JP2008217631A - Structural design support system for building - Google Patents

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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a structural design support system for a building by which an optimal structure can rapidly be extracted. <P>SOLUTION: The system is provided with: a design policy setting means 41 for setting structural design policy data, such as a building construction method of the building or a reference module, input by an input device 2; a plan setting means 42 for fetching shape data and opening position data of each room; a wall position setting means for setting wall position data from data fetched by the plan setting means and a reference module; a load calculation means for calculating input loads; an arrangement pattern generating means for generating an arrangement pattern of all the bearing walls including the structural design policy data; and an allowable arrangement pattern extraction means for extracting the arrangement pattern of a wall amount that satisfies a condition of the structural setting policy from the patterns. <P>COPYRIGHT: (C)2008,JPO&INPIT

Description

本発明は、耐力壁の配置パターンを自動生成させることによって建物の構造設計を迅速におこなうための建物の構造設計支援システムに関するものである。   The present invention relates to a building structural design support system for quickly performing structural design of a building by automatically generating an arrangement pattern of bearing walls.

従来、設計者によって間取りや耐力壁の位置などの概略の設計がなされたものに対し、詳細な構造計算や部材の拾い出しをおこなうためのデータを生成する設計支援システムが知られている(特許文献1,2など参照)。   Conventionally, there has been known a design support system that generates data for performing detailed structural calculation and picking up members for what has been roughly designed by a designer such as a floor plan and a position of a bearing wall (patent) References 1, 2 etc.).

例えば特許文献1に開示された住宅性能表示壁量計算システムは、建物の壁のうち強度に寄与するものを選択してその壁量を積算し、建物の性能を表示することを明確かつ容易におこなうものである。   For example, the housing performance display wall quantity calculation system disclosed in Patent Literature 1 clearly and easily displays the building performance by selecting the wall that contributes to the strength among the walls of the building and integrating the wall quantity. It is what you do.

すなわち、この住宅性能表示壁量計算システムでは、建物の図面から柱、梁及び筋交いなどの部材を検出し、壁の中で耐力壁と判定できるものを自動判定し、耐力壁と判定された壁に基づいて壁量計算をおこなうとともに耐力壁の位置を図面に出力し、根拠が明確な壁量計算書を作成している。
特許第3478801号公報 特開2005−165918号公報
In other words, in this residential performance display wall quantity calculation system, members such as columns, beams and braces are detected from the drawing of the building, and those that can be determined as bearing walls are automatically determined, and walls that are determined as bearing walls Based on the above, the wall quantity is calculated and the position of the bearing wall is output to the drawing to create a wall quantity calculation document with clear grounds.
Japanese Patent No. 3478801 JP 2005-165918 A

しかしながら、前記した住宅性能表示壁量計算システムでは、設計者が柱、梁、筋交い及び壁の位置を決めて作成された設計図(CADデータ)から耐力壁とみなせるものを抽出するシステムであり、耐力壁をどこに配置したらよいかを示してくれるものではない。   However, in the above-mentioned housing performance display wall quantity calculation system, a designer extracts what can be regarded as a bearing wall from a design drawing (CAD data) created by deciding the positions of columns, beams, braces and walls, It does not indicate where to place the bearing walls.

また、壁の位置やその壁を耐力壁にするか否かの組み合わせには多くのパターンがあり、それらのパターンの中から構造的にみていずれが最適であるかを判断するには、概略設計を繰り返しおこなわなければならず、時間と手間がかかる。   In addition, there are many patterns for the combination of the position of the wall and whether or not the wall is to be a load bearing wall. In order to determine which of these patterns is optimal in terms of structure, a rough design is required. Must be repeated, which takes time and effort.

そこで、本発明は、最適な構造を迅速に抽出することが可能な建物の構造設計支援システムを提供することを目的としている。   Accordingly, an object of the present invention is to provide a building structural design support system capable of quickly extracting an optimal structure.

