JP2002324087A

JP2002324087A - 骨組構造体設計方法及び装置

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Publication number: JP2002324087A
Application number: JP2001126474A
Authority: JP
Inventors: Minoru Ueda; 稔上田; Seiichi Kawamura; 精一河村; Masao Suwa; 政雄諏訪; Ichiro Yamamoto; 市郎山本; Satoshi Katsuki; 智香月; Hideo Yasui; 英穂安井
Original assignee: Chubu Electric Power Co Inc; Aichi Electric Co Ltd
Current assignee: Chubu Electric Power Co Inc; Aichi Electric Co Ltd
Priority date: 2001-04-24
Filing date: 2001-04-24
Publication date: 2002-11-08

Abstract

(57)【要約】【課題】誰でも、容易に、短時間で、最適な骨組構造
体を設計することができる骨組構造体設計方法及び骨組
構造体設計装置を提供する。【解決手段】送電用鉄塔の形状に関する条件を入力す
る（ステップＳ１）。入力された条件に基づいて複数の
送電用鉄塔の形状を作成する（ステップＳ２）。複数の
送電用鉄塔の形状に対して、各部の応力等が基準条件を
満足するように、部材等を割り付けて送電用鉄塔設計結
果を作成する（ステップＳ３〜Ｓ５）。各送電用鉄塔設
計結果を評価する（ステップＳ６）。終了条件を満足し
ていない場合には、複数の送電用鉄塔設計結果に対する
評価結果を参考にしながら、複数の送電用鉄塔設計結果
に対応する送電用鉄塔の形状に基づいて複数の送電用鉄
塔形状を作成する（ステップＳ８）。ステップＳ３〜Ｓ
８を繰り返し、最も評価の高い送電用鉄塔設計結果を選
択する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、送電用鉄塔、通信
用鉄塔、風力発電用鉄塔、建築構造物、橋梁等の骨組構
造体の設計に好適に用いることができる骨組構造体設計
方法及び骨組構造体設計装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】骨組構造体を設計する場合、まず、骨組
構造体がその目的を果たすのに必要な条件を満たすよう
に、設計例や人間の経験等により形状を定める。そし
て、この形状を用いて、公的基準等に基づき構造解析を
行い、公的基準等を満足するように部材を割り当ててい
る。例えば、送電用鉄塔は、送電電圧、線路形態、地形
形状等によって設計例や人間の経験等から様々な形状、
構造に設計される。従来、送電用鉄塔の設計は、図２２
に示すような手順で行われている。まず、設計者は、過
去の設計例や自己の経験等に基づいて、与えられた送電
用鉄塔の条件を満足する送電用鉄塔の基本形状を作成す
る（ステップＱ１）。すなわち、電圧条件（送電電圧
等）、電線条件（隣接する送電用鉄塔までの距離を示す
径間長、電線の種類、張力等）、設置条件（地形形状、
用地面積等）等に基づいて、送電用鉄塔の型、送電用鉄
塔（塔体）の高さ、腕金（架渉線を支持する部材）の長
さ、ベンド部（塔体を構成する主柱材の屈曲部、図１９
参照）の塔体幅等を決定する。また、過去の設計結果に
基づいて、根開き幅（塔体の最下部の塔体幅）を決定す
る。また、設計者の経験に基づいて、例えば、パネルの
斜材（腹材ともいう）の角度がほぼ４５度〜５０度にな
るように、ベンド部下方のパネルの数やパネルの高さ等
を決定する。以上により、送電用鉄塔（塔体）の基本形
状が決定される。なお、以下の説明では、パネルとは図
１９の送電用鉄塔を構成する丸で囲んだ部分Ｘ（図２
０）のことで、主柱材、斜材、補助部材等で構成されて
いる。次に、この基本形状を用いて、公的基準等を満足
する鉄塔設計評定プログラムにより各部材に働く応力度
を算出し、この基本形状の各部に設計仕様、公的基準等
に沿った部材を割り付けて、鉄塔設計案を得る（図２
２）。すなわち、基本形状の各部に部材を仮割り付けし
て鉄塔設計案を作成する（ステップＱ２）。次に、鉄塔
設計案の応力度解析等が基準条件を満足しているか否か
を判断する（ステップＱ３）。そして、基準条件を満足
していなければステップＱ２に戻り、基準条件を満足し
ていればその鉄塔設計案を出力する（ステップＱ４）。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】従来の骨組構造体の設
計方法は、人間が経験等に基づいてコスト面（例えば、
重量等）から最適と考えられる形状を定めているため、
コストの更に安い形状が存在する可能性がある。また、
試行錯誤にこの形状を求めようとすると、膨大な時間と
手間がかかる。例えば、従来の送電用鉄塔の設計方法を
用いた場合、送電用鉄塔の上部塔体部の形状は、送電電
圧等の制約条件により、設計者が異なってもほぼ同じ形
状となる。一方、送電用鉄塔の下部塔体部の形状は、設
計者が決定したパネル数やパネル高さ等によって定ま
る。このため、従来の送電用鉄塔の設計方法では、設計
者の鉄塔設計に対する経験値が重要となる。しかしなが
ら、経験値を持った設計者を育成するには時間がかか
る。また、設計者が自己の経験等に基づいて、斜材の角
度が４５度〜５０度になるようにパネル数（パネル分割
数）やパネル高さを決定しても、必ずしも最適な（例え
ば、使用する部材の総重量が最も軽い）送電用鉄塔の設
計結果が得られるとは限らない。更に、従来の送電用鉄
塔の設計方法を用いて送電用鉄塔を設計する場合には、
最適と考えられる塔体の基本形状が決定されるまでに長
時間を要する。人間が予め決めた形状に既製品の部材を
割り付ける場合、必ずしも無駄の無いように割り付ける
ことができない。これは、既製品部材の断面（性能）
が、不連続に設定されていることによる。本発明者ら
は、このような点に注目し、既製品の部材をいかに割り
付ければ無駄なく最も効果的に割り付けることができる
かについて鋭意研究を重ねた結果、与えられた入力値や
公的基準等の範囲内で形状を変化させれば、既製品であ
る部材を最も効率的に用いることができるようになり、
最適な（例えば、最も重量が軽いあるいは最もコストが
安い等）設計が可能であることを見出した。そこで、本
発明は、送電用鉄塔等の骨組構造体を設計する際に、誰
でも、容易に、短時間で、最適な（例えば、最も重量が
軽くあるいは最もコストが安い）骨組構造体を設計する
ことができる骨組構造体設計方法及び骨組構造体設計装
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】前記課題を解決するため
の本発明の第１発明は、請求項１に記載されたとおりの
骨組構造体設計方法である。請求項１に記載の骨組構造
体設計方法では、骨組構造体の形状に関する条件が入力
されると、自動的に、最適な骨組構造体が設計される。
このため、請求項１に記載の骨組構造体設計方法を用い
れば、誰でも、容易に、短時間で、鉄塔等の骨組構造体
を最適に（例えば、最も重量の軽いあるいは最もコスト
の安い）設計することができる。また、本発明の第２発
明は、請求項２に記載されたとおりの骨組構造体設計方
法である。請求項２に記載の骨組構造体設計方法では、
それまでに作成した、例えば前回に作成した複数の骨組
構造体の形状の中から任意に選択した所定数の骨組構造
体の部分を組み合わせて新しい骨組構造体の形状を作成
する。これにより、簡単な処理で最適な骨組構造体を設
計することができる。また、本発明の第３発明は、請求
項３に記載されたとおりの骨組構造体設計方法である。
請求項３に記載の骨組構造体設計方法では、評価の高い
骨組構造体設計結果に対応する骨組構造体の形状の選択
確率が高く設定されている。これにより、短時間で最適
な骨組構造体を設計することができる。また、本発明の
第４発明〜第１３発明は、請求項４〜請求項１３に記載
されたとおりの骨組構造体設計方法である。請求項４に
記載された骨組構造体設計方法を用いれば、塔体部の上
部塔体幅、下部塔体幅、各パネルのパネル高さを入力す
るだけで、骨組構造体である塔体部を最適に設計するこ
とができる。また、請求項５に記載の骨組構造体設計方
法を用いれば、塔体部の上部塔体幅、下部塔体幅、パネ
ル数、各パネルのパネル高さを入力するだけで、骨組構
造体である塔体部を最適に設計することができる。ま
た、請求項６に記載の骨組構造体設計方法を用いれば、
塔体部の上部塔体幅、下部塔体幅、塔体部の高さを入力
するだけで、骨組構造体である塔体部を最適に設計する
ことができる。また、請求項７に記載の骨組構造体設計
方法を用いれば、塔体部の上部または下部塔体幅、主柱
材の転び角度、主柱材の長さまたは塔体部の高さを入力
するだけで、骨組構造体である塔体部を最適に設計する
ことができる。また、請求項８に記載の骨組構造体設計
方法を用いれば、塔体部の上部または下部塔体幅、パネ
ル数、各パネルの斜材の長さと角度を入力するだけで、
骨組構造体である塔体部を最適に設計することができ
る。また、請求項９に記載の骨組構造体設計方法を用い
れば、上部塔体部の上部塔体幅、下部塔体部の下部塔体
幅、ベンド部の塔体幅、上部及び下部塔体部の各パネル
のパネル高さを入力するだけで、骨組構造体である塔体
部を最適に設計することができる。また、請求項１０に
記載の骨組構造体設計方法を用いれば、上部塔体部の上
部塔体幅、下部塔体部の下部塔体幅、ベンド部の塔体
幅、上部及び下部塔体部のパネル数、各パネルのパネル
高さを入力するだけで、骨組構造体である塔体部を最適
に設計することができる。また、請求項１１に記載の骨
組構造体設計方法を用いれば、上部塔体部の上部塔体
幅、下部塔体部の下部塔体幅、下部塔体部の高さ、ベン
ド部の塔体幅、送電電圧または上部塔体部の各パネルの
パネル高さを入力するだけで、骨組構造体である塔体部
を最適に設計することができる。また、請求項１２に記
載の骨組構造体設計方法を用いれば、上部塔体部の上部
塔体幅、下部塔体部の下部塔体幅及びベンド部の塔体幅
のうちの少なくとも１つ、上部及び下部塔体部の主柱材
の転び角度、上部及び下部塔体部の主柱材の長さまたは
上部及び下部塔体部の高さ、送電電圧または上部塔体部
の各パネルのパネル高さを入力するだけで、骨組構造体
である塔体部を最適に設計することができる。また、請
求項１３に記載の骨組構造体設計方法を用いれば、上部
塔体部の上部塔体幅、下部塔体部の下部塔体幅及びベン
ド部の塔体幅のうちの少なくとも１つ、上部及び下部塔
体部の各パネルの斜材の長さと角度、上部塔体部及び下
部塔体部のパネル数を入力するだけで、骨組構造体であ
る塔体部を最適に設計することができる。また、本発明
の第１４発明は、請求項１４に記載されたとおりの骨組
構造体設計装置である。請求項１４に記載の骨組構造体
設計装置では、処理手段は、入力手段から入力された骨
組構造体に関する入力条件に基づいて、請求項１〜１３
に記載の方法で骨組構造体を設計する。これにより、誰
でも、容易に、短時間で、最適な骨組構造体を設計する
ことができる。また、本発明の第１５発明は、請求項１
５に記載されたとおりの骨組構造体である。請求項１５
に記載の骨組構造体では、請求項１〜１３に記載の骨組
構造体設計方法を用いて作成した骨組構造体設計結果に
より製作する。これにより、最適な骨組構造体を製作す
ることができる。

