処理に移行するが、この梁の配置の処理の後に、再びブレースの自動配置の処理を行うが、その時の処理のことをいう。なお、2回目の処理においては、上記のブレースの配置の禁止事項として、外壁以外は1,2階で0.5P以下のずれは不可(N.G)とし、また、交差は梁の自動配置後に不可(N.G)の判断を行うものとする。

0039

(S42)重心(gx,gy)及び剛心(px,py)を計算する。

0040

(S43)偏心量(重心と剛心とのずれ)(ex,ey)を計算する。なお、各階の床面積の小さい方から計算するものとして、X方向とY方向のブレース最低個数を比較して少ない方向から計算する。ここでは取りあえずX方向(Y通り)について考える。
(S44)ねじれ補正係数αを考慮して偏心率を計算する。
(S45)ブレースの剛性を考慮してブレースの最低個数を再計算する。
(S46)次の条件が成立しているかどうかを判断し、条件が成立していないときにはその旨を表示して基本データの該当する入力画面に戻ってデータの再入力を促す。条件が成立しているときには次の処理に移行する。
めくら壁の個数≧ブレースの最低個数

0041

(S47)次に、gx≦pxの時(x軸上において剛心が重心の右側にある時)には次の要領で間引きを行う。
[間引き方]:X,Y方向を交互に以下の規則で間引く。
・gxより右側にあるブレースをとる。
・偏心率の大きさに応じて取るブレースの位置を決める。Re=β1(偏心率の規定値)以上あれば1番外側のフレームのブレースを取る。Re=β1より小さければ1番内側のフレームのブレースを取る。
・同一構面(フレーム)内から取るブレースは重心より左側では大きい軸(1番外側のブレース)から、重心より右側では小さい軸(1番内側(重心に近いブレース)から取る。
[間引くブレースの優先順位]最初のルーチンにおいては、内壁、中壁及び外壁の順序で優先順位を設けて行う。最初のルーチンがN.Gの時、及び次のルーチン(S49から戻った時の処理においては、内壁、中壁及び外壁の優先順位は外して行う(優先順序無し)。

0042

(S48)gx>pxの時(x軸上において剛心が重心の左側にある時)には、gxより左側にあるブレースを取る。その他は上記の[間引き方]及び[間引くブレースの優先順位]と同じである。
(S49)ブレースを1個間引いて、次の条件が成立しているかどうかを判断する。条件が成立していないときには上記の重心等の計算(S42)に戻る。条件が成立しているときには次の処理に移行する。このように処理することにより条件が成立しなくなる直前まで処理を繰り返す。
ブレース個数=ブレース個数−1
ブレース個数<ブレース最低個数

0043

(S49a )上記にて取ったブレースを1つ元に戻す。
(S49b )偏心率Re≦β2最初のルーチンで条件を満たしているならば、
後述するブレース面外距離測定(S49d )に移行する。
(S49c )次ルーチンでブレースを全復活させても上記の条件を満たさないとき(N.G)には終了してその旨を表示して、基本データの該当する入力画面に戻ってデータの再入力を促す。条件を満たした時には次の処理に移行する。
(S49d )ブレース面外距離を測定する。なお、このブレース面外距離とは図22に図示されるとおりの距離である。
(S49e )そして、ブレース面外距離が次の条件を満たしているかどうかを判断する。1階と2階とでは条件が異なるが、これは重量が異なるためのである。
2F 12m>ブレース面外距離
1F 10m>ブレース面外距離
(S49f )上記の条件を満たさない時には、
・ブレースを復活させる(ブレースを間引いたときとは逆方向にブレースを復活させていく)。
・絶対壁(後述の定義参照)の場合にはフラグを立てる。これにより通常の壁と区別して、この絶対壁が間引かれないようにする。
・重心近くで剛心と反対側に、重心より左側では大きい軸から、重心より右側では小さい軸から復活させる。
・剛心と反対側のブレースを復活させても面外距離が上記の条件を満たさない(NG)時は、重心近くの剛心側のブレースを復活させる。

0044

(S49g )その結果、上記の条件を満たすものとなったときには次の処理に移行する。また、上記の条件を満たさないときには、上記の処理(S49a )に戻る。

0045

(S49h )次の条件を満たすかどうかを判断する。
偏心率Re≦β2
最初のルーチン(1回目及び2回目における最初のルーチン)でその条件を満たさない時には上記の処理(S49a )に戻る。次のルーチン(1回目及び2回目における次のルーチン)でその条件を満たさない時には絶対壁を保持した状態で上記の処理(S42)に戻る。
(S49i )次に、両方向の計算をしたかどうかを判断し、両方向の計算が終了していなければ、上記の処理(S42)に戻る。両方向(X方向及びY方向)の計算が終了していれば、今回の計算が1回目の時には梁の配置の処理(S5)に移行し、2回目の場合には鉛直ブレース際の柱配置の処理(S6)に移行する。