前記目的を達成するために、本発明の建物の構造設計支援システムは、入力手段からの入力によって建物の建物構法や基準モジュールなどの構造設計方針データを設定する設計方針設定手段と、記憶手段又は入力手段からの入力によって建物の各階の形状データ、各部屋若しくは各空間の形状データ、及び開口位置データを取り込むプラン設定手段と、前記プラン設定手段で取り込まれたデータと、基準の設計寸法となる基準モジュールから壁位置データを設定する壁位置設定手段と、前記設計方針設定手段、プラン設定手段及び壁位置設定手段によって設定されたデータに基づいて入力荷重を算定する荷重算定手段と、前記壁位置データに対して前記構造設計方針データを含むすべての又は所定の条件を満たす耐力壁の配置パターンを複数生成する配置パターン生成手段と、前記配置パターンの中から前記構造設計方針の条件を満たす壁量の配置パターンを抽出する許容配置パターン抽出手段とを備えたことを特徴とする。   In order to achieve the above object, a building structural design support system according to the present invention includes a design policy setting means for setting structural design policy data such as a building construction method and a reference module of a building by an input from the input means, a storage means or Plan setting means for capturing shape data of each floor of the building, shape data of each room or space, and opening position data by input from the input means, the data captured by the plan setting means, and the standard design dimensions Wall position setting means for setting wall position data from a reference module; load calculation means for calculating an input load based on data set by the design policy setting means, plan setting means and wall position setting means; and the wall position A plurality of bearing wall arrangement patterns that satisfy all or predetermined conditions including the structural design policy data for the data And arrangement pattern generating means for forming, characterized in that from among the arrangement pattern and a permissible arrangement pattern extracting means for extracting the arrangement pattern of satisfying the walls of said structural design strategy.

ここで、前記許容配置パターンの中から所定の条件により最適パターンを抽出する最適パターン判定手段と、抽出された前記最適パターンから詳細設計データを算出する詳細設計手段と、前記詳細設計手段による算定結果を出力する出力手段とを設けることができる。   Here, an optimum pattern determining means for extracting an optimum pattern from the allowable arrangement pattern according to a predetermined condition, a detail design means for calculating detailed design data from the extracted optimum pattern, and a calculation result by the detail design means Can be provided.

また、前記最適パターン判定手段は、前記許容配置パターンのすべてに対して建物の偏心率を算定し、その偏心率が最も小さいものを最適パターンとして抽出するように構成することができる。   Further, the optimum pattern determination means can be configured to calculate the eccentricity of the building for all of the allowable arrangement patterns and extract the one having the smallest eccentricity as the optimum pattern.

また、前記詳細設計手段では、構造計算用データの作成及び耐震性能の検証のための地震応答解析用データの作成の少なくとも一方をおこなうようにする。   In the detailed design means, at least one of creation of structural calculation data and creation of earthquake response analysis data for verification of seismic performance is performed.

このように構成された本発明の建物の構造設計支援システムは、建物の構造設計方針と、各階及び各部屋など形状データと、開口位置とを設定し、壁位置データが設定されると、入力荷重が算定され、所定条件などにあった可能な限りの耐力壁の配置パターンが抽出されるとともに、その中から最適パターンが抽出されて、それに基づいて詳細設計データが生成される。   The building structural design support system of the present invention configured as described above sets the building structural design policy, the shape data such as each floor and each room, the opening position, and when the wall position data is set, the input The load is calculated, and as many load bearing wall arrangement patterns as possible that meet predetermined conditions are extracted, and the optimum pattern is extracted from the extracted pattern, and detailed design data is generated based on the extracted pattern.

このため、建物の最適な構造を迅速に抽出することができ、試行錯誤によって耐力壁の配置パターンを決める手間を省くことができる。   For this reason, the optimal structure of a building can be extracted rapidly, and the effort which determines the arrangement pattern of a bearing wall by trial and error can be saved.

また、最適パターンの判定を偏心率の値の大きさによっておこなうことで、地震等によって部分的に過大な応力が発生する可能性の低い構造を客観的な基準によって的確に抽出することができる。   Further, by determining the optimum pattern based on the value of the eccentricity value, it is possible to accurately extract a structure that is unlikely to cause excessive stress due to an earthquake or the like based on an objective criterion.

さらに、詳細設計手段によって構造計算用データや耐震性能検証のための地震応答解析用データを生成させることで、抽出された構造の構造計算や耐震解析を容易におこなうことができる。   Furthermore, the structural calculation and seismic analysis of the extracted structure can be easily performed by generating the structural calculation data and the seismic response analysis data for verifying the seismic performance by the detailed design means.

以下、本発明の最良の実施の形態について図面を参照して説明する。   The best mode for carrying out the present invention will be described below with reference to the drawings.