【０００５】

【発明の実施の形態】以下に本発明の実施の形態を説明
する。なお、以下の実施の形態では、骨組構造体として
送電用鉄塔を設計する場合について説明する。まず、送
電用鉄塔の構造の１例を図１９及び図２０を用いて説明
する。なお、図２０は、図１９の丸で囲んだ部分Ｘ（パ
ネル）を示した図である。図１９に示す送電用鉄塔は、
上部塔体部と、下部塔体部により構成されている。上部
塔体部と下部塔体部の接合部は、ベンド部と呼ばれてい
る。Ｈは、塔体（送電用鉄塔）の高さを示している。下
部塔体部は、下部主柱材と、下部主柱材間に設けられた
斜材とを有している。斜材は、主柱材の節点間に設けら
れている。図１９に示す送電用鉄塔は、平面断面が四角
形を有しており、下部塔体部の下部主柱材は４本設けら
れている。下部塔体部は、パネルにより構成されてい
る。パネルは、図２０に示しているように、パネルの主
柱材、斜材、補助材等を有している。ここで、ａｉは、
ｉ番目のパネルの上部塔体幅、ｂｉは、ｉ番目のパネル
の下部塔体幅、ｈｉは、ｉ番目のパネルの高さ、ｌｉ
は、ｉ番目のパネルの主柱材の長さ、ｓｉは、ｉ番目の
パネルの斜材の長さ、αｉは、ｉ番目のパネルの斜材と
水平軸とのなす角度、θｉは、ｉ番目のパネルの主柱材
と垂直軸とのなす角度（主柱材の転び角度）を示してい
る。また、Ｂは、下部塔体部の下部塔体幅（図１９で
は、塔体の最下部塔体幅であり、「根開き幅」ともい
う）、Ｃは、下部塔体部の上部塔体幅（ベンド部の塔体
幅）、Ｈ２は、下部塔体部の高さ、Ｌ２は、下部塔体部
の主柱材の長さ、θ２は、下部塔体部の下部主柱材と垂
直軸とのなす角度（下部主柱材の転び角度）、Ｐ２は、
下部塔体部を構成するパネル数（パネル分割数）を示し
ている。上部塔体部は、上部主柱材と、上部主柱材間に
設けられた斜材と、腕金を有している。図１９に示す上
部塔体部は、下部塔体部と同様に、平面断面が四角形を
有しており、上部塔体部の上部主柱材は４本設けられて
いる。腕金には、架渉線（送電線）が支持される。上部
塔体部は、下部塔体部と同様に、パネルにより構成され
ている。ここで、Ａは、上部塔体部の上部塔体幅（図１
９では、塔体の最上部塔体幅）、Ｃは、上部塔体部の下
部塔体幅（ベンド部の塔体幅）、Ｈ１は、上部塔体部の
高さ、Ｌ１は、上部塔体部の主柱材の長さ、θ１は、上
部塔体部の上部主柱材と垂直軸とのなす角度（上部主柱
材の転び角度）、Ｐ１は、上部塔体部のパネル数（分割
パネル数）、Ｄｉ（Ｄ１〜Ｄ３）は、垂直線間距離（例
えば、腕金間の距離）を示している。なお、図１９には
上部塔体部と下部塔体部の２つの塔体部により構成され
る塔体（送電用鉄塔）を示したが、１つあるいは３つ以
上の塔体部により塔体を構成することもできる。例え
ば、３つの塔体部により塔体を構成する場合には、第１
塔体部、第２塔体部、第３塔体部により塔体を構成す
る。この場合には、第１塔体部と第２塔体部との接合部
が第１ベンド部、第２塔体部と第３塔体部との接合部が
第２ベンド部となる。また、上部塔体部と下部塔体部の
間にベンド部が設けられた塔体を示したが、塔体部間に
ベンド部が設けられていない構造の塔体もある。また、
塔体部を構成する主柱材の本数は、４本に限定されず、
１本を含む種々の本数が可能である。

【０００６】次に、本発明の骨組構造体設計装置の一実
施の形態の概略構成を図１に示す。本実施の形態の骨組
構造体設計装置は、コンピュータにより構成される処理
手段（ＣＰＵ）１０、骨組構造体の形状作成プログラム
や骨組構造体設計プログラム等が記憶される記憶手段
（ＲＯＭ、ＲＡＭ等）１１、骨組構造体の形状を作成す
るのに必要な条件等を入力する入力手段（キーボード、
タッチ式入力手段等）１２、骨組構造体の形状や設計内
容等を表示する表示手段１３、骨組構造体の形状や設計
内容を出力する出力手段（プリンタ等）１４等により構
成されている。処理手段１０、記憶手段１１、入力手段
１２、表示手段１３、出力手段１４は、通信線（ＢＵＳ
等）１５により接続されている。表示手段１３は、出力
手段の概念に含まれる。なお、骨組構造体設計装置は、
図１に示した構成以外にも、種々の構成が可能である。
例えば、コンピュータにより構成される管理装置と、イ
ンターネット等の通信回線を介して管理装置に接続可能
な１台あるいは複数台の端末装置により構成することも
できる。この場合には、例えば、記憶手段は、管理装置
がアクセス可能に配置する。また、端末装置に、入力手
段、表示手段、出力手段等を設ける。この場合の動作
は、図１に示したものと基本的に同じであるが、管理装
置から離れている場所でも、端末装置を管理装置と接続
することによって、最適な骨組構造体の設計情報等を容
易に、短時間で得ることができる。

【０００７】次に、図１に示す骨組構造体設計装置を用
いて送電用鉄塔を設計する方法の一実施の形態を説明す
る。本実施の形態では、遺伝子による生物進化の原理
（遺伝的アルゴリズム）を用いて骨組構造体の設計を行
う。遺伝的アルゴリズム（Genetic Algorithm，ＧＡ）
は、１９７０年代にHoolland によって考え出されたも
のである。遺伝的アルゴリズムは、ダーウィンが提唱し
た生物の適者生存の過程を数学的なモデルとして組み込
んでいる。この遺伝的アルゴリズムを用いることによっ
て、最適解を効率よく探索することができる。遺伝的ア
ルゴリズムの処理手順を、図２に示すフローチャートを
用いて説明する。まず、所定数（人口サイズ）分の個体
を作成し、データ化（例えば、２進法による数列化＝染
色体）する（ステップＰ１）。次に、各個体を評価する
（ステップＰ２）。次に、評価結果に基づいて繁殖・淘
汰を行う（ステップＰ３）。このステップＰ３では、各
個体の中から親世代となり得る候補を選ぶ。この時、後
述するルーレット戦略方式やエリート戦略方式を用いる
ことができる。次に、淘汰された個体の中から親世代を
選択し、交叉操作を行って子世代を作成する（ステップ
Ｐ４）。次に、交叉操作の後、子世代の中のいくつかに
突然変異操作（染色体の一部を変化させる）を行う（ス
テップＰ５）。次に、各個体を評価する（ステップＰ
６）。次に、処理を終了させる条件が満たされているか
否かを判断する（ステップＰ７）。例えば、世代数が所
定値に達したか否かを判断する。終了条件が満たされて
いない場合には、ステップＰ３に戻り、子世代を新しい
親世代として繁殖・淘汰操作、交叉操作、突然変異操作
を行う。終了条件が満たされている場合には、処理を終
了する。

