JP2000057181A - 建築物の構造解析方法及び装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 鉄鋼系組立工法を用いた建築物の構造安全性
を解析する構造解析装置を提供する。 【解決手段】 ユニット定義部１ａは、目的とする建築
物を構成する最小単位であるユニットを複数配置して、
前記建築物を定義する。ラーメンフレーム展開部１ｂ
は、複数の前記ユニットを配置して定義した前記建築物
をラーメン構造のフレームデータに展開する。構造計算
部１ｃは、前記フレームデータに基づき構造の計算を行
う、その結果を表示部１ｄへ表示することを特徴とす
る。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、建築物の構造解析
を行うことによって、構造安全性を確認する構造解析装
置及び方法に係わり、特に、鉄鋼系組立構造（ユニット
工法）の建築物の構造安全性を確認する構造解析方法及
び装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】建築物の構造の安全性を確保するために
は、設計要綱に則って設計を行うことや対象となる建築
物の構造を解析モデル化して計算によって強度の確認を
行うことが行われている。特に近年は、コンピュータの
発達によって複雑な構造をした建築物であっても精度良
く強度計算や固有振動数の解析を行うことができるよう
になっている。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】ところで、建築物の強
度等を解析する構造解析は、対象とする建築物の構造を
解析モデル化して、このモデルデータに基づいて強度計
算等を行うのが一般的である。しかしながら、複雑な形
状をした建築物の構造解析を行う解析モデルを精度よく
作成するには多大な工数が必要となるという問題があ
る。また、この解析モデルを簡略化するには、豊富な知
識と経験を要し、簡略化できたとしても、簡略化した結
果によっては解析結果の精度が悪くなるなるという問題
がある。本発明は、このような事情に鑑みてなされたも
ので、鉄鋼系組立工法を用いた建築物の基本設計作業で
得られた建築物設計データより解析モデルを作成して、
この解析モデルを用いて予め設定された部材データから
建築物の構造安全性を解析することができる構造解析方
法及び装置を提供することを目的とする。

【０００４】

【課題を解決するための手段】請求項１に記載の発明
は、建築物を構成する最小単位であり、柱と梁の組み合
わせからなるユニットを各階毎の平面図上に複数配置し
て前記建築物の骨組みを定義してユニット定義データを
作成する骨組み定義処理過程と、前記骨組みに対して外
壁を定義して前記ユニット定義データに外壁データを追
加する外壁定義処理過程と、前記骨組みに対して各階毎
に屋根を定義して前記ユニット定義データに屋根データ
を追加する屋根定義処理過程と、外壁及び屋根を有した
骨組みが定義された前記ユニット定義データに基づいて
該建築物の強度計算を行い、該建築物が外部から受ける
外力を超える耐力を有した建築物であるか否かを判定す
ることによって該建築物の構造安全性を確認する構造解
析処理過程とを有することを特徴とする。

【０００５】請求項２に記載の発明は、前記建築物の構
造解析方法において、前記建築物を構成する前記ユニッ
トに設置される構成物の定義データを作成する構成物定
義処理過程をさらに有することを特徴とする。

【０００６】請求項３に記載の発明は、前記骨組み定義
処理過程、外壁定義処理過程及び屋根定義処理過程は、
前記ユニット定義データを作成または追加した時点で、
該ユニット定義データと要綱チェックデータベースとを
照らし合わせ、該ユニット定義データに誤りがあった場
合は、修正を促す処理をさらに有することを特徴とす
る。

【０００７】請求項４に記載の発明は、前記構造解析処
理過程は、複数のユニットを配置して定義して作成した
前記ユニット定義データをラーメン構造のフレームデー
タに展開する処理過程と、前記フレームデータに基づい
て該建築物が有する耐力を算出する処理過程と、該建築
物に加わる外力を算出する処理過程と、前記建築物に加
わる外力と前記建築物が有する耐力との比を計算する処
理過程とをからなることを特徴とする。

【０００８】請求項５に記載の発明は、前記建築物に加
わる外力は、前記フレームデータに基づいて算出される
該建築物の重量に基づいて算出された地震力と、前記建
築物の立面投影面積に基づいて算出された風圧力である
ことを特徴とする。