図2は、本実施の形態の建物の構造設計支援システム1の概略構成を示した図である。   FIG. 2 is a diagram showing a schematic configuration of the building structural design support system 1 according to the present embodiment.

この構造設計支援システム1は、入力手段として使用される入力装置2と、記憶手段又は出力手段として使用される記憶装置3と、入力装置2又は記憶装置3からデータを取り込んで演算をおこなう演算装置4と、出力手段としての出力装置5とから主に構成される。   This structural design support system 1 includes an input device 2 used as input means, a storage device 3 used as storage means or output means, and an arithmetic device that takes in data from the input device 2 or storage device 3 and performs an operation. 4 and an output device 5 as output means.

この入力装置2は、紙に印刷された平面図などを読み込む際などに使用されるスキャナ21、画面上のポインタを移動させて入力をおこなう際などに使用されるマウス22などのポインティングデバイス、数値や名称を入力する際などに使用されるキーボード23などから構成される。   The input device 2 includes a scanner 21 used when reading a plan view printed on paper, a pointing device such as a mouse 22 used when inputting by moving a pointer on the screen, and a numerical value. And a keyboard 23 used for inputting names and the like.

また、記憶装置3は、ハードディスク31、CD−ROM32、フラッシュメモリ33などの記憶媒体から必要なものを選択して構成すればよい。   The storage device 3 may be configured by selecting necessary storage media such as the hard disk 31, CD-ROM 32, and flash memory 33.

この記憶装置3には、プログラム、建物の構造設計方針に関係する法令などで定められた数値、設計モジュールとして一般に選択されることの多い基準モジュール、各種プランの標準的な寸法データなどが記憶されている。   The storage device 3 stores programs, numerical values defined by laws and regulations relating to the structural design policy of buildings, reference modules that are generally selected as design modules, standard dimensional data of various plans, and the like. ing.

さらに、出力装置5は、プリンタ51やモニタ52などによって構成される。   Further, the output device 5 includes a printer 51, a monitor 52, and the like.

また、演算装置4は、図2に概略構成を示すように、設計方針設定手段41と、プラン設定手段42と、演算手段43と、構造計算用データ作成手段44と、耐震性能の検証のための地震応答解析用データ作成手段45とから主に構成される。   Further, as shown in the schematic configuration of FIG. 2, the arithmetic device 4 has a design policy setting means 41, a plan setting means 42, a calculation means 43, a structure calculation data creation means 44, and a seismic performance verification. And the earthquake response analysis data creation means 45 of FIG.

この設計方針設定手段41は、構造計算をどのような方針でおこなうかを設定する手段である。すなわち、限界耐力設計法によって設計をおこなうのか、許容応力度設計法によって設計をおこなうのか、あるいは床面積に対して必要な耐力壁の長さをある程度簡便化された式で決定する仕様規定で設計をおこなうのかによって、計算方法、材料の強度などの設定値などが変わってくるため、設計方針を設定する必要がある。   The design policy setting means 41 is a means for setting a policy for performing the structural calculation. In other words, whether to design with the limit strength design method, to design with the allowable stress design method, or to design with specifications that determine the length of the load bearing wall for the floor area with a somewhat simplified formula Since the calculation method, the set values such as the strength of the material, etc. vary depending on whether or not to perform, it is necessary to set a design policy.

また、通常の建築基準法レベルの設計以外にも、要求に応じて倍率を乗じてどの程度の大きさの地震に耐えられるように建物を設計するかも、安全性と経済性とを比較しながら決めるものであるため、任意に設定できるようにしておく。   In addition to designing at the standard Building Standards Act level, it is necessary to multiply the magnification as required to design the building so that it can withstand earthquakes, while comparing safety and economic efficiency. Since it is determined, it can be set arbitrarily.

さらに、設計方針設定手段41では、設計の目標とする偏心率、剛性率、層間変形量などを設定できる。   Further, the design policy setting means 41 can set the eccentricity, rigidity, interlayer deformation amount, etc., which are the design targets.

設計方針の設定方法としては、建物の建物構法や基準モジュールなどの各構造設計方針で使用する構造設計方針データを予め記憶装置3に記憶させておき、モニタ52に構造設計方針を複数表示させて、入力装置2からの入力によって構造設計方針を選択させることができる。   As a design policy setting method, structural design policy data used for each structural design policy such as a building construction method and a reference module of a building is stored in the storage device 3 in advance, and a plurality of structural design policies are displayed on the monitor 52. The structural design policy can be selected by input from the input device 2.