【０００８】遺伝的アルゴリズムを用いて骨組構造体の
設計を行う骨組構造体設計方法の一実施の形態では、以
下の手順で骨組構造体を設計する。 (1)骨組構造体の形状を決定するための条件を入力し、
入力された条件に基づいて複数（例えば、２００個）の
骨組構造体の形状を作成する。 (2)作成した複数の骨組構造体の形状の各部に、各部の
応力度等が公的基準等を満足するように、設計仕様や規
定にしたがって部材やボルト等を割り付け、複数の骨組
構造体の形状に対応する骨組構造体設計結果を作成す
る。 (3)複数の骨組構造体設計結果について評価を行う（例
えば、使用する部材の総重量を軽いものから順序付けす
る）。 (4)(3)の評価に基づいて、それまでに作成された（例え
ば、前回作成された）骨組構造体の形状の中から所定数
（例えば、２個）を選択する。そして、選択した所定数
の骨組構造体の形状の部分を抽出し、抽出した部分を組
み合わせて（選択した骨組構造体の形状のそれぞれの遺
伝子を組み合わせて）骨組構造体の形状を作成する。こ
の骨組構造体の形状を、同様の方法で複数（例えば、２
００個）作成する。 (5)作成した複数の骨組構造体の形状に対して、前記
(2)、(3)と同様の方法で骨組構造体設計結果を作成し、
評価を行う。 (6)複数の骨組構造体の形状の作成、その骨組構造体の
形状に基づいた骨組構造体設計結果の作成、その評価を
終了条件が満足されるまで（例えば、予め定められた設
定回数行った場合、前回の骨組構造体設計結果の中で評
価が最も高いものの評価値と今回の骨組構造体設計結果
の中で最も評価の高いものの評価値の差が所定値以下に
なった場合等）実行する。 (7)骨組構造体設計結果の中から設定数の骨組構造体設
計結果を選択する（例えば、最も評価が高いものを１つ
選択する）。

【０００９】次に、本実施の形態の動作を、図３に示す
フローチャート図に基づいて説明する。なお、前記した
ように、送電用鉄塔の上部塔体部の形状は、送電電圧等
によって概略定まる。このため、上部塔体部及び下部塔
体部からなる塔体を設計する場合には、下部塔体部のみ
を本発明を用いて設計してもよい。勿論、上部塔体部及
び下部塔体部からなる塔体全体を設計してもよい。さら
に、複数の塔体部からなる構造体（塔体）設計する必要
がある場合もある。したがって、特許請求の範囲の骨組
構造体は、塔体部単体や複数の塔体部からなる塔体等を
含む。また、本明細書中の「送電用鉄塔」という用語
は、複数の塔体部からなる塔体だけでなく塔体部単体も
含まれる。まず、ステップＳ１では、設計者は、入力手
段１２等を用いて、骨組構造体である送電用鉄塔の形状
に関する（例えば、送電用鉄塔の形状を特定するために
必要な）条件を入力する。ステップＳ２では、処理手段
１０は、入力された条件に基づいて、送電用鉄塔の形状
を複数（例えば、２００個）作成する。次に、ステップ
Ｓ３では、処理手段１０は、作成した送電用鉄塔の形状
の各部に、設計仕様や規定に沿った部材を任意に割り付
けて送電用鉄塔設計案を作成する。そして、処理手段１
０は、ステップＳ４で、送電用鉄塔設計案の各部の応力
度解析等を行い、ステップＳ５で、送電用鉄塔設計案の
応力度解析等が基準条件を満足しているか否かを判断す
る。基準条件を満足していなければ、ステップＳ３に戻
り、その送電用鉄塔の形状に対する部材の割り付けを再
度行う。送電用鉄塔設計案が基準条件を満足していれ
ば、送電用鉄塔設計案を送電用鉄塔設計結果とする。こ
れにより、送電用鉄塔設計では、割り付けた各部材に働
く応力度、各ボルトに働く応力度等が基準条件（電気設
備技術基準、送電用支持物設計標準等）を満足するよう
に、部材サイズや補助部材の配置の選択、ボルトサイ
ズ、ボルトの本数等が決定されている。処理手段１０
は、ステップＳ３〜Ｓ４の処理を、ステップＳ２で作成
した複数の送電用鉄塔の形状それぞれについて行う。こ
れにより、複数（例えば、２００個）の送電用鉄塔設計
結果が得られる。なお、ステップＳ３〜Ｓ５の処理は、
鉄塔設計評定プログラムにより行われる。

【００１０】次に、ステップＳ６では、処理手段１０
は、ステップＳ３〜Ｓ５で作成された複数の送電用鉄塔
設計結果を評価する（例えば、重量が軽いものから順に
ランク付けする）。次に、ステップＳ７では、処理手段
１０は、送電用鉄塔設計結果の作成処理を終了する終了
条件が満足されているか否か（例えば、世代数ｎが設定
値以上であるか否か）を判断する。終了条件を満足して
いなければステップＳ８に進み、終了条件を満足してい
ればステップＳ９に進む。ステップＳ８では、処理手段
１０は、それまでに作成された（例えば、前回作成され
た）複数の送電用鉄塔の形状の中から所定数（例えば、
２個）を選択する。そして、選択した所定数の送電用鉄
塔の形状（ｎ世代の送電用鉄塔の形状）の部分を抽出
し、抽出した部分を組み合わせて送電用鉄塔の形状（第
（ｎ＋１）世代の送電用鉄塔の形状）を再作成する。同
様の方法で、新しい送電用鉄塔の形状を複数（例えば、
２００個）作成する。処理手段１０は、ステップＳ８で
再作成された複数の送電用鉄塔の形状について、ステッ
プＳ３〜Ｓ６の処理を実行する。次に、ステップＳ９で
は、処理手段１０は、作成された送電用鉄塔設計結果の
中から、最も評価の高い送電用鉄塔設計結果を選択す
る。必要であれば、送電用鉄塔設計情報（例えば、最も
評価の高い送電用鉄塔設計結果に対応する送電用鉄塔の
形状を示す形状情報、その送電用鉄塔の形状の各部に割
り付けた部材を示す部材情報等を含む）を表示手段に表
示したり、プリンタ等の出力手段から出力する。なお、
最も評価が高い（評価値が高い）送電用鉄塔設計結果を
選択する方法としては、例えば、最も評価が高かった送
電用鉄塔設計結果を評価値とともに記憶しておき、今回
最も評価が高かった送電用鉄塔設計結果の評価値が、記
憶されている送電用鉄塔設計結果の評価値より高い場合
に、今回の送電用鉄塔設計結果と評価値を記憶する方法
を用いることができる。

