JP2007133697A - 住宅建物の構法選択支援システム及びプログラム - Google Patents
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Abstract
【課題】 顧客にコストメリットのある最適な構法を提案することが可能な住宅建物の構法選択支援システム及びプログラムを提供する。
【解決手段】 住宅建物の位置情報、地盤情報、構造情報を入力する手段と、過去の地盤調査データ、地理データ、公的データ、地震データ等をデータベースとして記憶する手段と、それらに基いて、住宅建物の計画地において想定される地震波を設定し、該設定された地震波に対する住宅建物の揺れ方を演算する手段と、該設定された地震波に対する住宅建物の被害程度、及びその被害の修復に必要な金額を演算し、住宅建物のライフサイクルコストを演算する手段と、該演算された住宅建物の揺れ方及びライフサイクルコストを出力する手段とを備え、該住宅建物の揺れ方及びライフサイクルコストは、住宅建物の構法毎に演算され、構法毎の演算結果が一覧対比可能に出力されることとした。
【選択図】 図２
【解決手段】 住宅建物の位置情報、地盤情報、構造情報を入力する手段と、過去の地盤調査データ、地理データ、公的データ、地震データ等をデータベースとして記憶する手段と、それらに基いて、住宅建物の計画地において想定される地震波を設定し、該設定された地震波に対する住宅建物の揺れ方を演算する手段と、該設定された地震波に対する住宅建物の被害程度、及びその被害の修復に必要な金額を演算し、住宅建物のライフサイクルコストを演算する手段と、該演算された住宅建物の揺れ方及びライフサイクルコストを出力する手段とを備え、該住宅建物の揺れ方及びライフサイクルコストは、住宅建物の構法毎に演算され、構法毎の演算結果が一覧対比可能に出力されることとした。
【選択図】 図２
Description
本発明は、住宅建物の構法選択に際して、最適な構法選択を支援するためのシステム及びプログラムに関する。
従来、住宅建物（特に戸建の住宅建物）といえば、在来工法やプレハブ工法によるものが多数建設されてきた。そして、一般的に、在来工法では、建築基準法による仕様規定によって壁量が決定され、プレハブ工法では、住宅メーカー等が各自定めた構造設計ルールによって壁量が決定されるといった相違はあるものの、いずれの場合においても、地盤特性はほとんど考慮されることなく、標準せん断力係数を０．２あるいは０．３として静的な解析によって耐震設計がなされてきた。本来は、同じ間取りであっても、地盤特性によって、地震に対して建物は違う揺れ方をするはずであるが、住宅レベルではこのような静的な設計手法で十分と考えられてきた。
一方で、耐震構法では、ラーメン構造やブレースの配置、柱梁の部材断面の大径化等によって耐震性の向上が図られているが、一般に、中規模地震（震度４〜５弱）までは建物の弾性変形を保証し、大規模地震（震度５強〜）になると建物の塑性変形を許容して最低限建物全体としての倒壊を防止するようにして耐震設計がなされるため、大規模地震時には建物全体の倒壊は免れるものの、多大な修復費用を要するものであった。
これに対して、昨今、比較的規模の大きな地震が複数発生し、また、これに伴う住宅建物の耐震性についての関心が急速に高まりつつあることを背景として、従来の耐震構法に加えて、制震構法や免震構法による優れた対地震性能を備えた住宅建物が、開発・販売されるようになってきている。
制震構法とは、地震時の応答を抑える制震装置、例えば粘弾性ダンパーやオイルダンパーを設置して建物を構築する方法であり、地震力によって発生する振動エネルギーを、制震装置によって吸収させることによって、住宅建物の応答変位や応答加速度等を抑制し、振動を大きく軽減するようになされたものである。このような制震構法を用いた住宅建物として、フレームとダンパーを用いて制震壁を構成し、それを躯体構造に組み込んだ住宅建物を提供するものとしては、例えば特許文献１がある。
また、免震構法とは、積層ゴム支承、転がり支承、滑り支承等により基礎に対して建物を相対変位可能に構築する方法であり、地震発生時に、上部構造体に伝達される振動エネルギーを緩和して、住宅建物の倒壊等を防止するようになされたものである。免震構法では、表層地盤の増幅特性や、液状化の可能性の有無等が設計上重要視され、標準貫入試験等の地盤調査が実施された上で、それらの特性を考慮した設計式又は動的な解析手法によって設計がなされる。このような免震構法を用いた住宅建物において、基礎と上部構造体との縁切部分の構造を提供するものとしては、例えば特許文献２がある。
ところが、制震構法や免震構法による住宅建物では、従来の耐震構法によるものと比べれば、大規模地震等に遭遇した際の被害や修復費用はかなり軽減されると予想されるものの、少なからぬ導入コスト（初期コスト）を必要とするために、地震規模や地震発生確率、被害程度、修復費用等を総合勘案した場合に、果たしてコストメリットがあるのか否かを、顧客が簡易に判断して最適な構法選択を行うといったことは困難であった。
そこで、本発明は、上記問題に鑑みてなされたものであり、顧客にコストメリットのある最適な構法を提案することが可能な住宅建物の構法選択支援システム及びプログラムを提供することを目的とするものである。
上記の課題を解決するために、請求項１に記載の住宅建物の構法選択支援システムは、住宅建物の位置情報、地盤情報、構造情報を入力する手段と、
過去の地盤調査データ、地形図・地盤図等の地理データ、公的機関等によって公開されている公的データ、想定されている地震及びその規模・発生確率等の地震データ等をデータベースとして記憶する手段と、
それらに基いて、住宅建物の計画地において想定される地震波を設定し、該設定された地震波に対する住宅建物の揺れ方を演算する手段と、
該設定された地震波に対する住宅建物の被害程度、及びその被害の修復に必要な金額を演算し、住宅建物のライフサイクルコストを演算する手段と、
該演算された住宅建物の揺れ方及びライフサイクルコストを出力する手段と、