また、モニタ52に表示されるプログラムの入力画面において、入力装置2から直接、構造設計方針で使用するデータを入力したり、一部修正したりすることもできる。   In addition, on the program input screen displayed on the monitor 52, data used in the structural design policy can be directly input from the input device 2 or a part thereof can be corrected.

さらに、設計方針設定手段41では、設計に使用する基準の設計寸法を設定する。例えば、在来木造建物などでは、一般的に910mmを基準モジュールとして設計する。   Further, the design policy setting means 41 sets a standard design dimension used for the design. For example, in a conventional wooden building or the like, generally 910 mm is designed as a reference module.

この基準モジュールは、記憶装置3に記憶させた複数の中から選択したり、入力装置2から設計者が使用したい数値を入力したりすることで設定することができる。   This reference module can be set by selecting from a plurality stored in the storage device 3 or by inputting a numerical value that the designer wants to use from the input device 2.

さらに、プラン設定手段42では、建物の各階の形状データ、各部屋若しくは各空間の形状データ及び開口位置データなど、建物の形状に関する事項を主に設定する。すなわち、建物の各部屋を配置する間取りデータあるいは建物ユニットなどの各空間の形状のデータによって外壁の位置が決定し、建物空間を機能や用途を指標として幾つかの小部分に分けるゾーニングまでがなされている場合は概略の内壁の位置までが決定し、その内部のどこに耐力壁が配置可能かを決めることができる。また、外壁に開口部がある場合は、耐力壁としての強度が低くなるので、概略の開口位置を設定しておく。   Further, the plan setting means 42 mainly sets items related to the shape of the building, such as shape data of each floor of the building, shape data of each room or space, and opening position data. In other words, the position of the outer wall is determined by the floor plan data for arranging each room of the building or the data of the shape of each space such as a building unit, and the zoning that divides the building space into several small parts using functions and applications as indices is made. If it is, the approximate position of the inner wall is determined, and it is possible to determine where the load bearing wall can be arranged. Further, when there is an opening on the outer wall, the strength as the load-bearing wall is lowered, so an approximate opening position is set.

例えば、形状のデータは、最も簡便な方法としては、グリッドを設けた入力画面に対し、マウス22などでグリッドに沿って希望する各部屋の形状や開口位置を指定することで作成することができる。   For example, as the simplest method, the shape data can be created by designating the desired shape or opening position of each room along the grid with the mouse 22 or the like on the input screen provided with the grid. .

また、マウス22で各部屋や設備などの目的を指定した建物ユニットなどのユニット的な空間を配置することによって、データを簡便に作成することもできる。   In addition, by arranging a unit space such as a building unit in which the purpose of each room or facility is designated with the mouse 22, data can be easily created.

この他にも、角部の座標をキーボード23から入力したり、スキャナ21で平面図を読み込ませたりしたものを取り込むこともできる。また、予め記憶装置3に記憶されているプランの中から選択することもできる。   In addition to this, it is also possible to input a corner coordinate input from the keyboard 23 or a plan view read by the scanner 21. It is also possible to select from plans stored in the storage device 3 in advance.

また、開口位置は、記憶装置3に記憶されたプランの中から位置や大きさを選択して設定することができる。   The opening position can be set by selecting the position and size from the plans stored in the storage device 3.

さらに、間取りデータも、記憶装置3に記憶されたプランの中から位置や大きさを選択して設定することができる。また、部屋の境となる座標をキーボード23から入力したり、スキャナ21で平面図を読み込ませたりしたものを取り込むこともできる。   Furthermore, the floor plan data can also be set by selecting the position and size from the plans stored in the storage device 3. It is also possible to input the coordinates of the room boundary from the keyboard 23 or read the plan view read by the scanner 21.

なお、間取りデータと各部屋の形状データとは、共通する部分が多いので、間取りデータの入力は一部又は全部を省略することもできる。   Since the floor plan data and the shape data of each room have many common parts, part or all of the floor plan data can be omitted.

また、プラン設定手段42では、この他にも部材の基準寸法などを追加で設定することができ、構造部材については選択された材料の重量等を記憶装置3などから読み込んで設定することができる。   In addition, the plan setting means 42 can additionally set the reference dimensions of the members, and the structural member can be set by reading the weight of the selected material from the storage device 3 or the like. .