【００１１】次に、図３に示すフローチャート図のステ
ップＳ１で入力する条件の例を、図４〜図１１を用いて
具体的に説明する。ここで、図４〜図７は、骨組構造体
として、送電用鉄塔の塔体部あるいは塔体部の下部塔体
部を本発明により設計する場合に入力する条件の例であ
る。また、図８〜図１１は、複数の塔体部により構成さ
れる塔体（例えば、送電用鉄塔の塔体全体）を設計する
場合に入力する条件の例である。なお、図４〜図１１に
おいて、各記号の添字は「１」、「２」は塔体部を識別
するために付したものである。例えば、「ｈｉ」はｉ番
目のパネルのパネル高さを示すが、「ｈ１ｉ」は「上部
塔体部のｉ番目のパネルのパネル高さ」を示し、「ｈ２
ｉ」は「下部塔体部のｉ番目のパネルのパネル高さ」を
示す。図４は、塔体部の下部塔体幅（下部塔体部の場合
は、最下部塔体幅あるいは根開き幅）Ｂ、上部塔体幅
（ベンド部の塔体幅）Ｃ、各パネルのパネル高さｈｉ
（ｈ２ｉ）を入力する例である。この場合、処理手段１
０は、入力された条件に基づいて、下部塔体幅Ｂ、上部
塔体幅Ｃ、パネル数Ｐ（Ｐ２）、各パネルのパネル高さ
ｈｉ（ｈ２ｉ）を決定して塔体部の基本形状を作成す
る。パネル数Ｐ（Ｐ２）は、例えば、パネル高さｈｉ
（ｈ２ｉ）の入力数から求めることができる。処理手段
１０は、例えば、入力された条件に対応する塔体部の基
本形状の各パネルのパネル高さｈｉ（ｈ２ｉ）の変更、
下部塔体幅Ｂの変更、上部塔体幅Ｃの変更、パネル数Ｐ
（Ｐ２）の選択等によって種々の塔体部の形状を作成す
る。なお、図４に示す例では、パネル数Ｐ（Ｐ２）を入
力することもできる。以下の図５〜図７の説明は、塔体
部の下部塔体部の設計例を説明するが、塔体部が１つの
場合の設計においても同様である。図５は、下部塔体部
の下部塔体幅Ｂ、上部塔体幅Ｃ、高さＨ２を入力する例
である。この場合、処理手段１０は、入力された条件に
基づいて、下部塔体幅Ｂ、上部塔体幅Ｃ、パネル数Ｐ
２、各パネルのパネル高さｈ２ｉを決定して下部塔体部
の基本形状を作成する。パネル数Ｐ２、各パネルのパネ
ル高さｈ２ｉは、例えば、下部塔体部の高さＨ２に基づ
いて、任意に設定することができる。処理手段１０は、
例えば、入力された条件に対応する下部塔体部の基本形
状の下部塔体部の高さＨ２の変更、下部塔体幅Ｂの変
更、上部塔体幅Ｃの変更、パネル数Ｐ２の選択、各パネ
ルのパネル高さｈ２ｉの選択等によって種々の下部塔体
部の形状を作成する。図６は、下部塔体部の下部塔体幅
Ｂ、主柱材の長さＬ２、主柱材の転び角度θ２を入力す
る例である。この場合、処理手段１０は、入力された条
件に基づいて、下部塔体幅Ｂ、上部塔体幅Ｃ、パネル数
Ｐ２、各パネルのパネル高さｈ２ｉを決定して下部塔体
部の基本形状を作成する。例えば、下部塔体部の高さＨ
２及び上部塔体幅Ｃは、下部塔体幅Ｂ、主柱材の長さＬ
２及び転び角度θ２によって求めることができる。そし
て、パネル数Ｐ２、各パネルのパネル高さｈ２ｉは、下
部塔体部の高さＨ２に基づいて、任意に設定することが
できる。処理手段は、例えば、入力された条件に対応す
る下部塔体部の基本形状の主柱材の長さＬ２の変更、主
柱材の転び角度θ２の変更、下部塔体幅Ｂの変更、パネ
ル数Ｐ２の選択、各パネルのパネル高さｈ２ｉの選択等
によって種々の下部塔体部の形状を作成する。なお、図
６に示す例では、下部塔体幅Ｂに代えて上部塔体幅（ベ
ンド部の塔体幅）Ｃを入力したり、主柱材の長さＬ２に
代えて下部塔体部の高さＨ２を入力することもできる。
図７は、下部塔体部の下部塔体幅Ｂ、各パネルの斜材の
長さｓ２ｉ、各パネルの斜材の角度α２ｉを入力する例
である。この場合、処理手段１０は、入力された条件に
基づいて、下部塔体幅Ｂ、上部塔体幅Ｃ、パネル数Ｐ
２、各パネルのパネル高さｈ２ｉを決定して下部塔体部
の基本形状を作成する。例えば、パネル数Ｐ２は、各パ
ネルの斜材の長さｓ２ｉの入力数から求めることができ
る。また、各パネルのパネル高さｈ２ｉ、上部塔体幅Ｃ
は、下部塔体幅Ｂ、各パネルの斜材の長さｓ２ｉ及び角
度α２ｉによって求めることができる。処理手段１０
は、例えば、入力された条件に対応する下部塔体部の基
本形状の各パネルの斜材の長さｓ２ｉの変更、各パネル
の斜材の角度α２ｉの変更、下部塔体幅Ｂの変更、パネ
ル数Ｐ２の選択、各パネルのパネル高さｈ２ｉの選択等
によって種々の下部塔体部の形状を作成する。なお、図
７に示す例では、下部塔体幅Ｂに代えて上部塔体幅Ｃを
入力することもできる。なお、図７に示す例では、パネ
ル数Ｐ２を入力することもできる。

【００１２】図８〜図１１は、複数の塔体部により構成
される塔体のうち、上部塔体部と下部塔体部からなる塔
体の形状を作成するための条件を入力する例である。図
８では、上部塔体部の上部塔体幅（上部塔体部と下部塔
体部により塔体全体が構成される場合には最上部塔体
幅）Ａ、下部塔体部の下部塔体幅（上部塔体部と下部塔
体部により塔体全体が構成される場合には最下部塔体
幅）Ｂ、上部塔体部の下部塔体幅あるいは下部塔体部の
上部塔体幅（ベンド部の塔体幅）Ｃ、各パネルのパネル
高さｈ１ｉ、ｈ２ｉを入力する例である。この場合、処
理手段１０は、入力された条件に基づいて、上部塔体幅
Ａ、下部塔体幅Ｂ、ベンド部の塔体幅Ｃ、上部塔体部及
び下部塔体部のパネル数Ｐ１及びＰ２、上部塔体部及び
下部塔体部の各パネルのパネル高さｈ１ｉ及びｈ２ｉを
決定して塔体部の基本形状を作成する。上部塔体部及び
下部塔体部のパネル数Ｐ１及びＰ２は、例えば、上部塔
体部及び下部塔体部の各パネルのパネル高さｈ１ｉ及び
ｈ２ｉの入力数から求めることができる。処理手段１０
は、例えば、入力された条件に対応する塔体の基本形状
の各パネルのパネル高さｈ１ｉ、ｈ２ｉの変更、上部塔
体幅Ａの変更、下部塔体幅Ｂの変更、ベンド部の塔体幅
Ｃの変更、上部塔体部のパネル数Ｐ１及び下部塔体部の
パネル数Ｐ２の選択等によって種々の塔体の形状を作成
する。なお、図８に示す例では、上部塔体部及び下部塔
体部のパネル数Ｐ１及びＰ２を入力することもできる。
図９は、上部塔体部の上部塔体幅Ａ、下部塔体部の下部
塔体幅Ｂ、上部塔体部の下部塔体幅あるいは下部塔体部
の上部塔体幅（ベンド部の塔体幅）Ｃ、下部塔体部の高
さＨ２、送電電圧を入力する例である。この場合、処理
手段１０は、入力された条件に基づいて、上部塔体幅
Ａ、下部塔体幅Ｂ、ベンド部の塔体幅Ｃ、上部塔体部及
び下部塔体部のパネル数Ｐ１及びＰ２、上部塔体部及び
下部塔体部の各パネルのパネル高さｈ１ｉ及びｈ２ｉを
決定して塔体部の基本形状を作成する。上部塔体部のパ
ネル数Ｐ１及び各パネルのパネル高さｈ１ｉは、例え
ば、送電電圧によって決定される。また、下部塔体部の
パネル数Ｐ２及び各パネルのパネル高さｈ２ｉは下部塔
体部の高さＨ２に基づいて、任意に設定することができ
る。処理手段１０は、例えば、入力された条件に対応す
る塔体の基本形状の下部塔体部の高さＨ２の変更、上部
塔体幅Ａの変更、下部塔体幅Ｂの変更、ベンド部の塔体
幅Ｃの変更、上部塔体部及び下部塔体部のパネル数Ｐ１
及びＰ２の選択、上部塔体部及び下部塔体部の各パネル
のパネル高さｈ１ｉ、ｈ２ｉの選択等によって種々の塔
体の形状を作成する。なお、図９に示す例では、送電電
圧に代えて上部塔体部のパネル数Ｐ１及び上部塔体部の
各パネルのパネル高さｈ１ｉを入力することもできる。
すなわち、上部塔体部の上部塔体幅Ａ、下部塔体部の下
部塔体幅Ｂ、上部塔体部の下部塔体幅あるいは下部塔体
部の上部塔体幅（ベンド部の塔体幅）Ｃ、下部塔体部の
高さＨ２、上部塔体部のパネル数Ｐ１、上部塔体部の各
パネルのパネル高さｈ１ｉを入力する。この場合、処理
手段１０は、例えば、入力された条件に対応する塔体の
基本形状の下部塔体部の高さＨ２の変更、上部塔体幅Ａ
の変更、下部塔体幅Ｂの変更、ベンド部の塔体幅Ｃの変
更、上部塔体部のパネル数Ｐ１の変更、上部塔体部の各
パネルのパネル高さｈ１ｉの変更、下部塔体部のパネル
数Ｐ２の選択、下部塔体部の各パネルのパネル高さｈ２
ｉの選択等によって種々の塔体の形状を作成する。図１
０は、上部塔体部の上部主柱材の転び角度θ１、上部主
柱材の長さＬ１、下部塔体部の下部塔体幅Ｂ、下部塔体
部の下部主柱材の転び角度θ２、下部主柱材の長さＬ
２、送電電圧を入力する例である。この場合、処理手段
１０は、入力された条件に基づいて、上部塔体幅Ａ、下
部塔体幅Ｂ、ベンド部の塔体幅Ｃ、上部塔体部及び下部
塔体部のパネル数Ｐ１及びＰ２、上部塔体部及び下部塔
体部の各パネルのパネル高さｈ１ｉ及びｈ２ｉを決定し
て塔体部の基本形状を作成する。例えば、上部塔体部及
び下部塔体部の高さＨ１及びＨ２、上部塔体部の上部塔
体幅Ａ、ベンド部の塔体幅Ｃは、下部塔体幅Ｂ、上部塔
体部の上部主柱材及び下部塔体部の下部主柱材の長さＬ
１及びＬ２、転び角度θ１及びθ２によって求めること
ができる。そして、上部塔体部及び下部塔体部のパネル
数Ｐ１及びＰ２、上部塔体部及び下部塔体部の各パネル
のパネル高さｈ１ｉ及びｈ２ｉは、上部塔体部及び下部
塔体部の高さＨ１及びＨ２に基づいて、任意に設定する
ことができる。処理手段は、例えば、入力された条件に
対応する塔体の基本形状の上部塔体部の上部主柱材の長
さＬ１の変更、上部塔体部の上部主柱材の転び角度θ１
の変更、下部塔体部の下部主柱材の長さＬ２の変更、下
部塔体部の下部主柱材の転び角度θ２の変更、下部塔体
部の下部塔体幅Ｂの変更、上部塔体部及び下部塔体部の
パネル数Ｐ１及びＰ２の選択、上部塔体部及び下部塔体
部の各パネルのパネル高さｈ１ｉ、ｈ２ｉの選択等によ
って種々の塔体の形状を作成する。なお、図１０に示し
た例では、下部塔体部の塔体幅Ｂに代えて上部塔体部の
上部塔体幅Ａあるいはベンド部の塔体幅Ｃを入力した
り、上部主柱材の長さＬ１に代えて上部塔体部の高さＨ
１を入力したり、下部主柱材の長さＬ２に代えて下部塔
体部の高さＨ２を入力したり、送電電圧に代えて上部塔
体部のパネル数Ｐ１及び上部塔体部の各パネルのパネル
高さｈ１ｉを入力することもできる。例えば、上部塔体
部の上部主柱材の転び角度θ１、上部主柱材の長さＬ
１、下部塔体部の下部塔体幅Ｂ、下部塔体部の下部主柱
材の転び角度θ２、下部主柱材の長さＬ２、上部塔体部
のパネル数Ｐ１、上部塔体部の各パネルのパネル高さｈ
１ｉを入力する。この場合、処理手段１０は、例えば、
入力された条件に対応する塔体の基本形状の上部塔体部
の上部主柱材の長さＬ１の変更、上部塔体部の上部主柱
材の転び角度θ１の変更、下部塔体部の下部主柱材の長
さＬ２の変更、下部塔体部の下部主柱材の転び角度θ２
の変更、下部塔体部の下部塔体幅Ｂの変更、上部塔体部
のパネル数Ｐ１の変更、上部塔体部の各パネルのパネル
高さｈ１ｉの変更、下部塔体部のパネル数Ｐ２の選択、
下部塔体部の各パネルのパネル高さｈ２ｉの選択等によ
って種々の塔体の形状を作成する。図１１は、上部塔体
部の各パネルの斜材の長さｓ１ｉ、各パネルの斜材の角
度α１ｉ、下部塔体部の下部塔体幅Ｂ、下部塔体部の各
パネルの斜材の長さｓ２ｉ、各パネルの斜材の角度α２
ｉを入力する例である。この場合、処理手段１０は、入
力された条件に基づいて、上部塔体幅Ａ、下部塔体幅
Ｂ、ベンド部の塔体幅Ｃ、上部塔体部及び下部塔体部の
パネル数Ｐ１及びＰ２、上部塔体部及び下部塔体部の各
パネルのパネル高さｈ１ｉ及びｈ２ｉを決定して塔体部
の基本形状を作成する。上部塔体部及び下部塔体部のパ
ネル数Ｐ１及びＰ２は、例えば、上部塔体部及び下部塔
体部の斜材の長さｓ１ｉ及びｓ２ｉの入力数から求める
ことができる。また、上部塔体部及び下部塔体部の各パ
ネルのパネル高さｈ１ｉ及びｈ２ｉ、上部塔体部の上部
塔体幅Ａ、ベンド部の塔体幅Ｃは、下部塔体部の下部塔
体幅Ｂ、上部塔体部及び下部塔体部の各パネルの斜材の
長さｓ１ｉ及びｓ２ｉ、角度α１ｉ及びα２ｉによって
求めることができる。処理手段１０は、例えば、入力さ
れた条件に対応する塔体の基本形状の上部塔体部の各パ
ネルの斜材の長さｓ１ｉの変更、上部塔体部の各パネル
の斜材の角度α１ｉの変更、下部塔体部の下部塔体幅Ｂ
の変更、下部塔体部の各パネルの斜材の長さｓ２ｉの変
更、下部塔体部の各パネルの斜材の角度α２ｉの変更、
上部塔体部及び下部塔体部のパネル数Ｐ１及びＰ２の選
択、上部塔体部の各パネルのパネル高さｈ１ｉの選択、
下部塔体部の各パネルのパネル高さｈ２ｉの選択等によ
って種々の塔体の形状を作成する。なお、図１１に示す
例では、上部塔体部及び下部塔体部のパネル数Ｐ１及び
Ｐ２を入力することもできる。また、図１１に示す例で
は、下部塔体部の下部塔体幅Ｂに代えて上部塔体部の上
部塔体幅Ａあるいはベンド部の塔体幅Ｃを入力すること
もできる。