【０００９】請求項６に記載の発明は、目的とする建築
物を構成する最小単位であるユニットを複数配置して、
前記建築物を定義するユニット配置定義部と、複数の前
記ユニットを配置して定義した前記建築物をラーメン構
造のフレームデータに展開するラーメンフレーム展開部
と、前記フレームデータに基づき構造の計算を行う構造
計算部と、前記計算結果を表示する表示部とを備えたこ
とを特徴とする。

【００１０】

【発明の実施の形態】以下、本発明の一実施形態による
建築物の構造解析装置を図面を参照して説明する。図１
は同実施形態の構成を示したブロック図である。この図
において、符号１は中央処理部であり、ユニット定義部
１ａ、ラーメンフレーム展開部１ｂ、構造計算部１ｃ、
及び表示部１ｄとからなる。符号２ａは、磁気ディスク
等の記憶装置に記憶された要綱チェックデータベースで
あり、２ｂは、記憶装置に記憶されたユニット定義デー
タファイルである。符号２ｃは、記憶装置び記憶された
フレームデータベースであり、２ｄは、記憶装置に記憶
された構造解析結果データファイルである。符号３は、
データ等の入力を行うキーボードであり、３ａは、座標
等を指示するマウスである。符号４は、モニタであり、
５は、プリンタである。

【００１１】この構造解析装置は、鉄鋼系組立構造（ユ
ニット工法）の建築物に用いるもので、この鉄鋼系組立
構造とは、建築物を構成する最小単位であるユニットの
組み合わせによってできた建築物の構造のことである。
また、この構造解析装置は、建築物の詳細設計を行う前
の基本設計の際に建築物の構造の安全性を確認するもの
である。

【００１２】先ず、建築物の基本設計を行う際の目的と
する建築物の定義方法について説明する。図４は、建築
物を構成するユニットを示す説明図である。この図にお
いて、符号Ａは、構造解析の対象となる建築物である。
また、符号Ｂは建築物Ａの一部（符号Ａ１）を構成する
ユニットの一例である。このように、ユニットは柱と梁
から構成されている。このユニットを平面図上に配置し
ていくことによって、建築物の１階部分を定義すること
ができる。さらに、この１階部分の上に２階部分、３階
部分（この例では、２階部分までの例である）を積み重
ねることによって、複数階の建築物を定義することがで
きる。

【００１３】また、このユニットは柱及び梁の位置が異
なるものや梁の長さが異なるものが予め設定されてお
り、オペレータ（設計者）はこれらの中から適当なユニ
ット選択して配置することによって建築物の基本設計を
行う。図５に予め設定されたユニットの種類の一例を示
す。

【００１４】次に、建築物の構造解析を行う原理を簡単
に説明する。構造解析を行う場合、建築物を構成する最
小単位の骨組み構造であるユニット架構の組み合わせに
よって目的の建築物を定義する。解析対象となる建築物
はこのユニットによって構成されており、各ユニットの
架構断面は、予め使用する部材が設定されている。ま
た、この部材の耐力データはデータベース化されてい
る。そして、このユニットの組み合わせによって定義し
た建築物の構造をラーメン構造のフレームデータに展開
する。次に、このフレームデータから各ユニットを構成
する部材の耐力を合成することによって建築物全体の耐
力を算出する。構造解析の結果は、この算出された耐力
が、対象の建築物に加わる外力（風圧または地震等によ
って建築物に加わる力）を上回る耐力を有した建築物で
あるか否かを判定した結果となる。

【００１５】次に、図２を参照して、構造解析の対象と
なる建築物を定義する動作を説明する。図２は、建築物
定義の動作を示したフローチャートである。まず、ユニ
ット定義部１ａは、オペレータがキーボード３またはマ
ウス３ａより入力もしくは選択した、施主名・ディーラ
ー名・設計担当者等の一般事項を読み込む（ステップＳ
１）。施主名・ディーラー名・設計担当者等の入力は、
キーボードより文字列を入力する。ここで入力した一般
事項は、定義した建築物のヘッダとなるデータである。
このヘッダデータは、ユニット定義部１ａ内に保持され
る。

【００１６】なお、ユニット定義部１ａは、ここで入力
される施主名・ディーラー名・設計担当者等を予め入力
したデータを表示して、これらのデータからオペレータ
が選択したデータを入力されたものと見なして処理を行
ってもよい。