を備え、
該住宅建物の揺れ方及びライフサイクルコストは、住宅建物の構法毎に演算され、構法毎の演算結果が一覧対比可能に出力されることとして、最適な構法選択を支援するようにしたことを要旨とする。
過去の地盤調査データ、地形図・地盤図等の地理データ、公的機関等によって公開されている公的データ、想定されている地震及びその規模・発生確率等の地震データ等をデータベースとして記憶する手段と、
それらに基いて、住宅建物の計画地において想定される地震波を設定し、該設定された地震波に対する住宅建物の揺れ方を演算する手段と、
該設定された地震波に対する住宅建物の被害程度、及びその被害の修復に必要な金額を演算し、住宅建物のライフサイクルコストを演算する手段と、
該演算された住宅建物の揺れ方及びライフサイクルコストを出力する手段と、
を備え、
該住宅建物の揺れ方及びライフサイクルコストは、住宅建物の構法毎に演算され、構法毎の演算結果が一覧対比可能に出力されることとして、最適な構法選択を支援するようにしたことを要旨とする。
また、請求項２に記載の住宅建物の構法選択支援システムは、住宅建物の構造情報を入力する手段と、
過去に起きた地震の地震波データをデータベースとして記憶する手段と、
それらに基いて、過去に起きた地震の地震波又は該地震波を基準として設定された地震波に対する住宅建物の揺れ方を演算する手段と、
過去に起きた地震の地震波又は該地震波を基準として設定された地震波に対する住宅建物の被害程度、及びその被害の修復に必要な金額を演算し、住宅建物のライフサイクルコストを演算する手段と、
該演算された住宅建物の揺れ方及びライフサイクルコストを出力する手段と、
を備え、
該住宅建物の揺れ方及びライフサイクルコストは、住宅建物の構法毎に演算され、構法毎の演算結果が一覧対比可能に出力されることとして、最適な構法選択を支援するようにしたことを要旨とする。
過去に起きた地震の地震波データをデータベースとして記憶する手段と、
それらに基いて、過去に起きた地震の地震波又は該地震波を基準として設定された地震波に対する住宅建物の揺れ方を演算する手段と、
過去に起きた地震の地震波又は該地震波を基準として設定された地震波に対する住宅建物の被害程度、及びその被害の修復に必要な金額を演算し、住宅建物のライフサイクルコストを演算する手段と、
該演算された住宅建物の揺れ方及びライフサイクルコストを出力する手段と、
を備え、
該住宅建物の揺れ方及びライフサイクルコストは、住宅建物の構法毎に演算され、構法毎の演算結果が一覧対比可能に出力されることとして、最適な構法選択を支援するようにしたことを要旨とする。
また、請求項３に記載の住宅建物の構法選択支援システムは、請求項１又は２に記載の構成において、住宅建物の外観を三次元表示した上で、該演算された住宅建物の揺れ方に基づき、住宅建物の外観を変動させ、その変動の様子を動画表示することによって、該住宅建物の揺れ方を出力するようにしたことを要旨とする。
また、請求項４に記載の住宅建物の構法選択支援システムは、請求項１乃至３の何れかに記載の構成において、耐震構法、制震構法、免震構法の構法毎に、該住宅建物の揺れ方及びライフサイクルコストを演算し、出力するようにしたことを要旨とする。
また、請求項５に記載の住宅建物の構法選択支援システムは、請求項１乃至４の何れかに記載の構成において、住宅建物の外装材及び／又は内装材の寄与分を考慮して、住宅建物の揺れ方を演算するようにしたことを要旨とする。
また、請求項６に記載の住宅建物の構法選択支援システムは、請求項１乃至５の何れかに記載の構成において、該設定された地震波に対する、住宅建物の外装材、内装材の被害程度、及びその被害の修復に必要な金額を演算し、建物躯体の修復費用に加算して、該住宅建物のライフサイクルコストを演算するようにしたことを要旨とする。
また、請求項７に記載の住宅建物の構法選択支援システムは、請求項１乃至６の何れかに記載の構成において、該設定された地震波に対する、住宅建物内に配置される美術・骨董品や家具等の被害程度、及びその被害金額を算定し、建物の修復費用に加算して、該住宅建物のライフサイクルコストを演算するようにしたことを要旨とする。
また、請求項８に記載の住宅建物の構法選択支援システムは、請求項１乃至７の何れかに記載の構成において、過去の台風データをデータベースとして記憶する手段と、
住宅建物の計画地において想定される大規模台風による風荷重を設定し、該設定された風荷重に対する住宅建物の揺れ方を演算する手段と、
該演算された風荷重に対する住宅建物の揺れ方を出力する手段と、
をさらに備えたことを要旨とする。
住宅建物の計画地において想定される大規模台風による風荷重を設定し、該設定された風荷重に対する住宅建物の揺れ方を演算する手段と、
該演算された風荷重に対する住宅建物の揺れ方を出力する手段と、
をさらに備えたことを要旨とする。
また、請求項９に記載の住宅建物の構法選択支援プログラムは、住宅建物の構法選択支援システムを機能させるためのプログラムであって、コンピュータを、
住宅建物の位置情報、地盤情報、構造情報を入力する手段と、
過去の地盤調査データ、地形図・地盤図等の地理データ、公的機関等によって公開されている公的データ、想定されている地震及びその規模・発生確率等の地震データ等をデータベースとして記憶する手段と、
それらに基いて、住宅建物の計画地において想定される地震波を設定し、該設定された地震波に対する住宅建物の揺れ方を演算する手段と、
該設定された地震波に対する住宅建物の被害程度、及びその被害の修復に必要な金額を演算し、住宅建物のライフサイクルコストを演算する手段と、
該演算された住宅建物の揺れ方及びライフサイクルコストを出力する手段と、
として機能させ、
該住宅建物の揺れ方及びライフサイクルコストは、住宅建物の構法毎に演算され、構法毎の演算結果が一覧対比可能に出力されることとして、最適な構法選択を支援するようにしたことを要旨とする。
住宅建物の位置情報、地盤情報、構造情報を入力する手段と、