【００１３】塔体部あるいは塔体の基本形状に関する条
件の内容、また、塔体部や塔体の基本形状から種々の塔
体部あるいは塔体の形状を作成する方法等は、前記した
例に限定されず、塔体部あるいは塔体の基本形状を作成
することができれば種々の方法を用いることができる。
さらに、骨組構造体の種類に応じても適宜変更可能であ
る。また、例えば、複数の塔体部によって塔体を構成す
る場合、各塔体部に対する入力方法は異なっていてもよ
い。その際、前記した入力方法を組合せることもでき
る。

【００１４】次に、図３に示したフローチャート図のス
テップＳ２で送電用鉄塔（塔体部あるいは塔体）の形状
を作成する処理を説明する。いま、送電用鉄塔を設計す
る際に最適化したい項目及び設定範囲が図１２に示すよ
うに設定されているものとする。図１２には、送電用鉄
塔を設計する際に最適化したい項目が、パネル数（パネ
ル分割数）Ｐ、パネル間の節点の位置（基準点からの移
動量）、上部塔体幅Ａ、下部塔体幅Ｂであることを示し
ている。なお、ここではパネル間の節点の位置情報を与
えているが、最終的にはパネル高さ情報となる（詳細に
ついては後述する）。また、設定範囲が、パネル数Ｐに
関しては「２個」〜「４個」の範囲、節点の移動量に関
しては「＋１．０ｍ」〜「−１．０ｍ」の範囲、上部塔
体幅Ａは「５．２ｍ」で固定、下部塔体幅Ｂは「１８．
６ｍ」で固定に設定されていることを示している。な
お、節点の位置は、図１２に示すように、パネル数等に
より定まる基本形状の位置が移動量「０．０ｍ」の位置
[１１]であり、移動量がマイナスになると、位置１１か
ら移動量が「−０．２ｍ」である位置１３の方向に移動
し、移動量がプラスになると、位置１１から移動量が
「＋０．２ｍ」である位置９の方向に移動する。パネル
間の節点の位置情報がパネル高さ情報に変換される例を
図１４により説明する。例えば、基本形状において、パ
ネル１のパネル高さとして「４．０ｍ」、パネル２のパ
ネル高さとして「６．０ｍ」が与えられたとする。これ
に対して、節点１の位置情報として「−１．０ｍ」が与
えられた時、パネル１のパネル高さは「４．０ｍ＋１．
０ｍ」、パネル２のパネル高さは「６．０ｍ−１．０
ｍ」と定められる。

【００１５】この状態で、入力手段１２によりパネル数
Ｐとして［３］が入力されると、処理手段１０は、パネ
ル数が「４個」、上部塔体幅が「５．２ｍ」、下部塔体
幅が「１８．６ｍ」である塔体部の基本形状を認識す
る。これを図１３（１）に示す。図１３（１）では、送
電用鉄塔の基本形状は、パネル数が［３］（４個）、節
点１（第１パネルと第２パネル間の節点）の移動量が
［１１］（移動量０．０ｍ）、節点２（第２パネルと第
３パネル間の節点）の移動量が［１１］（移動量０．０
ｍ）、節点３（第３パネルと第４パネル間の節点）の移
動量が［１１］（移動量０．０ｍ）、上部塔体幅Ａが
［１］（５．２ｍ）、下部塔体幅Ｂが［１］（１８．６
ｍ）であることを示している。この基本形状に基づいて
複数の送電用鉄塔の形状を作成する場合には、例えば、
パネル数や節点の位置を変更する。送電用鉄塔の形状の
作成に当っては、パネル数を変更するか否か、変更する
場合には変更後のパネル数は何個か、節点の位置を変更
するか否か、変更する場合には変更後の節点の位置（移
動量）をランダムに設定する。ここで、処理手段１０
は、パネル数はそのままで、節点１を「−１．０ｍ」、
節点３を「−１．０ｍ」移動させると決定した場合、送
電用鉄塔の形状は図１３（２）に示すように変更され
る。図１３（２）では、節点１の移動量が［２１］（−
１．０ｍ）、節点３の移動量が［２１］（−１．０ｍ）
に変更されている。なお、図１２に示す例では上部塔体
幅と下部塔体幅を固定に設定したが、上部塔体幅や下部
塔体幅を可変に設定することもできる。

【００１６】上記の動作を、図１４に具体的に示す。図
１４において、基本形状では、節点１、節点２、節点３
は、パネル数Ｐ等によって定まる位置（移動量「±０．
０ｍ」の位置）にある。一方、変更後は、節点１及び節
点３は、移動量「±０．０ｍ」の位置（実線で示す位
置）から移動量「−１．０ｍ」の位置（点線で示す位
置）に移動する。以上のような処理を繰り返すことによ
って、入力された条件に対応する送電用鉄塔の形状を複
数作成することができる。