【００１７】続いて、ユニット定義部１ａは、キーボー
ド３またはマウス３ａによってオペレータが選択した、
建築物を建設する地域と、建築物の階数（何階建てであ
るか）を読み込む（ステップＳ２）。ここで入力される
建設地域は、「一般」、「多雪」、「沖縄」から選択さ
れる。この建設地域は、雪による建築物への荷重を求め
るパラメータとなる。また、建築物の階数は、構造解析
の対象となる建築物の定義を階毎に分けて定義するため
に使用するパラメータでもあり、オペレータは、「平
屋」、「２階建て」、「３階建て」、「小屋」から選択
する。

【００１８】次に、ユニット定義部１ａはモニタ４に平
面図を描画するためのグリッドを表示する。オペレータ
は、目的とする建築物を構成する最小単位であるユニッ
トを組み合わせることによって建築物の平面図を作成す
る。この時、オペレータは、矩形をしたユニットの対角
（例えば、左上の点と右下の点）を、モニタ４の画面上
に表示されたグリッド上の点をマウス３ａによって指定
して、ユニットを配置する。ユニット定義部１ａは、オ
ペレータが指定した、この対角の２点の座標を読み取
り、モニタ４に指定された座標の位置に矩形の図形を描
画する。図６に、建築物の平面図を定義した一例を示
す。この図において、それぞれの矩形がユニットに対応
する。この例は、６つのユニットを定義した例である。

【００１９】次に、オペレータは、この平面図を確認し
て、修正がなければユニット定義を終了する。ここで、
定義されたユニット配置データは、ユニット定義部１ａ
内に保持される。

【００２０】次に、ユニット定義部１ａは、オペレータ
がユニット定義を終了する操作をした時点で、ステップ
Ｓ３において定義されたユニットが、設計要綱に則って
定義されているか否かをチェックする（ステップＳ
４）。設計要綱のチェックは、要綱チェックデータベー
ス２ａを参照して行われる。この要綱チェックデータベ
ース２ａは、建築物の設計に必要な基準等が記述されて
おり、ユニット定義部１ａは、配置されたユニットが設
計要綱に則って配置されたか否かを、要綱チェックデー
タベース２ａの内容を参照してチェックする。ここでチ
ェックされる項目は、例えば、梁の長さが異なるユニッ
トを隣接して配置されていないか、定義可能な建築物の
サイズを超えていないか等がチェックされる。

【００２１】次に、配置したユニットが設計要綱に則っ
ていない場合にユニット定義部１ａは、モニタ４にメッ
セージを表示して、ステップＳ３に戻ってユニットの定
義を再度行うようにオペレータに対して指示を出す（ス
テップＳ５）。これによって、設計要綱に則ったユニッ
ト配置をすることができる。

【００２２】次に、設計要綱のチェックを行った結果、
問題がなかった場合、ユニット定義部１ａは、オペレー
タに対して、ステップＳ３において配置したユニットの
それぞれについて種類を入力するようにモニタ４に指示
を出し、オペレータは、配置した各々のユニットの種類
を指定する（ステップＳ６）。ユニットの種類の指定
は、ユニット定義部１ａがモニタ４に種類の一覧表を表
示し、オペレータが、マウス３ａによって選択すること
によって行う。

【００２３】ユニットの種類とは、平面図上で定義され
た各ユニットが建築物のどの用途に使用されるものであ
るかを示すものであり、図５に示したようなユニットが
一覧表となって表示される。ユニットの種類には、「高
さ」と「タイプ」がある。ユニットの「高さ」には、
「標準」、「階高」、「低層」があり、これらの中から
オペレータが選択することによって指定する。また、ユ
ニットの「タイプ」には、「標準」、「玄関」、「台
形」、「セットバック」、「階段」、「吹き抜け」、
「バルコニー」、「エレベータ」等があり、これも「高
さ」と同様にオペレータが選択することによって指定す
る。このユニットの種類の入力は、図６に示した６つの
ユニットの各々について行われる。ここで、入力された
ユニットの種類はユニット定義部１ａ内に保持される。
なお、ここでいう「標準」ユニットは、柱と梁で構成さ
れたユニットのことであり、このユニットの組み合わせ
によって、建築物の骨組みが構成される。また、「玄
関」、「バルコニー」、「エレベータ」等のユニット
は、「標準」ユニットによって構成された骨組みに対し
て、付加される構成物を定義するためのユニットであ
る。

【００２４】次に、全てのユニットの配置が終了した時
点で、再び設計要綱のチェックを行う（ステップＳ
７）。ここでは、ステップＳ６において、指定または定
義したユニットに対してチェックを行う。例えば、指定
したユニットの種類に対してユニットの大きさ適当であ
るか等をチェックする。

