JP2004070500A - 建物の構造設計装置,及び該構造設計装置を用いた構造設計方法 - Google Patents
建物の構造設計装置,及び該構造設計装置を用いた構造設計方法 Download PDFInfo
- Publication number
- JP2004070500A JP2004070500A JP2002226213A JP2002226213A JP2004070500A JP 2004070500 A JP2004070500 A JP 2004070500A JP 2002226213 A JP2002226213 A JP 2002226213A JP 2002226213 A JP2002226213 A JP 2002226213A JP 2004070500 A JP2004070500 A JP 2004070500A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- horizontal strength
- building
- strength
- unit
- structural
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Withdrawn
Links
Images
Landscapes
- Complex Calculations (AREA)
Abstract
【解決手段】演算部16には、実際に建築される又は設計される建物の必要保有水平耐力をデータベース部17に登録された構造特性係数を用いて算出する必要保有水平耐力演算部18と、柱と梁との組み合わせのうち、この建物で最も保有水平耐力が小さい部分での保有水平耐力を選出する最小保有水平耐力選出部19とが設けられている。
また、この演算部16には、この選出された最小保有水平耐力を、必要保有水平耐力と比較して、最小保有水平耐力が、必要保有水平耐力よりも勝っているかどうかを確認する比較確認部20が設けられている。
【選択図】 図2
Description
【発明の属する技術分野】
本発明は、建物の構造の安全を確認するための構造計算を行う構造設計装置,及び該構造設計装置を用いた構造設計方法に関する。
【0002】
【従来の技術】
従来、図10に示すような構造設計装置を用いた構造設計方法が知られている。
【0003】
このような構造設計装置を用いた構造設計方法では、建物の構造の安定に関する評価基準の等級に合わせて建物の構造を設計するため、Step1では、建物の形状が入力される。
【0004】
この入力項目としては、建物がユニット建物である場合、各建物ユニットの大きさ、ブロックパターン、付加メニュー、設計条件等である。
【0005】
Step2では、この建物の構造の安定に関する評価方法の基準の等級に適合するように、1次設計が行われる。この1次設計では、建築基準法関連の計算により構造の安全性が確認されつつ、設計が行われて、Step3では、各建物ユニットを構成する柱及び梁材の断面が設計される。
【0006】
次のStep4では、地震等に対する耐力が、充分であるか否かが検証されつつ、2次設計が行われる。
【0007】
2次設計が終了した建物の構造計算結果は、Step5で、構造計算書として出力されて、別途作成された軸組図、床伏図及び天井伏図等と共に確認申請添付書類として提出される。
【0008】
なお、他のこの種のものとしては、特開2002−38582号公報等に記載されているようなものや、予め設計された多数の建築プランをデータベースとして登録して、このデータベースから顧客の要望に応じて選択した建築プランを迅速に顧客に提示可能な住宅販売支援システムとして、特開2002−149742号公報等に記載されているようものが知られている。
【0009】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記従来の構造設計装置1では、検定計算が一次設計と二次設計とに分かれていて、各々建築基準法に関連する法律に準拠した計算によって構造の安全を確認するようにしているため、計算に必要とされる保有水平耐力又は、構造特性係数等が共通である場合がある。
【0010】
本発明は、上記の問題に鑑みて為されたものであり、一次設計及び二次設計での構造の安全を容易に確認できる建物の構造設計装置,及び該構造設計装置を用いた構造設計方法を提供することを課題とするものである。
【0011】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するために、本願発明では、実際に建築される又は設計される建物で使用される柱と梁との組み合わせによる接合部分の強度実験が行われ、該強度実験の結果に基づいて保有水平耐力及び構造特性係数が、前記データベース部に登録される。
【0012】
該データベース部に登録された前記構造特性係数が用いられて、前記必要保有水平耐力演算部で実際に建築される又は設計される建物の必要保有水平耐力が算出され、前記柱と梁との組み合わせのうち、該建物で最も保有水平耐力が小さい部分での保有水平耐力が前記最小保有水平耐力選出部で選出される。
【0013】
前記比較確認部では、該選出された最小保有水平耐力が、前記必要保有水平耐力と比較されて、最小保有水平耐力が、前記必要保有水平耐力よりも勝っているかどうかが確認される。勝っていれば安全と判断できる。
【0014】
このため、実際に建築される又は設計される建物で使用される柱と梁との組み合わせによる保有水平耐力及び構造特性係数を、前記データベース部に予め登録することにより、データの共用化が図れて、一次設計及び二次設計での構造の安全を容易に確認できる。