【００１７】次に、図３に示す鉄塔設計評定プログラム
によって作成した鉄塔設計結果を評価する方法の例を説
明する。なお、鉄塔設計結果を評価する方法について
は、図３のステップＳ６の個所に該当する。第１の評価
方法は、送電用鉄塔の重量により評価する方法である。
すなわち、鉄塔設計評定プログラムにより作成された送
電用鉄塔設計結果について、各部に割り付けられた部材
やボルト等の総重量（送電用鉄塔の重量）Ｗｊを算出
し、重量の軽い順にランク付けする。例えば、２００個
の送電用鉄塔設計結果を作成した場合、送電用鉄塔の重
量が最も軽い送電用鉄塔設計結果を「１番」とし、最も
重い送電用鉄塔設計結果を「２００番」とする。第２の
評価方法は、送電用鉄塔の見栄えにより評価する方法で
ある。すなわち、鉄塔設計評定プログラムにより作成さ
れた送電用鉄塔設計結果について、各パネルの斜材と主
柱材とのなす角度βを抽出し、上下に配置されているパ
ネルの斜材の角度βの差｜β（ｉ＋１）−βｉ｜の総和
が小さい順にランク付けする。例えば、２００個の送電
用鉄塔設計結果を作成した場合、｜β（ｉ＋１）−βｉ
｜の総和が最も小さい送電用鉄塔設計結果を「１番」と
し、最も大きい送電用鉄塔設計結果を「２００番」とす
る。第３の評価方法は、重量と見栄えにより評価する方
法である。すなわち、鉄塔設計評定プログラムにより作
成された送電用鉄塔設計結果について、各部に割り付け
られた部材等の総重量Ｗｊと、各パネルの斜材と主柱材
とのなす角度βｉを抽出し、重量と見栄えによりランク
付けする。評価式としては、例えば、『Ｃ１・Ｗｊ＋Ｃ
２・Σ｜β（ｉ＋１）−βｉ｜』を用いる。なお、Ｃ
１、Ｃ２は、重量と見栄えの重み付けを補正する値であ
る。例えば、２００個の送電用鉄塔設計結果を作成した
場合、重量が最も軽く、見栄えが最も良い送電用鉄塔設
計結果を「１番」とし、重量が最も重く、見栄えが最も
悪い送電用鉄塔設計結果を「２００番」とする。第４の
評価方法は、重量と基礎反力値により評価する方法であ
る。すなわち、鉄塔設計評定プログラムにより作成され
た送電用鉄塔設計結果について、割り付けられた部材等
の総重量Ｗｊと、基礎反力値Ｔｊを算出し、重量と反力
値によりランク付けする。評価式としては、例えば、
［Ｃ３・Ｗｊ＋Ｃ４・Ｔｊ］を用いる。なお、Ｃ３、Ｃ
４は、重量と反力値の重み付けを補正する値である。例
えば、２００個の送電用鉄塔設計結果を作成した場合、
重量が最も軽く、基礎反力が最も小さい送電用鉄塔設計
結果を「１番」とし、重量が最も重く、基礎反力値が最
も大きい送電用鉄塔設計結果を「２００番」とする。な
お、評価方法としては、前記した評価方法に限定され
ず、各送電用鉄塔設計結果に対して優劣の度合いを判別
することができれば、種々の方法を用いることができ
る。さらに、骨組構造体の種類に応じても評価方法は種
々変更される。

【００１８】次に、図３に示したフローチャート図のス
テップＳ８で送電用鉄塔形状を再度作成する方法の例を
説明する。本実施の形態では、前記したように、作成さ
れている複数の送電用鉄塔（塔体部あるいは塔体等の骨
組構造体）の形状の中から所定数の送電用鉄塔の形状を
選択し、選択した送電用鉄塔の形状の部分を組み合わせ
ることによって、新しい送電用鉄塔の形状を作成してい
る。言い換えれば、所定数の送電用鉄塔の形状（親世
代）のそれぞれの遺伝子を組み合わせて新しい送電用鉄
塔の形状（子世代）を作成する方法を用いている。複数
の送電用鉄塔の形状から複数の送電用鉄塔形状を親とし
て選択し（繁殖・淘汰）、選択した複数の送電用鉄塔形
状から所定数の送電用鉄塔の形状の部分を選択し、選択
した所定数の送電用鉄塔の形状の部分を組み合わせて
（交叉）新しい送電用鉄塔の形状を子として作成する際
における選択方法の例を以下に説明する。

【００１９】第１の方法は、複数の送電用鉄塔設計結果
に対応する送電用鉄塔の形状（親世代）の中からランダ
ムに所定数の送電用鉄塔の形状（所定数の親世代）を選
択し、選択した所定数の送電用鉄塔の形状の部分（遺伝
子）を組み合わせて送電用鉄塔の形状（子世代）を作成
する方法の１つであるルーレット戦略方式である。例え
ば、複数の送電用鉄塔設計結果に対応する送電用鉄塔の
形状をルーレット上に配置し、このルーレットを用いて
所定数（例えば、２個）の送電用鉄塔の形状を選択す
る。そして、選択した所定数の送電用鉄塔の形状の部分
を組み合わせて新しい送電用鉄塔の形状を作成する。こ
の方法では、複数の送電用鉄塔の設計結果に対応する送
電用鉄塔の形状の選択確率が等しい。このため、評価が
高い（優秀な）送電用鉄塔設計結果（例えば、重量が軽
い送電用鉄塔に対応する送電用鉄塔設計結果）に対応す
る送電用鉄塔の形状が選択されない可能性がある。そこ
で、複数の送電用鉄塔設計の評価結果に応じて複数の送
電用鉄塔設計結果をランク付けするとともにランク順に
重み付けし、重み付けされた複数の送電用鉄塔設計結果
に対応する送電用鉄塔の形状の中から所定数の送電用鉄
塔の形状を選択する方法を用いるのが好ましい。例え
ば、ルーレット上に複数の送電用鉄塔設計結果に対応す
る送電用鉄塔の形状を、送電用鉄塔設計結果の重み付け
に応じた面積で配置する（例えば、送電用鉄塔の重量が
軽いものほど面積を大きくする）。そして、このルーレ
ットを用いて所定数（例えば、２個）の送電用鉄塔の形
状を選択する。これにより、評価が高い送電用鉄塔設計
結果に対応する送電用鉄塔の形状の選択確率が高くな
り、より評価の高い送電用鉄塔設計結果を得ることがで
きる。なお、送電用鉄塔設計結果の評価結果に応じて重
み付けされた複数の送電用鉄塔の形状の中からランダム
に所定数の送電用鉄塔の形状を選択する場合でも、評価
が高い（優秀な）送電用鉄塔設計結果に対応する送電用
鉄塔の形状が選択されない可能性は残る。以上のよう
に、複数の送電塔用設計結果に対応する送電用鉄塔の形
状の中から選択した所定数の送電用鉄塔の部分を組み合
わせて新しい送電用鉄塔の形状を作成することにより、
簡単に、短時間で最適な送電用鉄塔設計結果を得ること
ができる。

【００２０】第２の方法は、次に作成する複数の送電用
鉄塔の形状（子世代）の中の任意数については、複数の
送電用鉄塔の形状（親世代）の中の特定のものをそのま
ま残し、残りについては、複数の送電用鉄塔の形状（親
世代）の中からランダムに所定数の送電用鉄塔の形状
（所定数の親世代）を選択し、選択した所定数の送電用
鉄塔の形状の部分（遺伝子）を組み合わせて送電用鉄塔
の形状（子世代）を作成する方法であるエリート戦略方
式である。例えば、複数の送電用鉄塔設計結果の評価結
果に応じて複数の送電用鉄塔設計結果をランク付けす
る。そして、複数の送電用鉄塔設計結果の中の評価が高
い任意数の送電用鉄塔設計結果（たとえば、重量が軽い
送電用鉄塔に対応する送電用鉄塔設計結果を５個）に対
応する送電用鉄塔の形状（任意数の親世代）は、そのま
ま次の送電用鉄塔の形状（子世代）として用い、残りの
送電用鉄塔の形状（子世代）については、複数の送電用
鉄塔設計結果に対応する送電用鉄塔の形状（親世代）の
中からランダムに所定数（例えば、２個）の送電用鉄塔
の形状を選択し、選択した所定数の送電用鉄塔の形状
（所定数の親世代）の部分を組み合わせて送電用鉄塔の
形状（子世代）を作成する。なお、残りの送電用鉄塔の
形状を作成する場合に、前記した、重み付けされた複数
の送電用鉄塔形状の中から所定数の送電用鉄塔の形状を
選択する方法を用いることもできる。この方法を用いれ
ば、評価の高い（優秀な）送電用鉄塔設計結果に対応す
る送電用鉄塔の形状を優先的に残すことができる。な
お、複数の送電用鉄塔の形状の中から所定数の送電用鉄
塔の形状を選択する方法としては、ルーレット戦略方式
やエリート戦略方式以外にも種々の方法を用いることが
できる。