0046

(S5)梁の配置
(A)梁の配置ルール
梁と梁とが交差する箇所は自動発生の優先順位が高いものが通し梁となり、低いものは高い方にピン接合される。

0047

(B)梁の自動配置(図23図26
(B1)絶対梁がなく、建物が矩形である場合には次のように処理する(図23)。
(S51)ブレースの配置されている位置に大梁を発生させる。
(S52)短辺方向の外壁線に大梁を通す。
(S53)短辺方向のブレースの入っている箇所に大梁は配置されていかどうかを判断する。
(S54)入っていないと判断された場合には梁を配置する。
(S55)そして、次の条件が満たされていないときには、その条件を満たすまで梁の配置(S54)を行う。この処理が済むと、後述の図26の処理(S59g )に移行する。
大梁間隔≦n2・P

0048

(B2)絶対梁がなく、建物に入隅がある場合については次のように処理する(図24)。図24において、A>Bの場合には、建物の最大外郭線を包絡して、出来た矩形の短辺方向の外郭線の延長上に大梁を通す。なお、正方形の場合はX方向に通すものとする。

0049

(B3)絶対梁がある場合には次のように処理する(図25及び図26)。
(S56)梁の掛け方によりブロック区分けする。図16(e)の例では左側と右側とに分ける。
(S57)ブレースとマスク掛けをする(ブレースの梁をかける)。
(S58)左ブロック右ブロック等)。ブレースの入っている箇所に大梁が配置されているかどうかを判断する(ここではY方向)。入っていると時には後述するの処理(S59a )に移行する。
(S59)入っていない(NO)と判断された時には梁を配置する。
(S59a )そして、絶対梁(バルコニー等)のスパンaoが、ao≦n2・Pとなっているかどうかを判断する。

0050

(S59b )その条件を満たしているときには、次にブレースにより追加した梁が絶対梁(バルコニー等)の幅の中に有るかどうかを判断する。
(S59C )有る(YES)と判断された時には、その梁をバルコニーがある場合(バルコニー幅がn2・Pを超える場合にのみ)はそれを貫通する通し梁(大梁)とし、上記の処理(S59a )に戻る。
(S59d )上記の処理(S59a )において、無い(NO)と判断した時には次のアルゴリズムを実施する。

0051

アルゴリズム
絶対梁(バルコニー等)スパンao/n2・P=○.○→切り上げ分割数
n2=5とすると、
例1. 7P/5P=1.4 分割数2
7/2=3.5 3.5Pと3.5Pに分割
例2. 10.5P/5P=2.1 分割数3
10.5P/3P=3.5 3.5,3.5,3.5に分割
但し、上記のおいて、0.5左右を見て間仕切りがあればそこに配置する。いずれにしても、上記の分割数に応じて通し梁を設ける。即ち、n2・Pを超えているスパンには上記のようにして通し梁を設ける。

0052

(S59e )絶対梁と平行している外郭面でかつ、通し梁の入れ換えのない箇所(図16(d)が成立しない箇所)に通し梁を設ける。その梁と平行しているバルコニーの先端にも大梁を設ける。右ブロックの場合には絶対梁と平行している外壁面に通し梁を設ける。
(S59f )また、図示の*の箇所がn2・Pを超える場合には、絶対梁と平行に大梁を設ける。この場合には上記のアルゴリズムに準ずる。
(S59g )ブレースの入っている箇所に中梁を配置する(ここではX方向)。このとき、中梁間隔が2Pピッチ以下となるように中梁を設ける。なお、上記において、中梁の配置ルールは 絶対梁で囲まれた部分について考えるものとし、
左側と右側で中梁がずれていても可
間仕切り壁に合っていなくても可
とする。

0053

(S59h )外郭ラインに中梁を配置する(ここではX方向)。
(S59i )バルコニー部は大梁に直交して中梁を設ける。
(S59j )ブレースが配置されている箇所において、1P以下の梁でピン接合が2点以上であるかどうかを判断する。
(S59k )上記において、その条件が成立している(YES)と判断された場合にはブレースの発生は不可であるという情報をもつことになる。なお、ここでは、梁は全てピンで接合されることを前提としている。
(S59l )上記において成立していない(NO)と判断された場合には次のように処理する。即ち、1Pを超える梁についてはブレース発生は基本的には可能であるあるとし、次のような情報をもたせる。
片側ピン タイプ1(弱いブレース)
両側鋼 タイプ2(強いブレース)
両側ピン 発生不可