また、演算手段43には、壁位置設定手段、荷重算定手段、配置パターン生成手段、許容配置パターン抽出手段、最適パターン判定手段などが設けられる(図1参照)。   Further, the calculation means 43 is provided with a wall position setting means, a load calculation means, an arrangement pattern generation means, an allowable arrangement pattern extraction means, an optimum pattern determination means, etc. (see FIG. 1).

そして、壁位置設定手段では、設計方針設定手段41で設定した基準モジュールを使って基本的な柱や梁の間隔、壁の設置位置を決定する。   Then, the wall position setting means determines basic column and beam intervals and wall installation positions using the reference module set by the design policy setting means 41.

すなわち、プラン設定手段42で設定される開口位置は概略の位置に過ぎないため、設定した910 mmなどの基準モジュールに合わせた柱の位置を決定し、その後で基準モジュールを単位とした壁の設置位置と開口位置を決定する。   That is, since the opening position set by the plan setting means 42 is only an approximate position, the position of the column is determined according to the set reference module such as 910 mm, and then the wall is set in units of the reference module. Determine the position and opening position.

また、荷重算定手段では、壁位置設定手段で生成させた壁、床、天井などの建物自体の重量である固定荷重と、建物に居住するなどしたときに人や設置した家具などによって作用する積載荷重を算定する。   In addition, the load calculation means uses a fixed load that is the weight of the building itself, such as a wall, floor, or ceiling, generated by the wall position setting means, and a load that acts by a person or installed furniture when living in the building. Calculate the load.

なお、固定荷重や積載荷重は、設計方針設定手段で設定した構造設計方針で適用される法令などの数値を、記憶装置3や入力装置2から取り込んで算定する。また、この取り込む数値は、基準モジュールに合わせて換算されて算定に利用される。   The fixed load and the loaded load are calculated by taking in numerical values such as laws and regulations applied by the structural design policy set by the design policy setting means from the storage device 3 or the input device 2. Further, the numerical value to be captured is converted according to the reference module and used for calculation.

さらに、配置パターン生成手段では、壁位置設定手段で設定した壁の中から、いずれの壁を筋交いなどが入った耐力壁とするか、また、どの種類の耐力壁とするかについて、可能な限りのすべてのパターンの生成をおこなう。   Further, in the arrangement pattern generation means, it is possible to determine which of the walls set by the wall position setting means is a load bearing wall with braces and what kind of load bearing wall is possible. Generate all patterns of.

ここで、耐力壁とは、筋交いや梯子状補強材などを入れたり、構造用合板などの剛性の高い壁材を使用したりすることで、通常の壁に比べて耐力を大きくした壁をいう。この耐力壁は、法令などで設定された壁倍率を乗じることによって通常の壁より壁量を多く見積もることができる。   Here, the load-bearing wall refers to a wall that has a greater load-bearing capacity than ordinary walls by using bracing or ladder-like reinforcing materials, or by using highly rigid wall materials such as structural plywood. . The load-bearing wall can be estimated more than the normal wall by multiplying by the wall magnification set by laws and regulations.

例えば、壁の設定可能個所が多い(すなわち、開口が少ない)プランの場合は、壁倍率の小さい耐力壁を多く取るように設計することができる。また、開口を多く取っているプランの場合は、壁倍率の大きい耐力壁を少量配置する設計にすることができる。   For example, in the case of a plan having a large number of wall setting points (that is, having a small number of openings), it can be designed so that many bearing walls with a small wall magnification are taken. In the case of a plan having a large number of openings, a design can be made in which a small amount of bearing walls having a large wall magnification are arranged.

このようにどのような方針で耐力壁を配置するかは、設計方針設定手段41で任意に指定することができ、その方針(条件)が設定された場合は、配置パターン生成手段で抽出される耐力壁の配置パターンは、その条件を満たすものだけが可能な限り抽出されることになる。   In this way, it is possible to arbitrarily specify the policy in which the bearing wall is arranged by the design policy setting unit 41. When the policy (condition) is set, the design is performed by the arrangement pattern generation unit. As for the arrangement pattern of the bearing walls, only those satisfying the condition are extracted as much as possible.