【００２１】次に、複数の送電用鉄塔の形状から選択し
た所定数の送電用鉄塔の形状（所定数の親世代）の部分
を組み合わせて送電用鉄塔の形状（子世代）を作成する
方法の例を以下に説明する。本実施の形態では、所定数
の送電用鉄塔の形状の部分を組み合わせる（例えば、任
意の部分を互いに入れ替える交叉を行う）ことによっ
て、複数の送電用鉄塔の形状の特徴を兼ね備えた送電用
鉄塔の形状を作成する。ここで、処理装置１０は、例え
ば、送電用鉄塔の形状に関するデータを２進数で表して
いる。例えば、図１３（２）に示す送電用鉄塔の形状
『パネル数［３］−節点１［２１］−節点２［１１］−
節点３［２１］−上部塔体幅Ａ［１］−下部塔体幅
［１］』は、図１５（１）のｎ（１）に示すように、
［０００１１，１０１０１，０１０１１，１０１０１，
００００１，００００１］と表されている。また、図１
３（１）に示す送電用鉄塔の形状『パネル数［３］−節
点１［１１］−節点２［１１］−節点３［１１］−上部
塔体幅Ａ［１］−下部塔体幅［１］』は、図１５（１）
のｎ（２）に示すように、［０００１１，０１０１１，
０１０１１，０１０１１…］で表されている。

【００２２】この状態で、複数の送電用鉄塔の形状の中
から選択した所定数のｎ世代の送電用鉄塔の形状の部分
を組み合わせて（例えば、部分を入れ替える交叉を行っ
て）ｎ＋１世代の送電用鉄塔の形状を作成する方法とし
ては、例えば、一点交叉法や２点交叉法等がある。二点
交叉法では、ｎ世代の送電用鉄塔の形状ｎ（１）及びｎ
（２）を交叉させる位置をランダムに一点設定する。例
えば、図１５（２）に示すように、第２パラメータと第
３パラメータの間の位置を交叉点に設定する。そして、
例えば、交叉点の右側のパラメータを、ｎ（１）とｎ
（２）で入れ替える。これにより、図１５（３）に示す
ように、ｎ世代のｎ（１）とｎ（２）の部分を組み合わ
せたｎ＋１世代の送電用鉄塔の形状ｎ＋１（１）は、ｎ
（１）の第１パラメータであるパネル数が［３］、ｎ
（１）の第２パラメータである節点１の位置が［２１］
（位置ｘ１）、ｎ（２）の第３パラメータである節点２
の位置が［１１］（位置ｙ２）、ｎ（２）の第４パラメ
ータである節点３の位置が［１１］（位置ｙ３）等であ
る形状を有する。また、ｎ＋１（２）は、ｎ（２）の第
１パラメータであるパネル数が［３］、ｎ（２）の第２
パラメータである節点１の位置が［１１］（位置ｙ
１）、ｎ（１）の第３パラメータである節点２の位置が
［１１］（位置ｘ２）、ｎ（１）の第４パラメータであ
る節点３の位置が［２１］（位置ｘ３）である形状を有
する。図１５（１）のｎ（１）とｎ（２）を一点交叉法
により組み合わせて図１５（３）のｎ＋１（１）とｎ＋
１（２）を作成した例を図１６に示す。

【００２３】二点交叉法では、交叉させる位置をランダ
ムに二点設定する。例えば、図１７（２）に示すよう
に、第１パラメータと第２パラメータの間の位置と、第
３パラメータと第４パラメータの間の位置を交叉点に設
定する。この場合、図１７（１）に示すｎ世代のｎ
（１）とｎ（２）の部分を組み合わせた、図１７（３）
に示すｎ＋１世代の送電用鉄塔の形状ｎ＋１（１）は、
ｎ（２）の第１パラメータであるパネル数［３］、ｎ
（１）の第２パラメータである節点１の位置［２１］
（位置ｘ１）、ｎ（１）の第３パラメータである節点２
の位置［１１］（位置ｘ２）、ｎ（２）の第４パラメー
タである節点３の位置［１１］（位置ｙ３）の形状を有
する。また、図１７（１）に示すｎ世代のｎ（１）とｎ
（２）の部分を組み合わせた、図１７（３）に示すｎ＋
１世代の送電用鉄塔の形状ｎ＋１（２）は、ｎ（１）の
第１パラメータであるパネル数［３］、ｎ（２）の第２
パラメータである節点１［１１］（位置ｙ１）、ｎ
（２）の第３パラメータである節点２［１１］（位置Ｙ
２）、ｎ（１）の第４パラメータである節点３［２１］
（位置ｘ３）の形状を有している。なお、所定数の送電
用鉄塔の形状の部分を組み合わせて新しい送電用鉄塔の
形状を作成する方法としては、一点交叉法や二点交叉法
以外にも種々の方法が可能である。また、組み合わせる
送電用鉄塔の形状の数も種々変更可能である。

【００２４】なお、同じ世代内の送電用鉄塔の形状がど
れも似たような形状を有している場合には、常に同質の
送電用鉄塔が作成される可能性がある。これを解決する
ために、任意の割合でｎ＋１世代の送電用鉄塔形状の一
部を強制的に変更する（突然変異）ことが好ましい。例
えば、図１８（１）に示すｎ（１）の第３パラメータで
ある節点２の位置［０１０１１］を［０００１１］に変
更する。

【００２５】また、図３に示すフローチャート図のステ
ップＳ７の終了条件については、種々変更可能である。
例えば、新しい送電用鉄塔の形状（子世代）の設計回数
（世代数）が予め設定された値に達したら終了させる。
あるいは、前回最も評価が高かった送電用鉄塔設計結果
と今回最も評価が高い送電用鉄塔設計結果の評価の差が
設定値以内である状態が所定回数継続した場合に終了す
る。これ以外にも、種々の変更が可能である。

【００２６】なお、本発明の骨組構造体設計装置の機能
ブロック図を図２１に示す。本発明の骨組構造体は、入
力手段３０、骨組構造体形状作成手段３１、骨組構造体
設計結果作成手段３２、骨組構造体設計結果評価手段３
３、骨組構造体形状再作成手段３４、骨組構造体設計結
果選択手段３５、出力手段３６等により構成されてい
る。入力手段３０は、例えば、図３に示すステップＳ１
の処理を実行する手段であり、骨組構造体形状及び骨組
構造体設計結果を作成するために必要な条件を入力す
る。骨組構造体形状作成手段３１は、例えば、図３に示
すステップＳ２の処理を実行する手段であり、入力手段
３０により入力された入力条件に基づいて複数の骨組構
造体形状を作成する。骨組構造体設計結果作成手段３２
は、例えば、図３に示すステップＳ３〜Ｓ５の処理を実
行する手段であり、骨組構造体形状作成手段３１あるい
は骨組構造体形状再作成手段３４により作成された複数
の骨組構造体形状に対して部材を組み付けて、基準条件
を満足する骨組構造体設計結果を作成する。骨組構造体
設計結果評価手段３３は、例えば、図３に示すステップ
Ｓ６の処理を実行する手段であり、骨組構造体設計結果
作成手段３２で作成された複数の骨組構造体設計結果を
評価する。骨組構造体形状再作成手段３４は、例えば、
図３に示すステップＳ８の処理を実行する手段であり、
複数の骨組構造体設計結果に対する評価結果に基づい
て、複数の骨組構造体設計結果の中から所定数の骨組構
造体設計結果を選択し、選択した所定数の骨組構造体設
計結果に対応する骨組構造体形状の部分を組み合わせて
新しい骨組構造体形状を作成する。骨組構造体設計結果
選択手段３５は、例えば、図３に示すステップＳ９の処
理を実行する手段であり、骨組構造体設計結果作成手段
３２で作成された骨組構造体設計結果の中から、各骨組
構造体設計結果に対する評価結果に基づいて、設定数の
骨組構造体設計結果を選択する。出力手段３６は、骨組
構造体設計結果選択手段３５で選択された設定数の骨組
構造体設計結果を出力する。出力手段３５としては、表
示手段や印刷手段等が用いられる。なお、各手段は、ハ
ードウェアで構成することもできるし、ソフトウェアで
構成することもできる。また、各手段を複数組み合わせ
ることもできる。

【００２７】本発明は、以上の実施の形態で説明した構
成に限定されず、本発明の要旨を変更しない範囲で種々
の変更、追加、削除が可能である。例えば、実施の形態
では、送電用鉄塔を設計する場合について説明したが、
本発明は、送電用鉄塔以外の種々の骨組構造体を設計す
る際に適用することができる。また、本発明の骨組構造
体設計装置の構成は、図３に示した構成に限定されず、
種々の構成が可能である。また、本発明の骨組構造体設
計方法は、図２に示したフローチャート図の方法に限定
されない。骨組構造体の形状に関する条件としては、骨
組構造体の種類等に応じて種々の条件を用いることがで
きる。また、骨組構造体の評価方法は、実施の形態に限
定されず、種々の方法が可能である。また、所定数の骨
組構造体の形状の部分を組み合わせて新しい骨組構造体
の形状を作成する方法は、実施の形態の方法に限定され
ず、種々変更可能である。