0054

以上の処理が終了すると、2回目のブレースの自動配置の処理(S4)に移行して、その処理を再び実行する。そして、その処理が終了すると、次の処理(S6)に移行することになる。

0055

(S6)鉛直ブレース際の柱配置
ブレースの両脇に絶対柱を配置させる。

0056

(S7)柱配置(図27図30
(A)柱の配置ルール
(A1)ルール1.絶対梁及び大梁で柱が無い場合には、可能であれば外郭の角に、次に、外郭線上の交点に柱を配置する。

0057

(A2)ルール2(図27
(S71)絶対梁及び大梁の柱間隔<n2・Pか否かを判断する。条件を満たしているときにはこのパスを抜け出る。
(S72)条件を満たしていない(NO)の場合にはめくら壁のある部分に中央付近の若番の方から柱を配置する。
(S73)そして、柱が必要な箇所にめくら壁がない場合にはそのことを表示させる。この場合には、最適位置表示するとともに、オペレータによる入力可能な範囲を特定する。

0058

(A3)ルール3(図28
(S74)絶対梁の端部に柱を配置できるか否かを判断する。できると判断された場合にはこのパスを抜け出る。ここでは、窓、出入口等があるとできないと判断される。
(S75)できない(NO)と判断された場合には絶対梁端部を跨いで例えば3P以内に柱を配置する。

0059

(B)柱の手動配置(図29図30
ここでは、絶対梁と大梁の交点に柱を配置できず、且つ絶対梁と大梁にも条件を満たす柱が配置できない場合には、例えば次のように処理するものとする。

0060

例1(図29
(S76)絶対梁と大梁の交点から例えば2.5P以内の柱より(0.5Pピッチ)で3P以内に、なるべく交点側の絶対梁に柱を配置する。
(S77)また、絶対梁の最端部柱から3P以内に、なるべく交点側の大梁に柱を配置する。

0061

例2(図30
(S78)絶対梁と大梁の交点から0.5Pピッチで2.5P以内に、なるべく交点側の絶対梁に柱を配置する。
(S79)また、絶対梁の最端部柱から3P以内に、なるべく交の大梁に柱を配置する。

0062

(S8)補剛材配置(図31
補剛材の自動発生手順は次のとおりである。梁で囲まれたブロックの短辺方向に2P以下になるよう補剛材を配置する。若番側のグリッドより配置し、自動発生させる通りの優先順位(ルール)は次のとおりである。
若番側外郭線の延長線
若番側梁の延長線上
末番側外郭線の延長線上
末番側梁の延長線上
若番側補剛材の延長線上
ID=000003HE=035 WI=050 LX=0350 LY=2300

0063

図31(A)(B)は以上のルールに基づいて補剛材を挿入した場合の例を示す説明図である。同図(A)は補剛材を挿入する前の状態を示した図であり、同図(B)は同図(A)に補剛材を挿入した状態を示した図である。

0064

(S9)床ブレース配置
床ブレースは、補剛材と梁とで囲まれたグリットを覆うようにして配置される。従って、吹き抜け等は除かれることになる。床ブルースとしては例えば次の10種類を用意して、グリッドの大きさに応じて適宜選択される。
2P×2P、1.5P×1.5P、1P×1P、0.5P×0.5P、2P×1.5P、 1.5P×1P、1P×1.5P、2P×1P、1.5P×0.5P、2P×0.5P

0065

(S10)土台配置
土台発生手順:土台なし部(出入口等)を除き、外壁線で閉じるように発生させる。建物内部にブレースパネルがある場合には、パネル下のみ土台を発生させる。
基礎発生手順:外壁線下に布基礎を配置する。出隅、入隅がある場合の建物内部は、建物の短辺方向を延長して基礎梁を配置する。建物内部にブレースパネルがある場合には、基礎梁、外壁線下の布基礎を含んで閉じるように、パネル直下に布基礎を発生させる。そして、柱の取り付く両部にアンカーボルトを配置する。

0066

以上の処理により全ての必要な鋼材が全て発生することとなり、各鋼材は位置情報、接合条件等を情報としてもつことになる。また、各鋼材、金物についてその金額を情報として持たせることにより、鋼材等が決まった段階で全体の金額を算出することも可能である。

0067

(S11)設備用孔位置配置及びボルト孔位置配置
例えば風呂場等の梁においては特殊な孔をあける必要がある。このめ、そのような梁についてはオペレータが特定する。このオペレータの特定により該当する梁にフラグが立てられる。そして、オペレータが孔の位置を特定すると、その梁はその孔の位置を情報として持つことになる。その他の梁については、予め決められた位置に孔の位置情報をもつことになる。

0068

(S12)特殊梁判定:外壁面に接する吹き抜け部分が3Pを超える場合の外壁面に接する梁は、断面の形状を変化させる。例えば梁のサイズを1ランク上げる。この処理は自動的になされる。