【００２５】次に、指定したユニットの種類が設計要綱
に則っていない場合にユニット定義部１ａは、モニタ４
にメッセージを表示して、ステップＳ６に戻ってユニッ
トの定義を再度行うようにオペレータに対して指示を出
す（ステップＳ８）。これによって、設計要綱に則った
ユニット配置をすることができる。図７にユニットを配
置した平面図の一例を示す。

【００２６】次に、配置したユニットに対して外壁を定
義する（ステップＳ１０）。ユニット定義部１ａは、オ
ペレータに対して外壁を取り付ける位置を指定するよう
に指示を出す。オペレータは、外壁を取り付ける両端の
柱の位置をマウス３ａによって、指定する。続いて、ユ
ニット定義部１ａはこの取り付け位置の座標値を読み取
り、この両端の柱の距離と高さから外壁の大きさが決ま
る。次に、オペレータは外壁が必要な位置すべてを指定
する。ユニット定義部１ａは、この座標値をすべて読み
取り、その位置に外壁を定義する。ここで定義された外
壁は、ユニット定義部１ａ内に保持される。

【００２７】次に、ステップＳ２において入力された建
築物の階数に基づいて、ステップＳ３からステップＳ９
の処理を繰り返す（ステップＳ１０）。入力された階数
が３階建てであれば、次に２階部分の平面図を作成し、
続いて３階部分の平面図を作成する。ここまでの動作に
よって、各階の平面配置図が作成できたことになる。

【００２８】次に、屋根の種類と配置を定義する（ステ
ップＳ１１）。屋根の配置は各階毎に行い、まず、オペ
レータは屋根の種類を指定する。ユニット定義部１ａ
は、指定された屋根の種類を読み取る。屋根の種類に
は、「陸屋根」、「勾配」、「陸屋根と勾配の併用」、
「ペントハウス付き陸屋根」があるり、これらの中から
選択することによって指定する。

【００２９】次に、各階の平面図上で屋根となる位置を
マウス３ａを使用して指定することによって、屋根を配
置する。ユニット定義部１ａは、この座標値を読み取
り、保持する。

【００３０】ここまでの動作によって、設計対象となる
建築物の基本設計が終了し、ユニット配置による建築物
の定義が終了したことになる。

【００３１】次に、定義された建築物の立面投影図を作
成する（ステップＳ１３）。立面（側面）投影図は、定
義された建築物の外形から作成する。図８に立面投影図
を作成した例を示す。この図において、Ｘ方向が正面図
に相当し、Ｙ方向は左側面図に相当する。

【００３２】次に、オペレータは、モニタ４に表示され
た立面投影図を見て異常がなければ入力されたユニット
定義データを保存する（ステップＳ１４）。ユニット定
義部１ａは、データ保存の指示がオペレータによって出
されると、ユニット定義データファイル２ｂへデータを
保存する。データ保存が終了した時点でユニット定義処
理が終了する。

【００３３】なお、この保存データは、再度ユニット定
義部１ａによって読み込み、ユニットの追加や修正を行
ってもよい。

【００３４】なお、図２において、ユニット定義の動作
を一連の動作で説明したが、各ステップをメニュー形式
にして、オペレータが必要に応じて選択しながらユニッ
トの配置を行ってもよい。

【００３５】また、設計要綱のチェックは、ユニットの
配置が終了した時点で行うのではなく、１つのユニット
を配置しようとする時に同時にチェックを行ないながら
配置作業を行うようにしてもよい。このようにすること
で、設計要綱の知識が豊富でないオペレータであっても
ユニット配置による建築物の基本設計を行うことができ
る。

【００３６】次に、ユニット定義データファイル２ｂに
記憶された定義データを使用して建築物の構造計算を行
う処理の動作を図３を参照して説明する。まず、ラーメ
ンフレーム展開部１ｂは、ユニット定義データ２ｂを読
み込み、ラーメン構造のフレームデータに展開して（ス
テップＳ２１）、このフレームデータを構造計算部１ｃ
へ渡す。ここでいうラーメン構造のフレームデータと
は、予め決められた各ユニットの柱と梁の接合方法（剛
接合またはピン接合、図５参照）から、これらのユニッ
トを複数配置した場合の接合方法を決定して、建築物全
体を１つの剛体にしたデータのことである。