本実施の形態の配置パターン生成手段では、例えばすべての壁を耐力壁にする配置パターンから一つの壁のみを耐力壁にする配置パターンまで、設定した壁位置データから想定できるすべての組み合わせを抽出する。   In the arrangement pattern generation means of this embodiment, for example, all combinations that can be assumed from the set wall position data are extracted from the arrangement pattern in which all the walls are bearing walls to the arrangement pattern in which only one wall is the bearing wall. .

また、許容配置パターン抽出手段では、配置パターン生成手段で抽出された各配置パターンの耐力壁の壁量(壁倍率を乗じたもの)を算定し、設定した構造設計方針の必要壁量を満たしている配置パターンを許容配置パターンとして抽出する。   In addition, the permissible layout pattern extraction means calculates the wall amount (multiplied by the wall magnification) of the load bearing wall of each layout pattern extracted by the layout pattern generation means, and satisfies the required wall quantity of the set structural design policy. Existing arrangement patterns are extracted as allowable arrangement patterns.

なお、壁量を算定する際には、耐力壁とした壁だけを対象にすることもできるが、耐力壁より強度が低いが準耐力壁と認められる程度の強度を持つ壁であれば、一般の壁であっても壁量として積算に加えることもできる。   When calculating the amount of walls, it is possible to target only walls that are bearing walls. However, if the walls are lower in strength than bearing walls but have strengths that are recognized as semi-bearing walls, Even if it is a wall, it can also be added to the total as a wall amount.

また、最適パターン判定手段では、許容配置パターン抽出手段で抽出した許容配置パターンの中から最適な配置パターンを抽出する。   The optimum pattern determining means extracts an optimum arrangement pattern from the allowable arrangement patterns extracted by the allowable arrangement pattern extracting means.

ここでは、偏心率による判定方法について説明するが、経済性を優先して、許容配置パターンの中から最も壁量の少ないものを最適パターンとして抽出してもよい。   Here, the determination method based on the eccentricity rate will be described, but priority may be given to economical efficiency, and the pattern having the smallest wall amount may be extracted from the allowable arrangement patterns as the optimum pattern.

建物の偏心率とは、建物の重心と剛心の距離である偏心距離から算定される値で、偏心率が大きいと地震などの水平荷重が作用した際に部分的に過大な変形が発生して建物が局所的に損傷しやすくなる。なお、建物の重心とは建物の平面形状の図心をいい、剛心とは水平力に対抗する力の中心をいう。   The eccentricity of a building is a value calculated from the eccentric distance, which is the distance between the center of gravity and the center of the building. If the eccentricity is large, partial deformation will occur when a horizontal load such as an earthquake is applied. The building is easily damaged locally. The center of gravity of the building refers to the centroid of the planar shape of the building, and the rigid center refers to the center of the force that opposes the horizontal force.

そこで、抽出された許容配置パターンのすべてについて偏心率を算定し、最も偏心率の小さい許容配置パターンを最適パターンと判定して抽出する。   Therefore, the eccentricity is calculated for all of the extracted allowable arrangement patterns, and the allowable arrangement pattern having the smallest eccentricity is determined as the optimum pattern and extracted.

また、壁量と偏心率などの複数の基準を設け、両方の基準値を満たしている許容配置パターンを最適パターンとして抽出してもよい。   Also, a plurality of criteria such as wall amount and eccentricity may be provided, and an allowable arrangement pattern that satisfies both criteria values may be extracted as the optimum pattern.

そして、上述したように演算手段43によって耐力壁の最適パターンを決定し、図2に示すように、その最適パターン用のデータを構造計算用データ作成手段44と地震応答解析用データ作成手段45によって生成する。   Then, as described above, the optimum pattern of the bearing wall is determined by the calculation means 43, and the data for the optimum pattern is obtained by the structure calculation data creation means 44 and the earthquake response analysis data creation means 45 as shown in FIG. Generate.

この構造計算用データ作成手段44では、抽出された最適パターンの柱、梁、壁などの座標、荷重算定手段で算定した荷重のデータを構造計算用のデータとして取り込んで出力装置5や記憶装置3に出力させる。   In this structural calculation data creation means 44, the coordinates of the extracted optimum pattern such as columns, beams, walls, etc., and the load data calculated by the load calculation means are taken in as structural calculation data, and the output device 5 and the storage device 3 To output.

また、この構造計算用データ作成手段44で生成されたデータは、ボードなどの各部材の詳細設計に利用することができる。   The data generated by the structural calculation data creation means 44 can be used for detailed design of each member such as a board.