【００２８】

【発明の効果】以上説明したように、請求項１に記載の
骨組構造体設計方法を用いれば、誰でも、容易に、短時
間で、鉄塔等の骨組構造体を公的基準等を満足して最適
な（例えば、最も重量の軽いあるいは最もコストの安
い）設計をすることができる。また、請求項２に記載の
骨組構造体設計方法を用いれば、簡単な処理で最適な骨
組構造体を設計することができる。また、請求項３に記
載の骨組構造体設計方法を用いれば、一層短時間で最適
な骨組構造体を設計することができる。また、請求項４
〜１３に記載の骨組構造体設計方法を用いれば、骨組構
造体である塔体部を簡単に、短時間に最適に設計するこ
とができる。また、請求項１４に記載の骨組構造体設計
装置を用いれば、誰でも、容易に、短時間で、公的基準
等を満足して最適な（例えば、最も重量の軽いあるいは
最もコストの安い）骨組構造体を設計することができ
る。また、請求項１５に記載の骨組構造体を用いれば、
公的基準等を満足して最適な（例えば、最も重量の軽い
あるいは最もコストの安い）骨組構造体を製作すること
ができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の骨組構造設計装置の一実施の形態の概
略構成図である。

【図２】遺伝的アルゴリズムを説明するためのフローチ
ャート図である。

【図３】本発明の骨組構造設計方法の一実施の形態を示
すフローチャート図である。

【図４】入力条件の例を示す図である。

【図５】入力条件の例を示す図である。

【図６】入力条件の例を示す図である。

【図７】入力条件の例を示す図である。

【図８】入力条件の例を示す図である。

【図９】入力条件の例を示す図である。

【図１０】入力条件の例を示す図である。

【図１１】入力条件の例を示す図である。

【図１２】送電用鉄塔を設計する際に最適化したい項目
及び設定範囲の例を示す図である。

【図１３】骨組構造体の形状の例を示す図である。

【図１４】骨組構造体の形状を示す図である。

【図１５】一点交叉法により骨組構造体の形状を作成す
る方法を説明する図である。

【図１６】一点交叉法により骨組構造体の形状を作成す
る方法を説明する図である。

【図１７】ニ点交叉法により骨組構造体の形状を作成す
る方法を説明する図である。

【図１８】突然変異による骨組構造体の形状を説明する
図である。

【図１９】送電用鉄塔の構造の１例を示す図である。

【図２０】パネルの構造の１例を示す図である。

【図２１】本発明の骨組構造体設計装置の機能構成図を
示す図である。

【図２２】従来の骨組構造体の設計方法を示す図であ
る。

【符号の説明】

１０処理手段１１記憶手段１２、３０入力手段１３表示手段１４、３６出力手段３１骨組構造体形状作成手段３２骨組構造体設計結果作成手段３３骨組構造体設計結果評価手段３４骨組構造体形状再作成手段３５骨組構造体設計結果選択手段

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁷ 識別記号ＦＩテーマコート゛(参考） // Ｇ０９Ｂ 25/00 Ｅ０１Ｄ 23/00 (72)発明者河村精一愛知県名古屋市緑区大高町字北関山20番地の１中部電力株式会社電力技術研究所内 (72)発明者諏訪政雄愛知県名古屋市緑区大高町字北関山20番地の１中部電力株式会社電力技術研究所内 (72)発明者山本市郎愛知県名古屋市熱田区横田二丁目３番地の 24 中部電力株式会社中央送変電建設所内 (72)発明者香月智神奈川県横須賀市馬堀海岸４−１２− 305 (72)発明者安井英穂愛知県春日井市大手田酉町三丁目13番地の 18 愛知金属工業株式会社電力本部内Ｆターム(参考） 2D059 AA27 5B046 AA03 DA02 FA04 FA06 FA09 GA01 JA08

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】骨組構造体の設計を行う骨組構造体設計
方法であって、コンピュータに、(a)入力された骨組構
造体の形状に関する条件に基づいて複数の骨組構造体の
形状を作成し、(b)前記(a)で作成した各骨組構造体の形
状に基づいて基準条件を満足する骨組構造体設計結果を
作成し、(c)前記(b)で得た複数の骨組構造体設計結果を
評価し、(d)前記(a)で作成した複数の骨組構造体の形状
と前記(c)での評価に基づいて複数の骨組構造体の形状
を再作成し、再作成した複数の骨組構造体の形状につい
て前記(b)及び(c)の処理を実行し、(e)前記(d)の処理を
所定条件が満足されるまで繰り返し、(f)前記(c)での評
価結果に基づいて設定数の骨組構造体設計結果を選択し
て出力手段に出力する、処理を実行させる、ことを特徴
とする骨組構造体設計方法。
【請求項２】請求項１に記載の骨組構造体設計方法で
あって、前記(d)では、それまでに作成した複数の骨組
構造体の形状の中から選択した所定数の骨組構造体の部
分を組み合わせて骨組構造体の形状を再作成することを
特徴とする骨組構造体設計方法。
【請求項３】請求項２に記載の骨組構造体設計方法で
あって、評価の高い骨組構造体設計結果に対応する骨組
構造体の形状の選択確率を高く設定している骨組構造体
設計方法。
【請求項４】請求項１〜３のいずれかに記載の骨組構
造体設計方法であって、コンピュータに、入力された塔
体部の上部塔体幅、下部塔体幅、各パネルのパネル高さ
に基づいて、骨組構造体である塔体部を設計する処理を
実行させることを特徴とする骨組構造体設計方法。
【請求項５】請求項１〜３のいずれかに記載の骨組構
造体設計方法であって、コンピュータに、入力された塔
体部の上部塔体幅、下部塔体幅、パネル数、各パネルの
パネル高さに基づいて、骨組構造体である塔体部を設計
する処理を実行させることを特徴とする骨組構造体設計
方法。
【請求項６】請求項１〜３のいずれかに記載の骨組構
造体設計方法であって、コンピュータに、入力された塔
体部の上部塔体幅、下部塔体幅、塔体部の高さに基づい
て、骨組構造体である塔体部を設計する処理を実行させ
ることを特徴とする骨組構造体設計方法。
【請求項７】請求項１〜３のいずれかに記載の骨組構
造体設計方法であって、コンピュータに、入力された塔
体部の上部または下部塔体幅、主柱材の転び角度、主柱
材の長さまたは塔体部の高さに基づいて、骨組構造体で
ある塔体部を設計する処理を実行させることを特徴とす
る骨組構造体設計方法。
【請求項８】請求項１〜３のいずれかに記載の骨組構
造体設計方法であって、コンピュータに、入力された塔
体部の上部または下部塔体幅、パネル数、各パネルの斜
材の長さと角度に基づいて、骨組構造体である塔体部を
設計する処理を実行させることを特徴とする骨組構造体
設計方法。
【請求項９】請求項１〜３のいずれかに記載の骨組構
造体設計方法であって、コンピュータに、入力された塔
体部の上部塔体部の上部塔体幅、下部塔体部の下部塔体
幅、ベンド部の塔体幅、上部及び下部塔体部の各パネル
のパネル高さに基づいて、骨組構造体である塔体部を設
計する処理を実行させることを特徴とする骨組構造体設
計方法。
【請求項１０】請求項１〜３のいずれかに記載の骨組
構造体設計方法であって、コンピュータに、入力された
塔体部の上部塔体部の上部塔体幅、下部塔体部の下部塔
体幅、ベンド部の塔体幅、上部及び下部塔体部のパネル
数、各パネルのパネル高さに基づいて、骨組構造体であ
る塔体部を設計する処理を実行させることを特徴とする
骨組構造体設計方法。
【請求項１１】請求項１〜３のいずれかに記載の骨組
構造体設計方法であって、コンピュータに、入力された
塔体部の上部塔体部の上部塔体幅、下部塔体部の下部塔
体幅、下部塔体部の高さ、ベンド部の塔体幅、送電電圧
または上部塔体部の各パネルのパネル高さに基づいて、
骨組構造体である塔体部を設計する処理を実行させるこ
とを特徴とする骨組構造体の設計方法。
【請求項１２】請求項１〜３のいずれかに記載の骨組
構造体設計方法であって、コンピュータに、入力された
塔体部の上部塔体部の上部塔体幅、下部塔体部の下部塔
体幅及びベンド部の塔体幅のうちの少なくとも１つ、上
部及び下部塔体部の主柱材の転び角度、上部及び下部塔
体部の主柱材の長さまたは上部及び下部塔体部の高さ、
送電電圧または上部塔体部の各パネルのパネル高さに基
づいて、骨組構造体である塔体部を設計する処理を実行
させる骨組構造体の設計方法。
【請求項１３】請求項１〜３のいずれかに記載の骨組
構造体設計方法であって、コンピュータに、入力された
塔体部の上部塔体部の上部塔体幅、下部塔体部の下部塔
体幅及びベンド部の塔体幅のうちの少なくとも１つ、上
部及び下部塔体部の各パネルの斜材の長さと角度、上部
塔体部及び下部塔体部のパネル数に基づいて、骨組構造
体である塔体部を設計する処理を実行させる骨組構造体
の設計方法。
【請求項１４】骨組構造体の設計を行う骨組構造体設
計装置であって、入力手段と、処理手段とを備え、処理
手段は、入力手段から入力された骨組構造体の形状に関
する入力条件に基づいて、請求項１〜１３に記載の方法
を用いて設定数の骨組構造体設計結果を選択し、出力手
段に出力することを特徴とする骨組構造体設計装置。
【請求項１５】請求項１〜１３に記載の骨組構造体設
計方法を用いて作成した骨組構造体設計結果により製作
した骨組構造体。