【００３７】次に、構造計算部１ｃは、このフレームデ
ータに基づいて、各柱に加わる軸力を算出する（ステッ
プＳ２２）。この軸力は、フレームを構成する各部材の
重量データをフレームデータベース２ｃより読み込み、
これを積算することによって算出する。これによって、
自重によって各柱に加わる軸力が算出される。

【００３８】次に、対象となる建築物に加わる外力を算
出する。外力とは、地震が発生した場合に建築物に加わ
る地震力と、風による風圧力のことである。

【００３９】まず、地震力を算出する（ステップＳ２
３）。地震力とは、地震が発生した場合に建築物に加わ
る外力のことで、以下の式によって算出する。地震力Ｑ
ｉは、 Ｑｉ＝Ｚ・Ｒｔ・Ａｉ・Ｃｏ・ΣＷｉ となる。ここで、各パラメータは、 Ｚ：建設大臣が定める地域係数で、建築物を建設する地
域に応じて０．７〜１．０の範囲の値となる。ただし、
本実施形態では、Ｚ＝１．０とする。 Ｒｔ：建設大臣が定める振動特性係数で、建築物の設計
用１次固有周期及び地盤の種類に応じて定まり、Ｒｔ＜
１の値となる。ただし、本実施形態では、Ｒｔ＝１．０
とする。 Ａｉ：建設大臣が定める地震層せん断力分布係数で、建
築物の振動特性に応じて地震層せん断力係数の建築物の
高さ方向の分布を表す値である。 Ｃｏ：標準せん断力係数であり、一次設計時はＣｏ＝
０．２、必要保有水平耐力計算時はＣｏ＝１．０とす
る。 ΣＷｉ：ｉ層以上の地震力計算用重量である。 となる。地震力を算出した一例を図１２に示す。

【００４０】次に、風圧力の算出を行う（ステップＳ２
４）。風圧力とは、風によって建築物が受ける外力のこ
とである。風圧力Ｑｘ、Ｑｙは、 Ｑｘ＝∫∫Ｃ・ｑ・Ａ・ｄｈ・ｄｙ（∫∫は二重積分を
表す）、 Ｑｙ＝∫∫Ｃ・ｑ・Ａ・ｄｈ・ｄｘ（∫∫は二重積分を
表す） となる。ここで、各パラメータは、 Ｃ：建築基準法施行令第８７条による風力係数である。 ｑ：設計速度圧で、一般地域及び多雪地域の場合はｑ＝
６０√ｈ、沖縄地域の場合はｑ＝９０√ｈとなる。 Ａ：単位見付け面積である。 となる。風圧力を算出した一例を図１３に示す。

【００４１】次に、構造計算部１ｃは、ラーメン構造の
フレームを構成する部材のデータをフレームデータベー
ス２ｃより読み込む。ここでは、フレームデータベース
より各柱や梁の剛性、許容耐力及び保有耐力が読み込ま
れる。図９にここで読み込まれるフレームデータの一例
を示す。また、定義された屋根や外壁の単位面積当たり
の重量をフレームデータベースより読み込む。さらに、
建設地域と積雪量に応じて屋根に加わる荷重も同時に読
み込まれ、構造計算部１ｃ内に保持される。図１０に屋
根や外壁の重量の一例を、図１１に積雪量に対応する荷
重の一例を示す。

【００４２】次に、水平荷重時の各ユニットの許容耐力
と層間変形角のチェックを行う（ステップＳ２６）。先
ず、各ユニットの負担せん断力を算出する。負担せん断
力Ｑは、 Ｑ＝α×ΣＱ×Ｋ／ΣＫ により算出する。ただし、 α：ねじれ補正係数、 ΣＱ：該当する階の層せん断力（地震または風圧による
外力）、 ΣＫ：該当する階の総剛性、 Ｋ：ユニットの剛性、 である。次に、ここで算出された負担せん断力Ｑと、フ
レームデータベース２ｃから読み込んだユニットの許容
耐力Ｑａの比が「１」を超えたか否かで該当するユニッ
トの安全性を判定し、結果をモニタ４へ表示する。Ｑ／
Ｑａ＞１の時は、ユニットの許容耐力を地震または風圧
による外力が超えているため、設計者に対して設計変更
をする必要があるという内容のメッセージを表示する。