一方、耐震安全性を検証するために詳細設計として応答解析をおこなう場合は、地震応答解析用データ作成手段45において応答解析に必要な柱、梁の接合部の位置と剛性、それを繋ぐ部材と断面の種類、その間に設定された耐力壁の剛性と復元力特性などのデータを作成する。   On the other hand, when performing response analysis as a detailed design in order to verify seismic safety, the position and rigidity of the columns and beam joints necessary for response analysis in the earthquake response analysis data creation means 45, and members connecting them Create data such as the type of cross section and the stiffness and restoring force characteristics of the bearing wall set between them.

なお、木材の接合部の剛性や復元力特性などは、記憶装置3のデータベースなどに記憶された数値を取り込んで、各部に関連付けるものであってもよい。   The rigidity and restoring force characteristics of the joint portion of the wood may be obtained by taking in numerical values stored in the database of the storage device 3 and associating them with each portion.

次に、本実施の形態の建物の構造設計支援システム1の処理の流れについて説明する。   Next, a processing flow of the building structural design support system 1 according to the present embodiment will be described.

図1は、この構造設計支援システム1の処理の流れを示したフローチャートである。   FIG. 1 is a flowchart showing a processing flow of the structural design support system 1.

まず、構造設計支援システム1を起動して、複数の構造設計方針の名称をモニタ52に表示させ、その中から設計者が実施したい構造設計方針を選択するためにキーボード23又はマウス22を操作する(ステップS11)。   First, the structural design support system 1 is activated, the names of a plurality of structural design policies are displayed on the monitor 52, and the keyboard 23 or the mouse 22 is operated by the designer to select the structural design policy that the designer wants to implement. (Step S11).

そして、この入力装置2からの指示を受けた演算装置4の設計方針設定手段41では、ハードディスク31などに記憶された選択された構造設計方針の各種データを取り込み、設計方針を設定する(ステップS1)。   Then, the design policy setting means 41 of the arithmetic unit 4 that has received an instruction from the input device 2 takes in various data of the selected structural design policy stored in the hard disk 31 and sets the design policy (step S1). ).

この際、予め記憶された構造設計方針の数値を、キーボード23からの入力によって修正したり、追加したりすることもできる。   At this time, the numerical value of the structural design policy stored in advance can be corrected or added by inputting from the keyboard 23.

また、同様に設計に使用する基準モジュールを選択するために、キーボード23又はマウス22を操作し(ステップS11)、基準モジュールとして設定する(ステップS1)。   Similarly, in order to select a reference module to be used for design, the keyboard 23 or mouse 22 is operated (step S11) and set as a reference module (step S1).

続いて、ステップS21において、図3(a)に示すような建物6の1階61の外壁71の位置を形状データとして入力したり、図3(b)に示すような建物6の2階62の外壁71の位置を形状データとして入力したりする。この入力は、キーボード23で角部の座標値を入力したり、スキャナ21で平面図を読み込んでマウス22で座標を取り込むポイントを指示したりすることでおこなうことができる。   Subsequently, in step S21, the position of the outer wall 71 of the first floor 61 of the building 6 as shown in FIG. 3A is input as shape data, or the second floor 62 of the building 6 as shown in FIG. 3B. The position of the outer wall 71 is input as shape data. This input can be performed by inputting a corner coordinate value with the keyboard 23, or reading a plan view with the scanner 21 and instructing a point to take in the coordinates with the mouse 22.

また、窓や出入り口などの開口72位置も、図3(a),(b)に示した平面図などから取り込むことができる。   Further, the positions of openings 72 such as windows and doorways can also be taken from the plan view shown in FIGS. 3 (a) and 3 (b).

さらに、各部屋の形状データは、グリッドを設けた入力画面に対し、マウス22などでグリッドに沿って各部屋の形状や開口位置を指定することで作成することができる。   Furthermore, the shape data of each room can be created by designating the shape and opening position of each room along the grid with the mouse 22 or the like on the input screen provided with the grid.

そして、このような入力によって設計をおこなうプランを設定する(ステップS2)。なお、形状データ等は、建物ユニットの大きさが規定されているユニット建物の場合、いくつかのプランを決めて提示することができるので、記憶装置3に保存されたプランデータを取り込んでプランを設定することもできる。   Then, a plan for designing based on such input is set (step S2). In the case of a unit building where the size of the building unit is specified, shape data, etc., can be determined and presented in several plans, so the plan data stored in the storage device 3 can be taken in It can also be set.