過去の地盤調査データ、地形図・地盤図等の地理データ、公的機関等によって公開されている公的データ、想定されている地震及びその規模・発生確率等の地震データ等をデータベースとして記憶する手段と、
それらに基いて、住宅建物の計画地において想定される地震波を設定し、該設定された地震波に対する住宅建物の揺れ方を演算する手段と、
該設定された地震波に対する住宅建物の被害程度、及びその被害の修復に必要な金額を演算し、住宅建物のライフサイクルコストを演算する手段と、
該演算された住宅建物の揺れ方及びライフサイクルコストを出力する手段と、
として機能させ、
該住宅建物の揺れ方及びライフサイクルコストは、住宅建物の構法毎に演算され、構法毎の演算結果が一覧対比可能に出力されることとして、最適な構法選択を支援するようにしたことを要旨とする。
また、請求項１０に記載の住宅建物の構法選択支援プログラムは、住宅建物の構法選択支援システムを機能させるためのプログラムであって、コンピュータを、
住宅建物の構造情報を入力する手段と、
過去に起きた地震の地震波データをデータベースとして記憶する手段と、
それらに基いて、過去に起きた地震の地震波又は該地震波を基準として設定された地震波に対する住宅建物の揺れ方を演算する手段と、
過去に起きた地震の地震波又は該地震波を基準として設定された地震波に対する住宅建物の被害程度、及びその被害の修復に必要な金額を演算し、住宅建物のライフサイクルコストを演算する手段と、
該演算された住宅建物の揺れ方及びライフサイクルコストを出力する手段と、
して機能させ、
該住宅建物の揺れ方及びライフサイクルコストは、住宅建物の構法毎に演算され、構法毎の演算結果が一覧対比可能に出力されることとして、最適な構法選択を支援するようにしたことを要旨とする。
住宅建物の構造情報を入力する手段と、
過去に起きた地震の地震波データをデータベースとして記憶する手段と、
それらに基いて、過去に起きた地震の地震波又は該地震波を基準として設定された地震波に対する住宅建物の揺れ方を演算する手段と、
過去に起きた地震の地震波又は該地震波を基準として設定された地震波に対する住宅建物の被害程度、及びその被害の修復に必要な金額を演算し、住宅建物のライフサイクルコストを演算する手段と、
該演算された住宅建物の揺れ方及びライフサイクルコストを出力する手段と、
して機能させ、
該住宅建物の揺れ方及びライフサイクルコストは、住宅建物の構法毎に演算され、構法毎の演算結果が一覧対比可能に出力されることとして、最適な構法選択を支援するようにしたことを要旨とする。
本発明によれば、住宅建物の計画地において想定される地震が起こったときの住宅建物の揺れ方、及びライフサイクルコストを、住宅建物の構法毎に演算し、構法毎の演算結果を一覧対比可能に出力するようにしたため、住宅建物の計画地においてはどの構法が最適でコストメリットがあるのかを、顧客が具体的且つ容易に判断でき、また、住宅建物の供給者側も、それをわかり易く提示できるという効果が有る。
図１に示すように、本発明に係る住宅建物の構法選択支援システム（１）は、マウス、キーボード等の入力部（２）と、本発明に係るプログラムにより演算可能な演算処理部（３）と、各種情報やデータベースを格納するための記憶部（４）と、演算結果を出力するためのモニタ、プリンタ等の出力部（５）とを備えて構成される。
入力部（２）は、主として住宅建物の位置情報、地盤情報、構造情報を入力するためのものであるが、他に必要なプログラムや各種情報等を入力可能に構成してもよい。また、入力部（２）を複数設けて、同一の又は異なる場所から入力可能に構成してもよい。
演算処理部（３）では、本発明に係るプログラムにより、住宅建物の揺れ方やライフサイクルコスト等を出力表示して顧客に提示するための演算処理が行われる。
演算処理部（３）では、本発明に係るプログラムにより、住宅建物の揺れ方やライフサイクルコスト等を出力表示して顧客に提示するための演算処理が行われる。
記憶部（４）は、入力部（２）により入力された住宅建物の位置情報、地盤情報、構造情報や、住宅建物の揺れ方やライフサイクルコスト等を演算処理するための各種データベースの他、演算処理部（３）で演算処理された結果を一時的に又は保存可能に記憶するために用いられるものである。これらの各種の情報やデータベースは、例えば、コンピュータのハードディスクに格納してもよいし、ＣＤ―ＲＯＭやＭＯ等の記録媒体に格納することとしてもよい。
入力部（２）、演算処理部（３）、記憶部（４）、出力部（５）は、一体的に構成する他、別体で構成してもよい。また、インターネット等の電気通信回線によって外部と接続して構成してもよく、例えば、本発明で使用する各種の情報やデータベースを、インターネットを介して、外部から取得することとしてもよい。
本発明に係る住宅建物の構法選択支援システム及びそのプログラムは、代表的には、住宅メーカーの各地域の営業所等において用いられる。住宅建物の位置情報等の入力情報は、営業担当者が入力することとしてもよいし、顧客が自ら入力することしてもよい。
その他、顧客等が自宅のコンピュータで入力した情報をサーバーで演算処理し、インターネットを介して、顧客等に住宅建物の揺れ方やライフサイクルコスト等の出力結果を提示するようにして用いてもよい。
その他、顧客等が自宅のコンピュータで入力した情報をサーバーで演算処理し、インターネットを介して、顧客等に住宅建物の揺れ方やライフサイクルコスト等の出力結果を提示するようにして用いてもよい。
本発明の第１の実施例について、図２に基いて説明する。本実施例は、本発明に係るシステムの動作の一実施形態を示すものであり、以下、図２の流れに沿って説明する。
まず、システムを動作させるための準備として、ステップＳ１によって、住宅建物の計画地における現地地盤調査を行うとともに、ステップＳ１ａによって、住宅建物の間取り計画等のプランニングを行う。現地地盤調査としては、例えばスウェーデン式サウンディング法や標準貫入試験等による地耐力調査や地盤情報の収集を行う。また、プランニングは、システムが有するＣＡＤ（Computer Aided Design）機能を用いて行うものとする。