【００４３】次に、層間変形角を算出する。層間変形角
は、層間変位δと構造階高Ｈ（ユニットの床梁芯から天
井梁芯までの距離）との比δ／Ｈによって表す。ここ
で、層間変位δはδ＝ΣＱ／ΣＫによって算出する。次
に、ここで算出された層間変形角δ／Ｈが１／１２０を
超えたか否かで該当するユニットの安全性を判定し、結
果をモニタ４へ表示する。

【００４４】ここで説明した負担せん断力と層間変形角
の判定は、建築物を構成しているすべてのユニットに対
して行い、それぞれのユニットにおける判定結果を表示
する。図１４に地震時のユニット許容耐力と層間変形角
の判定結果の一例を示す。

【００４５】次に、水平構面のチェックを行う（ステッ
プＳ２７）。水平構面のチェックは、該当する鉛直構面
が負担する水平力Ｑと、該当する鉛直構面自身の重量
Ｑ’との差である水平移行力ΔＱが許容耐力Ｑａを超え
たか否かによって判定を行う。図１５に水平構面のチェ
ックを行った判定結果の一例を示す。

【００４６】次に、剛性率と偏心率のチェックを行う
（ステップＳ２８）。剛性率Ｒｓは、 Ｒｓ＝ｒｓ／ｒｓ’ によって算出する。ただし、 ｒｓ：ｈ／δ、 ｒｓ’：Σ（ｒｓ）／ｎ、 ｈ：該当階の階高、 δ：層間変位、 ｎ：地上部分の階数 である。剛性率のチェックは、Ｒｓの値が「０．６」よ
り小さいか否かによって判定を行う。図１６に剛性率の
チェックを行った判定結果の一例を示す。

【００４７】偏心率Ｒｅは、 Ｒｅ＝ｅ／ｒ によって算出する。ただし、 ｅ：偏心距離、 ｒ：ねじり剛性から求められる弾力半径 である。この偏心率は、Ｘ方向とＹ方向のそれぞれにつ
いて算出される。偏心率のチェックは、Ｒｅの値が
「０．１５」より小さいか否かによって判定を行う。図
１７に偏心率のチェックを行った判定結果の一例を示
す。

【００４８】次に、保有水平耐力のチェックを行う（ス
テップＳ２９）。保有水平耐力Ｑｕｎは、 Ｑｕｎ＝Ｄｓ・Ｆｅｓ・Ｑｕｄ によって算出する。ただし、 Ｄｓ：ユニットの柱、梁のプレート厚さによって決まる
構造特性係数、 Ｆｅｓ：剛性率及び偏心率から求められる形状係数、 Ｑｕｄ：地震力によって各階に生じる水平力 である。保有水平耐力のチェックは、Ｑｕｎの値が該当
する階を構成する各ユニットの保有水平耐力の和を超え
たか否かによって判定を行う。図１８に保有水平耐力の
チェックを行った判定結果の一例を示す。

【００４９】次に、アンカーボルトのチェックを行う
（ステップＳ３０）。アンカーボルトのチェックは、使
用するボルトに加わる引張り応力、せん断力及び付着応
力が、使用するボルトの許容応力を超えたか否かによっ
て判定する。

【００５０】次に、上下接合ボルトのチェックを行う
（ステップＳ３１）。上下接合ボルトのチェックもアン
カーボルトのチェックと同様に、ボルトに加わる応力が
許容応力を超えたか否かによって判定する。図１９にア
ンカーボルト及び上下接合ボルトのチェックを行った判
定結果の一例を示す。

【００５１】以上説明した構造解析の動作は、構造計算
部１ｃによって行われ、解析の判定結果は構造解析結果
データファイル２ｄに書き込まれる。そして、表示部１
ｄは、この構造解析結果データファイルの内容を読み込
みモニタ４またはプリンタ５へ出力する。

【００５２】

【発明の効果】以上説明したように、この発明によれ
ば、ユニットを配置して対象となる建築物を定義して、
このユニット配置データからラーメン構造のフレームデ
ータに変換して、構造解析を行うことによって、解析モ
デルを作成する必要がなく、かつ精度よく強度計算を行
うことができるという効果が得られる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施形態の構成を示すブロック図で
ある。