【0015】
また、建物の構造図を作成するプログラムを有するCAD部が、設けられてなるものでは、構造計算書に必要な軸組図,床伏図,屋根伏図等を付属させることが出来る。
【0016】
【発明の実施の形態1】
以下、本発明の実施の形態1に係る建物の構造設計装置,及び該構造設計装置を用いた構造設計方法を図面を用いて説明する。
【0017】
この実施の形態1に係る建物の構造設計装置10では、主に図2に示すように、実際に建築される又は設計される建物で使用される柱と梁との組み合わせによる接合部分の強度実験を行い、該強度実験の結果に基づいて保有水平耐力及び構造特性係数を入力したり、演算に必要とされる各種設計条件を入力する入力部11が設けられている。
【0018】
この入力部11は、キーボード12,マウス13,及びデジタイザ14等の入力デバイスから主に構成されて、演算部16及び、前記保有水平耐力及び構造特性係数を登録するデータベース部17が設けられた装置本体15に接続されている。
【0019】
前記各種設計条件とは、この実施の形態1の建物であるユニット建物を構成する建物ユニットの大きさ、ブロックパターン、付加メニュー等の設計条件が含まれる。
【0020】
このうち、前記演算部16には、実際に建築される又は設計される建物の必要保有水平耐力を前記データベース部17に登録された前記構造特性係数を用いて算出する必要保有水平耐力演算部18と、前記柱と梁との組み合わせのうち、この建物で最も保有水平耐力が小さい部分での保有水平耐力を選出する最小保有水平耐力選出部19とが設けられている。
【0021】
また、この演算部16には、この選出された最小保有水平耐力を、前記必要保有水平耐力と比較して、最小保有水平耐力が、前記必要保有水平耐力よりも勝っているかどうかを確認する比較確認部20が設けられている。
【0022】
更に、この実施の形態1の建物の構造設計装置10の演算部16には、建物の構造図を作成するプログラムを有するCAD部21が設けられている。
【0023】
そして、この装置本体15には、出力部としてのプリンタ装置22が接続されていて、前記演算部16で演算された計算結果、比較結果を記載した構造計算書、この構造計算書に添付する応力図,軸組図,床伏図,屋根伏図等の設計図面,基礎計算用軸力表等が、印字出力可能となるように構成されている。
【0024】
次に、この実施の形態1の作用について、図1及び図3のフローチャートに沿って説明する。
【0025】
まず、構造計算を開始すると、Step11では、演算に必要とされる各種設計条件として、ユニット建物を構成する建物ユニットの大きさ、ブロックパターン、付加メニュー等の設計条件が入力部11から入力される。
【0026】
Step12では、予め入力され、又はデータをコピー等によって移動された断面設計基礎データが読み込まれる。
【0027】
ここで、柱梁接合部の耐力、剛性の基礎データを作成する載荷試験について説明する。
【0028】
載荷試験は、図7に示すように、柱23と梁24とが接合部25を介して、L字状に接合されたL字型試験体26が用いられて、交番繰り返しを行うことにより行われる。
【0029】
図7中、方向aに付与されるモーメントMに対する角度θで示される柱23と梁24との間の変位量をプロットすると、図8に示されるようなグラフ図となる。
【0030】
ここで、柱23と梁24との接合部25の初期剛度(Kθ)は、ΔM/Δθで求められる。
【0031】
次に、図4に示すような建物ユニットの簡易構造モデルでは、各柱と梁との接合部の初期剛度(Kθ)が入力されて、水平荷重により各柱梁接合部に作用するモーメントから、前記求められた接合部25のモーメントと剛度との関係に従い、各接合部25の剛度を随時変更する。
【0032】
図6中、(a)〜(d)は、前記図4中の簡易モデルの各接合部D,A,C,Bに対応するように求められたある水平荷重が負荷された各柱梁接合部のモーメントMに対する変位量を角度θで示している。
【0033】
そして、これらの基礎データから、図5に示すような水平荷重により各柱梁接合部の剛度の変化によるユニットフレームの変位に基づくユニットフレームP−δ曲線が作成される。
【0034】
また、Step13では、前記CAD部21の作図機能が用いられて、軸組図,床伏図,屋根伏図及び、必要に応じて小屋組図が構造図として作図される。
【0035】
Step14では、このような構造図の描かれた建物の1次設計:応力計算が行われる。
【0036】
次に、この実施の形態1では、この1次設計が行われた構造設計装置10が用いられて、Step15で、2次設計が行われる。
【0037】
すなわち、図3に示すような2次設計のStep21では、前記実験によって求められた基礎データに基づいて保有水平耐力及び構造特性係数が導かれる。
【0038】
Step22では、全ての想定される柱梁の組み合わせ分の保有水平耐力及び構造特性係数が実験によって求められて前記基礎データとして、前記データベース部17に登録されてデータベース化される。
【0039】
この保有水平耐力(Qey)及び構造特性係数(Ds)は、図9に示すユニットフレームのP−δ曲線から演算される。
【0040】
ここで、下記数式1では、F:梁柱の設計降伏点荷重(2.4t/平方センチ)で、σy:柱梁接合部のQL字型試験体の降伏点荷重である。
【0041】
【数式1】
【0042】
Qey’は、図9中A,Bの面積が等しくなる値を取る。
【0043】
【数式2】
【0044】
【数式3】
【0045】