これらを踏まえて、ステップＳ２によって、各種の情報入力を行う。本実施例において入力される情報は以下のようなものである。
（ａ）住宅建物の位置情報
（ｂ）住宅建物の計画地における地盤情報
（ｃ）住宅建物の構造情報
「住宅建物の位置情報」（ａ）は、計画される住宅建物の地理的所在位置を示すものであり、例えば、都道府県・市区町村・番地等の住所を入力する。「住宅建物の計画地における地盤情報」（ｂ）は、上記ステップＳ１によって行われた現地地盤調査の結果を示すものであり、例えば、地盤の強度を示すＮ値等を入力する。「住宅建物の構造情報」（ｃ）は、地震時応答解析（ステップＳ３）に必要となる住宅建物固有の構造的な情報であり、例えば、住宅建物の平面形状、壁の量・配置、建物高さ、構造種別、部材断面寸法、階数、ピロティの有無、窓の位置・大きさ等を入力する。なお、壁の強度や剛性等は、システムが予めデータベースとして記憶し保有しているものとする。
（ａ）住宅建物の位置情報
（ｂ）住宅建物の計画地における地盤情報
（ｃ）住宅建物の構造情報
「住宅建物の位置情報」（ａ）は、計画される住宅建物の地理的所在位置を示すものであり、例えば、都道府県・市区町村・番地等の住所を入力する。「住宅建物の計画地における地盤情報」（ｂ）は、上記ステップＳ１によって行われた現地地盤調査の結果を示すものであり、例えば、地盤の強度を示すＮ値等を入力する。「住宅建物の構造情報」（ｃ）は、地震時応答解析（ステップＳ３）に必要となる住宅建物固有の構造的な情報であり、例えば、住宅建物の平面形状、壁の量・配置、建物高さ、構造種別、部材断面寸法、階数、ピロティの有無、窓の位置・大きさ等を入力する。なお、壁の強度や剛性等は、システムが予めデータベースとして記憶し保有しているものとする。
上記入力された各種情報（ａ）〜（ｃ）に基づき、ステップＳ３によって、地震時応答解析が行われる。この際、システムが予め記憶し保有する以下のようなデータが用いられる。
（ｄ）過去の地盤調査データ
（ｅ）地形図、地盤図等の地理データ
（ｆ）公的機関等によって公開されている公的データ
（ｇ）想定されている地震及びその規模、発生確率等の地震データ
「過去の地盤調査データ」（ｄ）は、過去に行われた現地地盤調査の結果を収集したものである。「地形図、地盤図等の地理データ」（ｅ）は、地形図、地盤図、推定地層図、標高データ等を収集したものである。「公的機関等によって公開されている公的データ」（ｆ）は、文部科学省や国土交通省の公的機関が公開している想定震度マップ、液状化危険度マップ等を収集したものである。「想定されている地震及びその規模、発生確率等の地震データ」（ｇ）は、将来発生が予想される地震の種類、震源、波形、規模、発生確率等を収集したものである。これらは、いずれも日本全国又は住宅建物の計画地を含む一定範囲地域のデータとして、地理的位置（例えば、都道府県・市区町村単位の住所や緯度・経度等）に関連付けられて、システムに保有されている。
（ｄ）過去の地盤調査データ
（ｅ）地形図、地盤図等の地理データ
（ｆ）公的機関等によって公開されている公的データ
（ｇ）想定されている地震及びその規模、発生確率等の地震データ
「過去の地盤調査データ」（ｄ）は、過去に行われた現地地盤調査の結果を収集したものである。「地形図、地盤図等の地理データ」（ｅ）は、地形図、地盤図、推定地層図、標高データ等を収集したものである。「公的機関等によって公開されている公的データ」（ｆ）は、文部科学省や国土交通省の公的機関が公開している想定震度マップ、液状化危険度マップ等を収集したものである。「想定されている地震及びその規模、発生確率等の地震データ」（ｇ）は、将来発生が予想される地震の種類、震源、波形、規模、発生確率等を収集したものである。これらは、いずれも日本全国又は住宅建物の計画地を含む一定範囲地域のデータとして、地理的位置（例えば、都道府県・市区町村単位の住所や緯度・経度等）に関連付けられて、システムに保有されている。
地震時応答解析は、上記データ（ｄ）〜（ｇ）を元に、以下のような手順で行われる。
まず、「住宅建物の位置情報」（ａ）、「住宅建物の計画地における地盤情報」（ｂ）、及び「過去の地盤調査データ」（ｄ）、「地形図、地盤図等の地理データ」（ｅ）、「公的機関等によって公開されている公的データ」（ｆ）を用いて、住宅建物の計画地における地盤支持力、増幅特性、液状化特性等が演算される。
次いで、「住宅建物の位置情報」（ａ）、及び「公的機関等によって公開されている公的データ」（ｆ）、「想定されている地震及びその規模、発生確率等データ」（ｇ）を用いて、住宅建物の計画地において発生が予想される地震波の設定が行われる。地震波の設定は、地震の種類、表層部での地震波形、地震規模（震度、地表面最大加速度）、地震発生確率（年超過確率）等を設定することによって行われる。
そして、上記設定された地震波と「住宅建物の構造情報」（ｃ）を用いて、上記設定された地震波に対する住宅建物の揺れ方が演算される。揺れ方の演算は、上記設定された地震波による表層地盤の振動解析を行い、次いで住宅建物の層間変形角、応答加速度等を算出することによって行われる。このとき、上記演算された住宅建物の計画地における地盤支持力、増幅特性、液状化特性等が考慮される。また、住宅建物の揺れ方は、中規模地震（震度３〜５弱）の場合、大規模地震（震度５強〜）の場合、というように地震規模毎に演算される。
さらに好ましくは、住宅建物の揺れ方は、躯体の剛性・構造強度等だけでなく、外装材や内装材の寄与分、すなわち外装材や内装材が有する剛性・構造強度等地震に対する抵抗度合いを考慮して演算される。このため、住宅建物の構造情報（ｃ）には、外装材や内装材に係る情報を含めて入力を行っておく。また、外装材や内装材の部材毎の剛性・構造強度等必要なデータを、システムが予め記憶し保有しておくものとする。
住宅建物の耐震要素の配置計画がまだ完了していない場合（間取りしか計画されていない場合）は、最適な耐震要素の計画をシステムに自動的に設計させるようにしてもよい。