0069

(S13)部材No.、付加データ構造の作成
上記の処理(S1)〜から(S10)までの処理において作成されたデータに、上記の処理(S11)及び(S12)の処理のデータを不可して最終的なデータを生成する。

0070

図32は鋼材のデータベースのデータ構造の一例を示した図である。同図においては、梁と柱の例を示している。

0071

図33(a)(b)は柱等に取り付く金物の例を示す説明図である。同図(a)に記載された符号の金物はそれぞれ同図(b)に示されるように用いられる。なお、上述の各部材はその配置によりこの金物の情報が一義的に特定される。

0072

図34は上述の処理によって生成されたデータの例を示す説明図である。このデータは、上述のように、構造計算データ及び工作図データとしてそれぞれ用いられることになる。この構造計算データを用いて構造計算をすること、或いは、工作図用データを用いて工作図を自動作成すること自体は従来から行われていることであり、ここではその詳細は省略する。

0073

図35(A)(B)は図34におけるL(端部勝)、M(端部通り芯)及びS(端部負)の概念を示した説明図である。
L(端部勝):通り芯より部材端部が出ている。
M(端部通り芯):通り芯で部材端部が止まる。
S(端部負):通り芯まで部材端部が届かない。
なお、端部通り芯(M)は、絶対梁、大梁部材の寸法が長くなる場合に梁の通し方向で接合部が必要となるために発生する。また、端部勝(L)は、建物の外郭線、外壁線に接する部位において発生する。

0074

実施形態2.図36及び図37は本発明の実施形態2に係る設計支援システムにおいて部材を自動発生させるための処理過程を示したフローチャートであり、以下図10及び図11のフローチャートとの相違点を中心に説明する。なお、本発明の実施形態2のシステムは図1の構成がそのまま適用される。
(S1)各階の床面積を算出する(この処理は上述の実施形態と同一である。)叙述の。
(S2)面積当たりの必要壁量を各階について計算する(この処理は上述の実施形態1と同一である。)

0075

(S101)バルコニーの幅の中に吹き抜けがあるかどうかを判断する。図38(A)(B)に示されるように、バルコニーの数が1つの場合と複数の場合のとがあるが、複数の場合には1辺に取り付くバルコニーの数が多いもののみで判断する。辺に取り付くバルコニーの数が等しい場合には幅が最大のバルコニーについてのみ判断する。そして、いずれの場合においても、吹き抜け部分は床として判断していく。また、図38(C)の場合にはバルコニーの幅の中に吹き抜けが入っていないので、吹き抜けがないという判断をする。

0076

(S3)絶対梁〜を配置する(この処理は上述の実施形態1と同一である。)

0077

(S102)次に、ブレースの自動配置について説明する。
(A)ここで、ブレースの配置ルールについて説明する。
I.階数+1回繰り返す(この繰り返し回数が上記の実施形態1と異なる)。
1回目(1階):1階に全て弱いブレース(ブレースには2種類があるこ
とを前提とする)を配置させた後、ブレースを間引いていき、最低
数+1枚となったら2階の梁を自動配置させる。
2回目(2階):2階において下(2階)に絶対梁及び大梁が無い箇所は
ブレース配置不可とする。
階数+1回目:1,2回目において発生したブレースを全てクリアした後
、絶対梁及び大梁がある部分に限ってブレースを設ける。或いは1
P以下の梁のブレースを禁止し、強弱を判断してブレースを配置さ
せる。(図39参照)

0078

II.絶対梁がある場合及び絶対梁が無い場合の処理は上記の実施形態1と同じであるこから、ここではその説明は省略する。

0079

(B)レースの自動配置の処理過程を説明する。(図40図42
(S102a)各階の面積Sを計算する。
(S102b)規定値(N/S)×Sm2 により階別、方向別にブレースの最低個数を計算する。
(S102c)めくら壁の個数≧ブレースの最低個数、という条件が成立しているかどうかを判断する。
(S102d)上記の条件が成立しているときには、次のルールに基づいて以下の処理を行う。
1,2回目:弱いブレースをめくら壁(耐力壁)に全配置する。このとき、絶対梁が入る所に交差して鉛直ブレースは配置できないものとする。但し、2Fのブレースの配置では2Fの絶対梁があるか否かの判断はしない。
階数+12回目:梁配置、接合条件を見て見て強弱を判断してブレースを再配置する。平面交差の不可も判断させる。