【図２】同実施形態におけるユニット定義の動作を示す
フローチャートである。

【図３】同実施形態における構造計算の動作を示すフロ
ーチャートである。

【図４】建築物の定義方法を説明する説明図である。

【図５】建築物を構成するユニットの種類の一例を示す
説明図である。

【図６】ユニットを配置した一例を示す説明図である。

【図７】ユニットを配置した一例を示す説明図である。

【図８】立面投影図を表示した一例を示す説明図であ
る。

【図９】フレームデータの一例を示す説明図である。

【図１０】部材の荷重データの一例を示す説明図であ
る。

【図１１】積雪量に応じた荷重データの一例を示す説明
図である。

【図１２】地震力を算出した結果の一例を示す説明図で
ある。

【図１３】風圧力を算出した結果の一例を示す説明図で
ある。

【図１４】ユニットの許容耐力と層間変形角のチェック
を行った一例を示す説明図である。

【図１５】水平構面のチェックを行った一例を示す説明
図である。

【図１６】剛性率のチェックを行った一例を示す説明図
である。

【図１７】偏心率のチェックを行った一例を示す説明図
である。

【図１８】保有水平耐力のチェックを行った一例を示す
説明図である。

【図１９】アンカーボルト及び上下接合ボルトのチェッ
クを行った一例を示す説明図である。

【符号の説明】

１・・・中央処理部、１ａ・・・ユニット定義部、１ｂ
・・・ラーメンフレーム展開部、１ｃ・・・構造計算
部、１ｄ・・・表示部、２ａ・・・要綱チェックデータ
ベース、２ｂ・・・ユニット定義データファイル、２ｃ
・・・フレームデータベース、２ｄ・・・結果データフ
ァイル、３・・・キーボード、３ａ・・・マウス、４・
・・モニタ、５・・・プリンタ。

Claims (6)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 建築物を構成する最小単位であり、柱と
   梁の組み合わせからなるユニットを各階毎の平面図上に
   複数配置して前記建築物の骨組みを定義してユニット定
   義データを作成する骨組み定義処理過程と、 前記骨組みに対して外壁を定義して前記ユニット定義デ
   ータに外壁データを追加する外壁定義処理過程と、 前記骨組みに対して各階毎に屋根を定義して前記ユニッ
   ト定義データに屋根データを追加する屋根定義処理過程
   と、 外壁及び屋根を有した骨組みが定義された前記ユニット
   定義データに基づいて該建築物の強度計算を行い、該建
   築物が外部から受ける外力を超える耐力を有した建築物
   であるか否かを判定することによって該建築物の構造安
   全性を確認する構造解析処理過程と、 を有することを特徴とする建築物の構造解析方法。
2. 【請求項２】 前記建築物の構造解析方法において、前
   記建築物を構成する前記ユニットに設置される構成物の
   定義データを作成する構成物定義処理過程をさらに有す
   ることを特徴とする請求項１に記載の建築物の構造解析
   方法。
3. 【請求項３】 前記骨組み定義処理過程、外壁定義処理
   過程及び屋根定義処理過程は、 前記ユニット定義データを作成または追加した時点で、
   該ユニット定義データと設計要綱チェックデータベース
   とを照らし合わせ、該ユニット定義データに誤りがあっ
   た場合は、修正を促す処理をさらに有することを特徴と
   する請求項１または２に記載の建築物の構造解析方法。
4. 【請求項４】 前記構造解析処理過程は、 複数のユニットを配置して定義して作成した前記ユニッ
   ト定義データをラーメン構造のフレームデータに展開す
   る処理過程と、 前記フレームデータに基づいて該建築物が有する耐力を
   算出する処理過程と、 該建築物に加わる外力を算出する処理過程と、 前記建築物に加わる外力と前記建築物が有する耐力との
   比を計算する処理過程とからなることを特徴とする請求
   項１または２に記載の建築物の構造解析方法。
5. 【請求項５】 前記建築物に加わる外力は、 前記フレームデータに基づいて算出される該建築物の重
   量に基づいて算出された地震力と、 前記建築物の立面投影面積に基づいて算出された風圧力
   であることを特徴とする請求項４に記載の建築物の構造
   解析方法。
6. 【請求項６】 目的とする建築物を構成する最小単位で
   あるユニットを複数配置して、前記建築物を定義するユ
   ニット配置定義部と、 複数の前記ユニットを配置して定義した前記建築物をラ
   ーメン構造のフレームデータに展開するラーメンフレー
   ム展開部と、 前記フレームデータに基づき構造の計算を行う構造計算
   部と、 前記計算結果を表示する表示部と、 を具備してなる建築物の構造解析装置。