まず、「住宅建物の位置情報」（ａ）、「住宅建物の計画地における地盤情報」（ｂ）、及び「過去の地盤調査データ」（ｄ）、「地形図、地盤図等の地理データ」（ｅ）、「公的機関等によって公開されている公的データ」（ｆ）を用いて、住宅建物の計画地における地盤支持力、増幅特性、液状化特性等が演算される。
次いで、「住宅建物の位置情報」（ａ）、及び「公的機関等によって公開されている公的データ」（ｆ）、「想定されている地震及びその規模、発生確率等データ」（ｇ）を用いて、住宅建物の計画地において発生が予想される地震波の設定が行われる。地震波の設定は、地震の種類、表層部での地震波形、地震規模（震度、地表面最大加速度）、地震発生確率（年超過確率）等を設定することによって行われる。
そして、上記設定された地震波と「住宅建物の構造情報」（ｃ）を用いて、上記設定された地震波に対する住宅建物の揺れ方が演算される。揺れ方の演算は、上記設定された地震波による表層地盤の振動解析を行い、次いで住宅建物の層間変形角、応答加速度等を算出することによって行われる。このとき、上記演算された住宅建物の計画地における地盤支持力、増幅特性、液状化特性等が考慮される。また、住宅建物の揺れ方は、中規模地震（震度３〜５弱）の場合、大規模地震（震度５強〜）の場合、というように地震規模毎に演算される。
さらに好ましくは、住宅建物の揺れ方は、躯体の剛性・構造強度等だけでなく、外装材や内装材の寄与分、すなわち外装材や内装材が有する剛性・構造強度等地震に対する抵抗度合いを考慮して演算される。このため、住宅建物の構造情報（ｃ）には、外装材や内装材に係る情報を含めて入力を行っておく。また、外装材や内装材の部材毎の剛性・構造強度等必要なデータを、システムが予め記憶し保有しておくものとする。
住宅建物の耐震要素の配置計画がまだ完了していない場合（間取りしか計画されていない場合）は、最適な耐震要素の計画をシステムに自動的に設計させるようにしてもよい。
なお、上記データ（ｄ）〜（ｇ）の各データに替えて、又は上記データ（ｄ）〜（ｇ）の各データとともに、以下のデータをシステムが予め記憶し保有しておくこととしてもよい。
（ｈ）過去に起きた代表的な地震の地震波データ
そして、「住宅建物の構造情報」（ｃ）と「過去に起きた代表的な地震の地震波データ」（ｈ）を用いて、過去に起きた代表的な地震の地震波、あるいはこの地震波を基準として設定される地震波（例えば、「過去に起きた代表的な地震の地震波の一定倍規模の地震波」というように設定される地震波）に対する住宅建物の揺れ方やライフサイクルコスト（後述）等を演算するようにしてもよい。
これによれば、住宅建物の位置情報や地盤情報等が得られていない段階で、住宅建物の計画地において発生が予想される地震波が設定できない場合であっても、過去に起きた特定の地震（例えば、「阪神淡路大震災時の地震（兵庫県南部地震）」）が住宅建物に入力したと仮定して、住宅建物の揺れ方等をシミュレーションすることができる。
（ｈ）過去に起きた代表的な地震の地震波データ
そして、「住宅建物の構造情報」（ｃ）と「過去に起きた代表的な地震の地震波データ」（ｈ）を用いて、過去に起きた代表的な地震の地震波、あるいはこの地震波を基準として設定される地震波（例えば、「過去に起きた代表的な地震の地震波の一定倍規模の地震波」というように設定される地震波）に対する住宅建物の揺れ方やライフサイクルコスト（後述）等を演算するようにしてもよい。
これによれば、住宅建物の位置情報や地盤情報等が得られていない段階で、住宅建物の計画地において発生が予想される地震波が設定できない場合であっても、過去に起きた特定の地震（例えば、「阪神淡路大震災時の地震（兵庫県南部地震）」）が住宅建物に入力したと仮定して、住宅建物の揺れ方等をシミュレーションすることができる。
次に、ステップＳ４によって、計画された住宅建物が耐震建物としての所定の基準を満たしているか否かが判定される。この基準としては、建築基準法等の法令によるものの他、住宅建物の供給者が独自に定めたものであってもよい。所定の基準を満たしていないと判定されれば、ステップＳ１ａに戻って再度プランニングを行い、基準を満たすまで上記工程を繰り返す。
住宅建物が耐震建物として所定の基準を満たしていると判定されれば、ステップＳ５に移行し、上記した応答解析と同様の手順によって、住宅建物を制震構法とした場合、免震構法とした場合、のそれぞれについて住宅建物の揺れ方の解析が行われる。住宅建物を制震構法、あるいは免震構法とする上で必要となる耐震要素の情報については、適宜入力することとする他、システムに自動的に設計させて解析を行うこととしてもよい。
次に、ステップＳ６によって、住宅建物のライフサイクルコストが演算される。ライフサイクルコストは、住宅建物を耐震構法とした場合、制震構法とした場合、免震構法とした場合、のそれぞれについて演算される。
ライフサイクルコストの演算は、以下のような手順で行われる。
まず、上記設定された地震波によって、住宅建物が上記の揺れ方をした場合の、住宅建物（躯体）の被害程度、及び被害の修復に必要な金額（修復費用）が演算される。修復費用の演算に際しては、システムが予め記憶し保有する以下のようなデータが用いられる。
（ｉ）建物部材又は部位毎の修復費用データ
そして、初期費用、及び上記修復費用を元に地震発生確率を考慮した修復費用の期待値が演算される。修復費用の期待値は、中規模地震（震度３〜５弱）の場合、大規模地震（震度５強〜）の場合、というように地震規模毎に演算される。
ライフサイクルコストの演算は、以下のような手順で行われる。
まず、上記設定された地震波によって、住宅建物が上記の揺れ方をした場合の、住宅建物（躯体）の被害程度、及び被害の修復に必要な金額（修復費用）が演算される。修復費用の演算に際しては、システムが予め記憶し保有する以下のようなデータが用いられる。
（ｉ）建物部材又は部位毎の修復費用データ
そして、初期費用、及び上記修復費用を元に地震発生確率を考慮した修復費用の期待値が演算される。修復費用の期待値は、中規模地震（震度３〜５弱）の場合、大規模地震（震度５強〜）の場合、というように地震規模毎に演算される。