0080

(S42)重心等の計算〜(S46)ブレース最低個数の再計算は上記の実施形態1と同様な処理がなされる。

0081

(S102e)次に、gx≦pxの時(x軸上において剛心が重心の右側にある時)には、上記の実施形態1の処理(S47)と基本的には同じであるが([間引き方])、間引くブレースの優先順位は、1,2回目においては、内壁、中壁及び外壁の順序で優先順位を設けて行う。1,2回目がN.Gの時、及び階数+1回目においては、内壁、中壁及び外壁の優先順位は外して行う(優先順序無し)。

0082

(S102f)gx>pxの時(x軸上において剛心が重心の左側にある時)には、gxより左側にあるブレースをとる。その他は上記の処理(S102e)と同じである。
(S49)〜(S49e )上記の実施形態1と同様な処理がなされる。但し、処理(49c )において「2回目」を「階数+1回目」と読み替える。
(S102g)ブレース面外距離が条件を満たしていない場合には
・全ての回において、ブレースの交差を判断させてブレースを復活させる。(ブレースを間引いたときとは逆方向にブレースを復活させていく)。
・絶対壁(後述の定義参照)の場合にはフラグを立てる。これにより通常の壁と区別して、この絶対壁が間引かれないようにする。
・重心より右側では剛心と反対側に、重心より左側では大きい軸から、重心より右側では小さい軸から復活させる。
・このブレースを復活させても面外距離が条件を満たさない(NG)時は、ブレースをキャンセルして剛心側のブレースを復活させる。

0083

(S49g )その結果、条件を満たすものとなったときには次の処理(S49i )に移行する。

0084

(S49i )両方向の計算をしたかどうかを判断し、両方向の計算が終了していなければ、上記の処理(S42)に戻る。両方向(X方向及びY方向)の計算が終了していれば、今回の計算が1,2回目の時には梁の配置の処理(S103 )に移行する。階数+1回目の場合には次の処理(S102h)に移行する。
(S102h)階数+1回目の場合には、次に、交差するブレースがあるかどうかを判断する。
(S102i)交差するブレースがある場合には、勝梁に配置されているブレースを残して直交ブレースを削除する。そして、削除した通り(X通り、Y通り)にブレースが配置可能かどうかを判断する。
(S102j)削除した通り(X通り、Y通り)にブレースが配置可能な場合には該当する通りにブレースを配置する。
(S102k)削除した通り(X通り、Y通り)にブレースが配置ができない場合には、元に戻って負けている梁に配置されているブレースを残して同様な処理を繰り返す。以上の処理(S102j,S102k)が終わると、垂直ブレース際の柱配置の処理(S6)に移行する。

0085

(S103 )梁の配置
(A)梁の配置ルール
梁と梁とが交差する箇所は自動発生の優先順位が高いものが通し梁となり、低いものは高い方にピン接合される(上記の実施形態1と同じ)。

0086

(B)梁の自動配置
(B1)絶対梁がなく、建物が矩形である場合には上記の実施形態1(図23)と同じ処理を行う。但し、処理(S54)の梁配置については後述のアルゴリズムに基づいてなされる。その処理が済むと、後述の図46処理(S103c)に移行する。
大梁間隔≦n2・P

0087

(B2)絶対梁がなく、建物に入隅がある場合についても上記の実施形態1(図24)と同じ処理を行う。

0088

(B3)絶対梁があり、且つバルコニーの幅の中に吹き抜けがある場合には次のように処理する(図43図44
L>n2・Pの場合には、L1及びL2に梁を配置する。
L≦n2・Pで、L1>n2・Pの場合には、L1に梁を配置する。
L≦n2・Pで、L2>n2・Pの場合には、L2に梁を配置する。又は
,L≦n2・P、L10>n2・P、且つ、L20>n2・Pの場合には両方に入れる。
また、L10>n2・Pの時に、外壁線の両端に柱が発生可能かどうかを判断して、可能ならばL1に梁を配置し、不可能ならばL2に配置する。この場合においても、L2の配置に関して柱配置のルール3にて柱チェックを行う。
また、L20>n2・Pの時に、外壁線の両端に柱が発生可能かどうかを判断して、可能ならばL2に梁を配置し、不可能ならばL1に配置する。この場合においても、L1の配置に関して柱配置のルール3にて柱チェックを行う。

0089

バルコニースパン>n2・Pの場合(L10≦n2・P,L20≦n2・P)であって L1>L2の場合には、可能ならばL1に梁を配置し、不可能ならばL2に配置する。この場合においても、L2の配置に関して後述の柱配置のルール3にて柱チェックを行う。L2の配置が不可ならばL1に配置する。
また、バルコニースパン>n2・Pの場合(L10≦n2・P,L20≦n2・P)であって L1≦L2の場合には、可能ならばL2に梁を配置し、不可能ならばL1に配置する。この場合においても、L1の配置に関して柱配置のルール3にて柱チェックを行う。L1の配置が不可ならばL2に配置する。