eδs:最大値=H/15(H=ユニットフレームの高さ)
【0046】
【数式4】
【0047】
次に、Step24では、前記演算部16の必要保有水平耐力演算部18によって、ユニットフレームの必要保有水平耐力(Qun)が演算される。
【0048】
Step25では、前記参照保有水平耐力選出部19によって選出された最小保有水平耐力が、この必要保有水平耐力と比較されて、最小保有水平耐力が、前記必要保有水平耐力よりも勝っているか否か、すなわち、この実施の形態1では勝っていること(Qey≧Qun)が確認される。
【0049】
【数式5】
【0050】
最小保有水平耐力が、前記必要保有水平耐力よりも勝っている場合は、全ての保有水平耐力が、前記必要保有水平耐力よりも勝っている場合であるので、Step26で、計算を完了する。
【0051】
図1に示されるStep27では、前記プリンタ装置22から、確認申請書類として、構造計算書、応力図、図10,11に示す軸組図、図12に示す床伏図及び天井伏図、若しくは図示しない基礎計算用軸力表が印刷出力される。
【0052】
このように、この実施の形態1の建物の構造設計装置,及び該構造設計装置を用いた構造設計方法では、実際に建築される又は設計される建物で使用される柱23と梁24との組み合わせによる接合部分の強度実験が行われ、この強度実験の結果に基づいて保有水平耐力(Qey)及び構造特性係数(Ds)が、前記データベース部17に登録される。
【0053】
そして、このデータベース部17に登録された前記構造特性係数Dsが用いられて、前記必要保有水平耐力演算部18で実際に建築される又は設計される建物の必要保有水平耐力が算出され、前記柱23と梁24との組み合わせのうち、この建物で最も保有水平耐力が小さい部分での保有水平耐力Qeyが前記最小保有水平耐力選出部19で選出される。
【0054】
前記比較確認部20では、該選出された最小保有水平耐力が、前記必要保有水平耐力と比較されて、最小保有水平耐力が、前記必要保有水平耐力よりも勝っているかどうかが確認される。勝っていれば安全と判断できる。
【0055】
このため、実際に建築される又は設計される建物で使用される柱23と梁24との組み合わせによる保有水平耐力Qey及び構造特性係数Dsを、前記データベース部17に予め登録することにより、データの共用化が図れて、一次設計及び二次設計での構造の安全を容易に確認できる。
【0056】
また、建物の構造図を作成するプログラムを有するCAD部21が、前記演算部16に設けられているので、構造計算書に必要な軸組図,床伏図,屋根伏図等を作成して、構造計算書に付属させることが出来る。
【0057】
このため、必要とされる建築確認書類を同様に印刷出力が出来、作業性が良好である。
【0058】
以上、実施の形態1を用いて本願発明に係る建物の構造設計装置,及び該構造設計装置を用いた構造設計方法を説明してきたが、本発明に係る建物の構造設計装置,及び該構造設計装置を用いた構造設計方法は、前記実施の形態1において示したものには限定されない。例えば、実施の形態1において、建物として2階建てのユニット建物を設計する場合を示して説明してきたが、特にこれに限らず、平屋建てや、3階建て等のユニット建物の設計に用いても良い。
【0059】
【発明の効果】
以上説明してきたように、請求項1に記載された発明では、実際に建築される又は設計される建物で使用される柱と梁との組み合わせによる接合部分の強度実験が行われ、該強度実験の結果に基づいて保有水平耐力及び構造特性係数が、前記データベース部に登録される。
【0060】
該データベース部に登録された前記構造特性係数が用いられて、前記必要保有水平耐力演算部で実際に建築される又は設計される建物の必要保有水平耐力が算出され、前記柱と梁との組み合わせのうち、該建物で最も保有水平耐力が小さい部分での保有水平耐力が前記最小保有水平耐力選出部で選出される。
【0061】
前記比較確認部では、該選出された最小保有水平耐力が、前記必要保有水平耐力と比較されて、最小保有水平耐力が、前記必要保有水平耐力よりも勝っているかどうかが確認される。勝っていれば安全と判断できる。
【0062】
このため、実際に建築される又は設計される建物で使用される柱と梁との組み合わせによる保有水平耐力及び構造特性係数を、前記データベース部に予め登録することにより、データの共用化が図れて、一次設計及び二次設計での構造の安全を容易に確認できる。
【0063】
また、建物の構造図を作成するプログラムを有するCAD部が、設けられてなるものでは、構造計算書に必要な軸組図,床伏図,屋根伏図等を付属させることが出来る、という実用上有益な効果を発揮する。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の実施の形態1に係る建物の構造設計装置,及び該構造設計装置を用いた構造設計方法で、建物の構造計算を行う様子を説明する模式図である。
【図2】実施の形態1の建物の構造設計装置,及び該構造設計装置を用いた構造設計方法で、構造設計装置の主な構成を説明するブロック図である。
【図3】実施の形態1の建物の構造設計装置,及び該構造設計装置を用いた構造設計方法で、2次設計の流れに沿った動作の順序に沿ったフローチャート図である。
【図4】実施の形態1の建物の構造設計装置,及び該構造設計装置を用いた構造設計方法で用いる建物ユニットの簡易構造モデルの模式図である。
【図5】実施の形態1の建物の構造設計装置,及び該構造設計装置を用いた構造設計方法で、ユニットフレームP−δ曲線の一例を示すグラフ図である。