上記によって演算された結果は、ステップＳ７によって出力され、各構法毎に区分して顧客に提示される。そして、この出力結果を元に顧客が、ステップＳ８によって、耐震構法、制震構法、免震構法の各ケースを比較検討した上で、この中から最適な構法を任意に選択する。
なお、ステップＳ５ａによって、地盤補強が必要と判断される場合には、その方法とコストを演算し、上記出力結果と併せて顧客に提示することとしてもよい。
以上、本実施例によれば、「住宅建物の位置情報」（ａ）、「住宅建物の計画地における地盤情報」（ｂ）、「住宅建物の構造情報」（ｃ）といった必要最低限の情報を入力するのみで、住宅建物の計画地において将来発生が予想される地震に対して、住宅建物がどのような揺れ方をし、受けた被害を修復するのにどれだけの修復費用を要するか、といったことが各構法毎に演算されて出力されるようにしたため、顧客が最適な構法選択を行う上で有用な情報を、非常に簡易に提供することが可能となる。
本発明の第２の実施例を、図３を参照しながら説明する。本実施例は、実施例１において出力された出力結果の表示例について示すものである。
図３に示すように、本実施例に係る出力画面は、画面上半部の「間取り」（１０）、「建築地」（１１）、「地盤情報」（１２）、「地震情報」（１３）、画面下半部の「コスト」（１５）、「地震被害状況」（１６）から構成されている。
「間取り」（１０）、及び「建築地」（１１）には、計画される住宅建物の階毎の間取り、及び住所が表示されている。「地盤情報」（１２）には、現地地盤調査の結果の概要が表示されており、さらに「地盤情報」（１２）を指示クリックすると、現地地盤調査結果のより詳細な情報や、住宅建物の計画地周辺の地形図、推定地層図等が別ウィンドウにて表示されるようになっている。
「地震情報」（１３）には、住宅建物の計画地域で想定されている地震及びその規模、発生確率等の地震データの概要が表示されている。
「間取り」（１０）、及び「建築地」（１１）には、計画される住宅建物の階毎の間取り、及び住所が表示されている。「地盤情報」（１２）には、現地地盤調査の結果の概要が表示されており、さらに「地盤情報」（１２）を指示クリックすると、現地地盤調査結果のより詳細な情報や、住宅建物の計画地周辺の地形図、推定地層図等が別ウィンドウにて表示されるようになっている。
「地震情報」（１３）には、住宅建物の計画地域で想定されている地震及びその規模、発生確率等の地震データの概要が表示されている。
「コスト」（１５）は、住宅建物の建築時に要する費用（初期コスト）、及び建築後の所定の地震に対して要する修復費用（ライフサイクルコスト）について表示したものであり、横軸に「供用年数（年）」、縦軸に「コスト（円）」をとって、耐震構法、制震構法、免震構法とした場合について、同一のグラフ上に表示されている。
グラフには、「初期コスト」、「ＬＣＣ（ライフサイクルコスト）」が表示されており、「ＬＣＣ（ライフサイクルコスト）」は、実施例１によって演算された修復費用の期待値が、年間の平均値によって表示されている。
これによれば、制震構法を耐震構法と比較した場合に、供用年数Ａ（年）で、初期コスト＋修復費用が逆転し、免震構法を耐震構法と比較した場合に、供用年数Ｂ（年）で、初期コスト＋修復費用が逆転し、免震構法を制震構法と比較した場合に、供用年数Ｃ（年）で、初期コスト＋修復費用が逆転することが、容易に理解できる。
「地震被害状況」（１６）は、中規模地震（震度３〜５弱）の場合、大規模地震（震度５強〜）の場合、がそれぞれ耐震構法、制震構法、免震構法の構法種別毎に区分して表示される。また、地震発生の頻度も併せて表示されている。そして、各構法毎に、それぞれの規模の地震による住宅建物の揺れ方がアニメーション表示されるとともに、修復費用も併せて表示されるようになっている。住宅建物の揺れ方の表示は、住宅建物のＣＡＤデータを元に外観を三次元表示した上で、実施例１によって演算された層間変形角、応答加速度等に基づき、住宅建物の外観をあたかも実際の地震に遭遇しているかのように変動させ、その変動の様子を動画表示することによって行われる。
なお、地震規模毎に、設定地震波と時刻歴応答波形（応答変性、応答加速度）も併せて表示されることとしてもよい。
グラフには、「初期コスト」、「ＬＣＣ（ライフサイクルコスト）」が表示されており、「ＬＣＣ（ライフサイクルコスト）」は、実施例１によって演算された修復費用の期待値が、年間の平均値によって表示されている。
これによれば、制震構法を耐震構法と比較した場合に、供用年数Ａ（年）で、初期コスト＋修復費用が逆転し、免震構法を耐震構法と比較した場合に、供用年数Ｂ（年）で、初期コスト＋修復費用が逆転し、免震構法を制震構法と比較した場合に、供用年数Ｃ（年）で、初期コスト＋修復費用が逆転することが、容易に理解できる。
「地震被害状況」（１６）は、中規模地震（震度３〜５弱）の場合、大規模地震（震度５強〜）の場合、がそれぞれ耐震構法、制震構法、免震構法の構法種別毎に区分して表示される。また、地震発生の頻度も併せて表示されている。そして、各構法毎に、それぞれの規模の地震による住宅建物の揺れ方がアニメーション表示されるとともに、修復費用も併せて表示されるようになっている。住宅建物の揺れ方の表示は、住宅建物のＣＡＤデータを元に外観を三次元表示した上で、実施例１によって演算された層間変形角、応答加速度等に基づき、住宅建物の外観をあたかも実際の地震に遭遇しているかのように変動させ、その変動の様子を動画表示することによって行われる。
なお、地震規模毎に、設定地震波と時刻歴応答波形（応答変性、応答加速度）も併せて表示されることとしてもよい。
画面の最下段には「お客様の選択」（１７）の欄が設けられており、このように各構法毎に画面表示された上記内容を顧客が比較検討し、自分にとって最適な構法を決定した後にラジオボタンを指示クリックすることで、各構法毎に作成された契約画面（図示せず）へと進むようになっている。