0090

(B3)絶対梁がある場合には次のように処理する(図45図47)。
(S56)〜(S59b )は上述の実施形態1(図25)と同じである。
(S103a)ブレースにより追加した梁が絶対梁(バルコニー等)の幅の中に有るかどうかを判断した際に有るという判断がなされた場合には、その梁をバルコニーで絶対梁がある場合、及びオーバーハング部で絶対梁がある場合にはそれを貫通する通し梁(絶対梁)とする。
(S103b)ブレースにより追加した梁が絶対梁(バルコニー等)の幅の中にない場合には、絶対梁で囲まれたエリアに大梁を設ける。その際に、ブロック毎に以下の優先度で梁を設ける。即ち、図48に示されるように、外郭線の両端に柱が発生可能か否かを判断して可能なグリッドのみを抽出する。これはアルゴリズムとして後述する。

0091

(S59e )・(S59f )上述の実施形態1(図25)と同じである。
(S103c)大梁で囲まれている範囲内で交差しているブレースを消去する。
(S103d)ブレースの入っている箇所に中梁を配置する(ここではX方向)。
(S103e)大梁間隔が2P以下であるかどうかについて判断する。2P以下である場合にはアルゴリズム(補剛材の配置ルール参照)を演算する。
(S103f)大梁間隔が2P以下でない場合には、中梁間隔が2P以下になるよう中梁を設ける。
(S103g)外郭ラインに中梁を配置する(ここではX方向)。
(S59i )バルコニー部には大梁に直交して中梁を設ける。
(S103h)今回の処理がブレースルーチンの1・2回目の場合にはブレースの自動配置に移行し、ブレースルーチンの階数+1回目の場合には次の処理(S103i)に移行する。
(S103i)1P以下の上下の梁を投影してピン接合がブレースの両端にあるかどかを判断する(図47参照)。なお、図47において○印は接合ピンを示している。1Pを超える梁についてはブレースが発生可能である。
両側剛 タイプ1(強いブレース)
片側ピンタイプ2(弱いブレース)
両端ピン発生不可のパターン
以上の処理が終わると、階数+1回目のブレースの自動配置に移行する。

0092

(アルゴリズム)上述のアルゴリズムについて説明する。(図48図49)。ここでは発生可能なグリッド中にて算定方向について柱が発生できる距離がn2・P以下となるような間仕切りが配置されているか否かを判断する。
1)外壁線の稜線に柱が発生可能か否かを判断して、可能なグリッドのみを抽出する。
2)確定グリットの選定:○印のスパンの内、n2・Pピッチで割り込めるスパンを確定する。(図48
3)確定グリット外について:スパンがn2・P以下であるかどうかを判断して、n2・P以下である場合にはこのアルゴリズムを抜ける。n2・P以下でない場合には、n=n2・P〜2Pまで0.5P刻みで選択していく。そして、最初に合うグリッドを確定グリッドとする。(図49

0093

(S7)柱配置
(A)柱の配置ルール
(A1)ルール1及びルール2は上述の実施形態1と同じなので省略する。
(A2)ルール3(図50
(S74)絶対梁の端部に柱を配置できるか否かを判断する。できると判断された場合にはこのパスを抜け出る。ここでは、窓、出入口等があるとできないと判断される。
(S75)できない(NO)と判断された場合には絶対梁端部を跨いで例えば3P以内に柱を配置する。
(S75a )絶対梁の端部を跨いで3P以内に柱を設ける。
(S75b )外壁線の梁の勝負を入れ換えてみる。
(S75c )入れ換えて勝ちになった梁についての両サイドに柱があるかどうか。絶対梁を挟んでn2・P以下に柱があればよい。配置出来れば配置する(この後は補剛材配置の処理に移行する)。入れ換えても勝ちにならない場合には次の処理に移行する。

0094

なお、柱の配置に関しては、その最大間隔はn2・Pにするという制約が設けられている。或るフレームにて2階にブレースが配置されており、1階に柱が無い場合には、2階のブレース際の柱の真下に柱を配置する。それが不可能な場合には、ブレース際の柱真下から外側に配置でできるまで繰り返す。

0095

(B)柱の手動配置(図29図30
この処理は上述の実施形態と同じでありその説明は省略する。

0096

(S104 )2回柱下に中梁追加(図51
2階の柱の下に梁の無い箇所は最も短い方向に梁を設ける。

0097

(S8)〜(S13)の各処理の内、土台配置(S10)を除いて、上述の実施形態1の処理と同様であり、その説明は省略する。

0098

(S10)土台配置
1階の外壁線に基礎を設ける。
建物屋内の短辺方向のブレース上に基礎を設け、最短距離の基礎まで延ばす
残りの屋内のブレース上に基礎を設け、最短距離の基礎まで延ばす。
間柱があれば独立基礎を設ける。