【図6】実施の形態1で、図4中各接合部分でのM−θ曲線を示し、(a)は、図4中接合部分Dでのグラフ図、(b)は、図4中接合部分Aでのグラフ図、(c)は、図4中接合部分Cでのグラフ図、(d)は、図4中接合部分Bでのグラフ図である。
【図7】実施の形態1で、梁柱接合部分を示す側面図である。
【図8】実施の形態1で、梁柱接合部分でのM−θ曲線を示すグラフ図である。
【図9】実施の形態1で、Q’eyを求めるP−δ曲線のグラフ図である。
【図10】実施の形態1の建物の構造設計装置,及び該構造設計装置を用いた構造設計方法で、設計されたユニット建物のX2,X3通り軸組図の印刷出力の一例を示す平面図である。
【図11】実施の形態1の建物の構造設計装置,及び該構造設計装置を用いた構造設計方法で、設計されたユニット建物のY3,Y4通り軸組図の印刷出力の一例を示す平面図である。
【図12】実施の形態1の建物の構造設計装置,及び該構造設計装置を用いた構造設計方法で、設計されたユニット建物の1階床伏図及び1階天井伏図の印刷出力の一例を示す平面図である。
【図13】従来の構造計算の流れを説明するフローチャート図である。
【符号の説明】
10 構造計算装置
16 演算部
17 データベース部
18 必要保有水平耐力演算部
19 最小保有水平耐力選出部
20 比較確認部
21 CAD部
22 プリンタ装置(出力部)
Claims (3)
- 実際に建築される又は設計される建物で使用される柱と梁との組み合わせによる接合部分の強度実験を行い、該強度実験の結果に基づいて保有水平耐力及び構造特性係数を登録するデータベース部と、実際に建築される又は設計される建物の必要保有水平耐力を該データベース部に登録された前記構造特性係数を用いて算出する必要保有水平耐力演算部と、前記柱と梁との組み合わせのうち、該建物で最も保有水平耐力が小さい部分での保有水平耐力を選出する最小保有水平耐力選出部と、該選出された最小保有水平耐力を、前記必要保有水平耐力と比較して、最小保有水平耐力が、前記必要保有水平耐力よりも勝っているかどうかを確認する比較確認部とを有することを特徴とする建物の構造設計装置。
- 建物の構造図を作成するプログラムを有するCAD部を設けたことを特徴とする請求項1記載の建物の構造設計装置。
- 実際に建築される又は設計される建物で使用される柱と梁との組み合わせによる接合部分の強度実験を行い、該強度実験の結果に基づいて保有水平耐力及び構造特性係数をデータベース部に登録すると共に、該データベース部に登録された前記構造特性係数を用いることにより、前記必要保有水平耐力演算部で実際に建築される又は設計される建物の必要保有水平耐力を算出し、前記柱と梁との組み合わせのうち、該建物で最も保有水平耐力が小さい部分での保有水平耐力を最小保有水平耐力選出部で選出して、前記比較確認部で、該選出された最小保有水平耐力が、前記必要保有水平耐力と比較されて、最小保有水平耐力が、前記必要保有水平耐力よりも勝っているかどうかが確認されることを特徴とする請求項1又は2記載の建物の構造設計装置を用いた構造設計方法。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2002226213A JP2004070500A (ja) | 2002-08-02 | 2002-08-02 | 建物の構造設計装置,及び該構造設計装置を用いた構造設計方法 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2002226213A JP2004070500A (ja) | 2002-08-02 | 2002-08-02 | 建物の構造設計装置,及び該構造設計装置を用いた構造設計方法 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2004070500A true JP2004070500A (ja) | 2004-03-04 |
Family
ID=32013632
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2002226213A Withdrawn JP2004070500A (ja) | 2002-08-02 | 2002-08-02 | 建物の構造設計装置,及び該構造設計装置を用いた構造設計方法 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP2004070500A (ja) |
Cited By (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2009275347A (ja) * | 2008-05-12 | 2009-11-26 | Sekkeishitsu Soil:Kk | 小規模建築物の基礎・地盤補強設計プログラム |
JP2010211431A (ja) * | 2009-03-10 | 2010-09-24 | Sekisui Chem Co Ltd | 構造出力システム |
JP2013242911A (ja) * | 2013-07-26 | 2013-12-05 | Sekisui Chem Co Ltd | 構造出力システム |
JP2015060415A (ja) * | 2013-09-19 | 2015-03-30 | 積水化学工業株式会社 | 構造設計支援システム |
JP2018077912A (ja) * | 2018-02-05 | 2018-05-17 | 積水化学工業株式会社 | 構造設計支援システム |
-
2002