以上、本実施例によれば、前実施例によって演算された住宅建物の揺れ方及びライフサイクルコスト等を、各構法（耐震構法、制震構方、免震構法）毎に、アニメーションを用いて一覧対比可能に出力するようにしたため、顧客は各構法の比較検討をきわめて容易に行うことができる。しかも、地震規模、地震発生確率、被害程度、修復費用、ライフサイクルコスト等をトータルに考慮した構法選択を、非常に簡易に行うことが可能となる。
本発明の第３の実施例について説明する。本実施例は、実施例１の変形例について示すものである。
本実施例は、ライフサイクルコストの演算（図２、ステップＳ６）に際し、外壁・屋根葺材等の外装材、クロス・床材等の内装材の寄与分も考慮するようにしたものである。 つまり、所定の地震波に対する住宅建物の外装材、内装材の被害程度、及びその被害の修復に必要な金額を演算し、建物躯体の修復費用に加算して、修復費用の期待値を演算するようになされている。このために、「住宅建物の構造情報」、「建物部材又は部位毎の修復費用データ」に、外装材、内装材に係る情報を含めて、システムが予め記憶し保有している。
住宅建物の外装材、内装材の被害程度の演算に際しては、システムが予め記憶し保有する以下のようなデータが用いられる。
（ｊ）外装材、内装材の被害程度、変形量等データ
上記「外装材、内装材の被害程度、変形量等データ」（ｊ）として、住宅建物の実大レベルでの実験を行って実験的に裏付けられたデータを用いることとすれば、より精確な演算結果を得ることが期待できる。
住宅建物の外装材、内装材の被害程度の演算に際しては、システムが予め記憶し保有する以下のようなデータが用いられる。
（ｊ）外装材、内装材の被害程度、変形量等データ
上記「外装材、内装材の被害程度、変形量等データ」（ｊ）として、住宅建物の実大レベルでの実験を行って実験的に裏付けられたデータを用いることとすれば、より精確な演算結果を得ることが期待できる。
さらに、本実施例では、顧客が所有する財産的価値の高い動産であって住宅建物内に配置されるもの（例えば、美術・骨董品や家具等）の寄与分も考慮するようにしている。つまり、所定の地震波に対するこれら美術・骨董品や家具等の被害程度（破損か否か）、及びその被害金額を算定し、建物（躯体、外装材、内装材）の修復費用に加算して、修復費用の期待値を演算するようになされている。このために、本実施例では、「住宅建物の位置情報」等の各種情報入力（図２、ステップＳ２）の際に、以下の情報を併せて入力しておく。
（ｋ）顧客が所有する美術・骨董品、家具等の費用情報
その他、美術・骨董品、家具等の配置位置（１階か２階か、間取り上のどの位置か等）、配置方法（建物に固定するか否か等）、形状（縦横高さの比率、底面の形状等）、重さ等の情報を必要により入力することとしてもよい。
（ｋ）顧客が所有する美術・骨董品、家具等の費用情報
その他、美術・骨董品、家具等の配置位置（１階か２階か、間取り上のどの位置か等）、配置方法（建物に固定するか否か等）、形状（縦横高さの比率、底面の形状等）、重さ等の情報を必要により入力することとしてもよい。
地震に対する外装材や内装材、顧客が所有する動産等の寄与分については、建物のライフサイクルコストを算出する上で、従来殆ど考慮されることが無かったが、本実施例によれば、より細かな評価を行うことが可能となる。
また、本実施例では、地震だけでなく風荷重についても考慮可能に構成している。風荷重の考慮に際しては、本システムは予め以下のデータを記憶し保有している。
（ｌ）過去の台風データ
「過去の台風データ」（ｌ）は、過去に発生した台風の通過年月日、通過経路、規模（風圧、気圧、風速）等を収集したものであり、日本全国又は住宅建物の計画地を含む一定範囲地域のデータとして、地理的位置（例えば、都道府県・市区町村単位の住所や緯度・経度等）に関連付けられて、システムに保有されている。
そして、「過去の台風データ」（ｌ）と、ステップＳ２（図２）によって入力された「住宅建物の位置情報」（ａ）とを用いて、住宅建物の計画地において、例えば過去１０年に１回発生した程度の大規模な台風による風荷重（変動風圧）を設定し、さらに「住宅建物の構造情報」（ｃ）を用いて、設定された風荷重に対する住宅建物の揺れ方を演算する。風荷重に対する住宅建物の揺れは、地震に対するのと同様に、耐震構法、制震構法、免震構法の構法毎に演算して、出力表示する。設定された風荷重によって、住宅建物が上記の揺れ方をした場合の、住宅建物の被害程度、及び被害の修復に必要な金額を演算して、大規模台風の発生確率を考慮した修復費用の期待値を演算し、出力表示するようにしてもよい。
その他、住宅建物周囲に、風荷重に影響を与え得る高層ビル等大規模な建造物がある場合には、これを考慮して住宅建物の揺れ方を演算するようにしてもよい。
（ｌ）過去の台風データ
「過去の台風データ」（ｌ）は、過去に発生した台風の通過年月日、通過経路、規模（風圧、気圧、風速）等を収集したものであり、日本全国又は住宅建物の計画地を含む一定範囲地域のデータとして、地理的位置（例えば、都道府県・市区町村単位の住所や緯度・経度等）に関連付けられて、システムに保有されている。
そして、「過去の台風データ」（ｌ）と、ステップＳ２（図２）によって入力された「住宅建物の位置情報」（ａ）とを用いて、住宅建物の計画地において、例えば過去１０年に１回発生した程度の大規模な台風による風荷重（変動風圧）を設定し、さらに「住宅建物の構造情報」（ｃ）を用いて、設定された風荷重に対する住宅建物の揺れ方を演算する。風荷重に対する住宅建物の揺れは、地震に対するのと同様に、耐震構法、制震構法、免震構法の構法毎に演算して、出力表示する。設定された風荷重によって、住宅建物が上記の揺れ方をした場合の、住宅建物の被害程度、及び被害の修復に必要な金額を演算して、大規模台風の発生確率を考慮した修復費用の期待値を演算し、出力表示するようにしてもよい。
その他、住宅建物周囲に、風荷重に影響を与え得る高層ビル等大規模な建造物がある場合には、これを考慮して住宅建物の揺れ方を演算するようにしてもよい。
住宅分野では、風荷重については、一般的な静的荷重として従来設計されてきたが、このように動的解析の考え方を取り入れ、本発明に係るシステムに反映させることで、より安全な住宅建物を簡易に提案することが可能となる。