0099

ここで、本発明において用いられている用語は次のように定義される。
(用語の定義)
バルコニー:範囲指定された1.0P又は1.5Pの持ち出し <入力項目
絶対梁 :吹抜け部に最初に設ける通し梁<自動発生>
絶対梁 :吹抜け部に絶対梁に直交して設ける通し梁 <自動発生>
絶対梁 :オーバーハング部に設ける片持ち梁<自動発生>
絶対梁 :バルコニーの両端で必要となる片持ち梁 <自動発生>
絶対梁 :オーバーハング又はバルコニー部分で両側の絶対梁間がn2・P
を超えるとき、n2・P以下になるように絶対梁又は絶対梁
に平行に設ける梁 <自動発生>
大梁:通し梁 <自動発生>
中梁:通し梁と直交する梁 <自動発生>

0100

大柱 :吹き抜け部、オバーハング部又はバルコニー部にて必然発生の柱
<自動発生>
間柱:1Fで、外郭線以外(建物の内側)の両方向の構面にブレースの
取り付かない柱 <自動発生>
絶対柱 :ブレースの取り付く柱 <自動発生>
中柱:上記以外の柱 <自動発生>
フレーム:部材が配置されている構面 <自動発生>
軸 :ある構面で直交方向を示したい時、軸という <自動発生>
外郭線 :バルコニーを除いた床、或いは吹き抜けの一番外側の一筆書き
きる線 <自動発生>
確定グリッド:大梁を発生させる時に間仕切が発生可能なグリッドを選択確定
させたグリッド
外壁:当該階の外気に面する壁 <入力項目>(但し、図52参照)
内壁:当該階の建物の内側になる壁 <自動発生>
中壁 :当該階では内壁であるが、別階において外壁となる壁
<自動発生>
絶対壁 :ブレース面外距離がNGになった時ブレースを復活させていき、
面外距離がOKになった時の復活させたブレースを指す。<自動
発生>

0101

オーバーハング:下階より上階の方がはねだしている部分
はねだし寸法は0.5P、1.0P及び1.5Pとする。
<自動発生>
出隅:コア部分以外の突出している部分 <自動発生>
矩形ブロック:建物の最大外郭線を包絡して出来た短辺方向の外郭線を延長し
て出来る矩形(図53参照)

0102

通り名 :
・平面図の左下の隅角部基点とする(X10 、Y10 )
・バルコニーによるマイナス側については
X10 (Y10 )通りより1Pマイナスの場合
通り名は X00 (Y00 )
X10 (Y10 )通りより1.5Pマイナスの場合
通り名は H05 (V05 )
とする。

0103

図54図60は上述の実施形態1,2の処理過程のコンピュータの画面を示した図である。
図54は1階及び2階の部屋割りと屋根の状態を示している。1階及び2階の太い黒い線が壁(めくら壁)を示しており、正方形の黒塗りの部分が吹き抜けの部分を示している。
図55は吹き抜けの部分に上述の絶対梁を発生させて、その絶対梁を基準としてブロック割し(図の×印が1ブロックの領域を示す)、そして、各ブロックについて、垂直ブレース(弱い)を配置するための壁を特定して、その壁にブレースを配置した状態を示している。図において、太い黒い線がブレースの配置された壁である。
図56図55の状態から垂直ブレースを間引いた結果を示している。1階では内側の壁に一部残っているものの、垂直ブレースはその殆どが外壁に配置さている。
図57は、その後、大梁及び中梁を配置した状態を示している。なお、図57の太い黒い線は垂直ブレースが配置されている壁である。
図58は上記にて配置された梁に基づいてブロック分けを行い(図の×印が1ブロックの領域を示す)、その梁の線上にある壁(ブレース配置可能な壁)にブレースを復活させた状態を示している。
図59は上記の状態から再び垂直ブレースを間引いてその配置を確定した状態を示している(図の太い黒い線)。
図60は、更に、柱配置、補剛材配置、床ブレース配置(図の×印)、土台配置の各処理を行った最終状態を示している。

発明の効果

0104

以上のように本発明によれば、鉄骨構造物の基本事項データを入力し、その基本事項データと所定の部材の配置ルールとに基づいて鉄骨構造物の構造部材データを生成するようにしたことから、専門知識がなくとも簡単に構造設計をすることができ、しかも、その設計変更も容易に行うことができるという実用上優れた効果が得られている。