- 2002-08-02 JP JP2002226213A patent/JP2004070500A/ja not_active Withdrawn
Cited By (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2009275347A (ja) * | 2008-05-12 | 2009-11-26 | Sekkeishitsu Soil:Kk | 小規模建築物の基礎・地盤補強設計プログラム |
JP2010211431A (ja) * | 2009-03-10 | 2010-09-24 | Sekisui Chem Co Ltd | 構造出力システム |
JP2013242911A (ja) * | 2013-07-26 | 2013-12-05 | Sekisui Chem Co Ltd | 構造出力システム |
JP2015060415A (ja) * | 2013-09-19 | 2015-03-30 | 積水化学工業株式会社 | 構造設計支援システム |
JP2018077912A (ja) * | 2018-02-05 | 2018-05-17 | 積水化学工業株式会社 | 構造設計支援システム |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
KR20150121699A (ko) | 표준화된 구조적 요소들을 이용하는 방법 및 시스템 | |
JP5806013B2 (ja) | 設計システム | |
Dewobroto et al. | Ultimate load capacity analysis of steel scaffoldings using direct-analysis method | |
JP2004070500A (ja) | 建物の構造設計装置,及び該構造設計装置を用いた構造設計方法 | |
US20150317415A1 (en) | System and method for engineering and detailing steel joints in a steel structure | |
JP4040180B2 (ja) | 建築物の構造解析装置 | |
Gunaydin et al. | A simplified method for instability and second‐order load effects of framed structures: Story‐based approach | |
Deaton | A finite element approach to reinforced concrete slab design | |
JP4301705B2 (ja) | 住宅の構造設計方法及び構造設計装置 | |
JP2011094377A (ja) | 建物、建物の制振装置配置方法、ユニット建物、及び建物の制振装置配置プログラム | |
JP4839246B2 (ja) | 建物の構造設計支援システム | |
JP4875418B2 (ja) | 耐震性能評価システム | |
JP2022003490A (ja) | 設計ユーザ端末、設計支援システム及び設計支援方法 | |
JP4653414B2 (ja) | 構造伏せ図作成処理装置 | |
JP2003150665A (ja) | 既築建物の構造計算方法及び構造計算装置 | |
JP7107781B2 (ja) | 設計支援システム | |
Anelli et al. | Selection of optimal seismic retrofitting strategy for existing RC building | |
Golesorkhi et al. | Performance-based seismic design for tall buildings | |
JP2005264603A (ja) | 建築物の設計方法および見積方法 | |
Wei | Computational and experimental study on the behavior of diaphragms in steel buildings | |
JP4811718B2 (ja) | 施工計画システム及び施工計画プログラム | |
JP2008276591A (ja) | 建物情報処理システムおよび建物情報処理方法 | |
JP3174871U (ja) | 測量情報処理装置 | |
JP3933795B2 (ja) | 平面図作成用cadシステム | |
JP2006241842A (ja) | 柱梁接合部の評価システム及び評価プログラム |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20050616 |
|
A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20070606 |
|
A521 | Written amendment |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20070718 |
|
A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20070829 |
|
A761 | Written withdrawal of application |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A761 Effective date: 20070919 |