本発明は、顧客にコストメリットのある最適な構法を提案することが可能な住宅建物の構法選択支援システム及びプログラムを提供するものであり、産業上の利用可能性を有する。
１ 住宅建物の構法選択支援システム
２ 入力部
３ 演算処理部
４ 記憶部
５ 出力部
１０ 間取り
１１ 建築地
１２ 地盤情報
１３ 地震情報
１５ コスト
１６ 地震被害状況
２ 入力部
３ 演算処理部
４ 記憶部
５ 出力部
１０ 間取り
１１ 建築地
１２ 地盤情報
１３ 地震情報
１５ コスト
１６ 地震被害状況
Claims (10)
- 住宅建物の位置情報、地盤情報、構造情報を入力する手段と、
過去の地盤調査データ、地形図・地盤図等の地理データ、公的機関等によって公開されている公的データ、想定されている地震及びその規模・発生確率等の地震データ等をデータベースとして記憶する手段と、
それらに基いて、住宅建物の計画地において想定される地震波を設定し、該設定された地震波に対する住宅建物の揺れ方を演算する手段と、
該設定された地震波に対する住宅建物の被害程度、及びその被害の修復に必要な金額を演算し、住宅建物のライフサイクルコストを演算する手段と、
該演算された住宅建物の揺れ方及びライフサイクルコストを出力する手段と、
を備え、
該住宅建物の揺れ方及びライフサイクルコストは、住宅建物の構法毎に演算され、構法毎の演算結果が一覧対比可能に出力されることとして、最適な構法選択を支援するようにした住宅建物の構法選択支援システム。 - 住宅建物の構造情報を入力する手段と、
過去に起きた地震の地震波データをデータベースとして記憶する手段と、
それらに基いて、過去に起きた地震の地震波又は該地震波を基準として設定された地震波に対する住宅建物の揺れ方を演算する手段と、
過去に起きた地震の地震波又は該地震波を基準として設定された地震波に対する住宅建物の被害程度、及びその被害の修復に必要な金額を演算し、住宅建物のライフサイクルコストを演算する手段と、
該演算された住宅建物の揺れ方及びライフサイクルコストを出力する手段と、
を備え、
該住宅建物の揺れ方及びライフサイクルコストは、住宅建物の構法毎に演算され、構法毎の演算結果が一覧対比可能に出力されることとして、最適な構法選択を支援するようにした住宅建物の構法選択支援システム。 - 住宅建物の外観を三次元表示した上で、該演算された住宅建物の揺れ方に基づき、住宅建物の外観を変動させ、その変動の様子を動画表示することによって、該住宅建物の揺れ方を出力するようにした請求項１又は２に記載の住宅建物の構法選択支援システム。
- 耐震構法、制震構法、免震構法の構法毎に、該住宅建物の揺れ方及びライフサイクルコストを演算し、出力するようにした請求項１乃至３の何れかに記載の住宅建物の構法選択支援システム。
- 住宅建物の外装材及び／又は内装材の寄与分を考慮して、住宅建物の揺れ方を演算するようにした請求項１乃至４の何れかに記載の住宅建物の構法選択支援システム。
- 該設定された地震波に対する、住宅建物の外装材、内装材の被害程度、及びその被害の修復に必要な金額を演算し、建物躯体の修復費用に加算して、該住宅建物のライフサイクルコストを演算するようにした請求項１乃至５の何れかに記載の住宅建物の構法選択支援システム。
- 該設定された地震波に対する、住宅建物内に配置される美術・骨董品や家具等の被害程度、及びその被害金額を算定し、建物の修復費用に加算して、該住宅建物のライフサイクルコストを演算するようにした請求項１乃至６の何れかに記載の住宅建物の構法選択支援システム。
- 過去の台風データをデータベースとして記憶する手段と、
住宅建物の計画地において想定される大規模台風による風荷重を設定し、該設定された風荷重に対する住宅建物の揺れ方を演算する手段と、
該演算された風荷重に対する住宅建物の揺れ方を出力する手段と、
をさらに備えた請求項１乃至７の何れかに記載の住宅建物の構法選択支援システム。 - 住宅建物の構法選択支援システムを機能させるためのプログラムであって、コンピュータを、
住宅建物の位置情報、地盤情報、構造情報を入力する手段と、
過去の地盤調査データ、地形図・地盤図等の地理データ、公的機関等によって公開されている公的データ、想定されている地震及びその規模・発生確率等の地震データ等をデータベースとして記憶する手段と、
それらに基いて、住宅建物の計画地において想定される地震波を設定し、該設定された地震波に対する住宅建物の揺れ方を演算する手段と、
該設定された地震波に対する住宅建物の被害程度、及びその被害の修復に必要な金額を演算し、住宅建物のライフサイクルコストを演算する手段と、
該演算された住宅建物の揺れ方及びライフサイクルコストを出力する手段と、
として機能させ、
該住宅建物の揺れ方及びライフサイクルコストは、住宅建物の構法毎に演算され、構法毎の演算結果が一覧対比可能に出力されることとして、最適な構法選択を支援するようにした住宅建物の構法選択支援プログラム。 - 住宅建物の構法選択支援システムを機能させるためのプログラムであって、コンピュータを、
住宅建物の構造情報を入力する手段と、
過去に起きた地震の地震波データをデータベースとして記憶する手段と、
それらに基いて、過去に起きた地震の地震波又は該地震波を基準として設定された地震波に対する住宅建物の揺れ方を演算する手段と、
過去に起きた地震の地震波又は該地震波を基準として設定された地震波に対する住宅建物の被害程度、及びその被害の修復に必要な金額を演算し、住宅建物のライフサイクルコストを演算する手段と、
該演算された住宅建物の揺れ方及びライフサイクルコストを出力する手段と、
して機能させ、
該住宅建物の揺れ方及びライフサイクルコストは、住宅建物の構法毎に演算され、構法毎の演算結果が一覧対比可能に出力されることとして、最適な構法選択を支援するようにした住宅建物の構法選択支援プログラム。
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