図面の簡単な説明

0105

図1本発明の実施形態1に係る鉄骨構造物の設計支援システムにおける処理過程を示したフローチャートである。
図2図1のシステム1において基本事項を入力する際の画面を示した図である。
図3図1のシステム1において2階の外壁線を確定する際の入力画面の説明図である。
図4図1のシステム1において2階部分の屋根を確定する際の入力画面の説明図である。
図5図1のシステム1においてバルコニーを確定する際の入力画面の説明図である。
図6図1のシステム1において2階部分の壁を確定する際の入力画面の説明図である。
図7図1のシステム1において2階部分の床を確定する際の入力画面の説明図である。
図8図1のシステム1の部材自動発生における耐力壁の間引きの状態を示す画面の説明図(その1)である。
図9図1のシステム1の部材自動発生における耐力壁の間引きの状態を示す画面の説明図(その2)である。
図10図1のシステム1において部材を自動発生させるための処理過程を示したフローチャート(その1)である。
図11図1のシステム1において部材を自動発生させるための処理過程を示したフローチャート(その2)である。
図12吹抜けが矩形の場合の絶対梁の配置方法を示した説明図である。
図13吹抜けが矩形以外の場合の絶対梁等の配置方法を示した説明図である。
図14オーバーハングに絶対梁等の配置方法を示した説明図である。
図15バルコニーの配置例を示す説明図である。
図16バルコニーの配置が直角に配置されている場合の絶対梁の配置方法の説明図である。
図17入角のある建物の絶対梁の配置方法の説明図である。
図18バルコニーの配置が直角でない場合の絶対梁の配置方法の説明図である。
図19絶対梁がある場合のブレースの配置ルールを示した説明図である。
図20ブレースの自動配置の処理過程を示すフローチャート(その1)である。
図21ブレースの自動配置の処理過程を示すフローチャート(その2)である。
図22ブレースの自動配置の処理過程を示すフローチャート(その3)である。
図23絶対梁がなく、建物が矩形である場合の処理過程を示すフローチャートである。
図24絶対梁がなく、建物に入隅がある場合の処理過程を示すフローチャートである。
図25絶対梁がある場合の処理過程を示すフローチャート(その1)である。
図26絶対梁がある場合の処理過程を示すフローチャート(その2)である。
図27柱の配置ルール2の処理過程を示すフローチャートである。
図28柱の配置ルール3の処理過程を示すフローチャートである。
図29柱の手動配置の例1についての処理過程を示すフローチャートである。
図30柱の手動配置の例2についての処理過程を示すフローチャートである。
図31補剛材を挿入例の説明図である。
図32鋼材のデータベースのデータ構造の一例を示した図である。
図33柱等に取り付く金物の例を示す説明図である。
図34上述の処理によって生成されたデータの例を示す説明図である。
図35図34におけるL(端部勝)、M(端部通り芯)及びS(端部負)の概念を示した説明図である。
図36本発明の実施形態2において部材を自動発生させるための処理過程を示したフローチャート(その1)である。
図37本発明の実施形態2において部材を自動発生させるための処理過程を示したフローチャート(その2)である。
図38バルコニーの幅の中に吹き抜けがある場合とない場合の例を示す説明図である。
図39ブレースの配置ルールの説明図である。
図40ブレースの自動配置の処理過程を示すフローチャート(その1)である。
図41ブレースの自動配置の処理過程を示すフローチャート(その2)である。
図42ブレースの自動配置の処理過程を示すフローチャート(その3)である。
図43絶対梁がありかつバルコニーの幅の中に吹き抜けがある場合の処理の説明図(その1)である。
図44絶対梁がありかつバルコニーの幅の中に吹き抜けがある場合の処理の説明図(その2)である。
図45絶対梁がある場合の処理過程を示すフローチャート(その1)である。
図46絶対梁がある場合の処理過程を示すフローチャート(その2)である。
図47絶対梁がある場合の処理過程を示すフローチャート(その3)である。
図48アルゴリズムの説明図(その1)である。
図49アルゴリズムの説明図(その2)である。
図50柱の配置ルール3aの処理過程を示すフローチャートである。
図512階の柱下に中梁を追加する場合の説明図である。
図52本発明の外壁の説明図である。
図53本発明の矩形ブロックの説明図である。
図54上述の実施形態1,2の処理過程のコンピュータの画面(その1)を示した図である。
図55上述の実施形態1,2の処理過程のコンピュータの画面(その2)を示した図である。
図56上述の実施形態1,2の処理過程のコンピュータの画面(その3)を示した図である。
図57上述の実施形態1,2の処理過程のコンピュータの画面(その4)を示した図である。
図58上述の実施形態1,2の処理過程のコンピュータの画面(その5)を示した図である。
図59上述の実施形態1,2の処理過程のコンピュータの画面(その6)を示した図である。
図60上述の実施形態1,2の処理過程のコンピュータの画面(その7)を示した図である。

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