また、ステップS3では、ステップS1で設定した基準モジュールを使用して壁の設置位置を決定する。   In step S3, the installation position of the wall is determined using the reference module set in step S1.

この壁の設置位置は、図3(a),(b)に示した壁位置8から各部屋の形状データに整合するように選択される。   The installation position of the wall is selected from the wall position 8 shown in FIGS. 3A and 3B so as to match the shape data of each room.

そして、ステップS4において、ステップS3で設定された壁位置データでの固定荷重及び積載荷重を算定する。   Then, in step S4, the fixed load and the loaded load in the wall position data set in step S3 are calculated.

続いて、ステップS5では、ステップS3で設定した壁位置データの中から、いずれの壁を耐力壁にするかの組み合わせで、耐力壁の配置パターンとして可能なものをすべて抽出する。図4は、配置パターンの一例で、X状の筋交いを表示した壁が耐力壁91となる。   Subsequently, in step S5, all the possible placement patterns of the bearing walls are extracted from the wall position data set in step S3 by combinations of which walls are used as the bearing walls. FIG. 4 is an example of the arrangement pattern, and the wall displaying the X-shaped bracing is the bearing wall 91.

一方、組み合わせとしては成立しても、構造設計方針で決められている壁量を満たさない配置パターンは、採用することができない。例えば、建築基準法では、建物や屋根の重さ、1階か2階などの階数によって、単位面積当たりの必要な壁の長さが決められており、その必要壁量を満たさない配置パターンは最適パターンとして選択されることがないので排除する。   On the other hand, even if it is established as a combination, an arrangement pattern that does not satisfy the wall amount determined by the structural design policy cannot be adopted. For example, in the Building Standard Law, the required wall length per unit area is determined by the weight of the building or roof, the number of floors such as the first or second floor, and the layout pattern that does not satisfy the required wall quantity is Since it is not selected as an optimal pattern, it eliminates.

すなわち、ステップS6では、抽出された配置パターンのすべてについて耐力壁の壁量を算定し、必要壁量を満たしたものを許容配置パターンとして抽出する。   That is, in step S6, the wall amount of the bearing wall is calculated for all of the extracted arrangement patterns, and those satisfying the necessary wall quantity are extracted as the allowable arrangement patterns.

そして、ステップS7において、各許容配置パターンの偏心率を算定し、最も偏心率の小さい許容配置パターンを最適パターンとして抽出する。   In step S7, the eccentricity of each allowable arrangement pattern is calculated, and the allowable arrangement pattern having the smallest eccentricity is extracted as the optimum pattern.

このようにして選択された最適パターンの耐力壁の位置から、ステップS81で構造計算用のデータを作成する。例えば、図4は、最適パターンの構造計算用のデータによって図示した建物6の構造モデル図で、耐力壁91、梁92、柱93の位置が確認できる。   In step S81, data for structure calculation is created from the position of the load bearing wall of the optimum pattern selected in this way. For example, FIG. 4 is a structural model diagram of the building 6 illustrated by the data for calculating the structure of the optimum pattern, and the positions of the bearing wall 91, the beam 92, and the pillar 93 can be confirmed.

このようにステップS81で生成した構造計算用データは、ステップS9で出力装置5や記憶装置3に出力して、構造計算や部材の詳細設計に利用する。   The structural calculation data generated in step S81 is output to the output device 5 and the storage device 3 in step S9 and used for structural calculation and detailed design of members.

また、応答解析をおこなう場合にも、図4と同様の耐力壁91、梁92、柱93の位置データを含んだ地震応答解析用データを生成する。   Also, when response analysis is performed, earthquake response analysis data including the position data of the bearing wall 91, the beam 92, and the column 93 similar to those in FIG. 4 is generated.

このように構成された本発明の建物の構造設計支援システム1は、建物の構造設計方針と、各階及び各部屋の形状と、開口位置とを設定し、壁位置データが設定されると、入力荷重が算定され、可能な限りの耐力壁の配置パターンが抽出されるとともに、その中から最適パターンが抽出されて、それに基づいて詳細設計データが生成される。   The building structural design support system 1 of the present invention configured as described above sets the building structural design policy, the shape of each floor and each room, and the opening position. When the wall position data is set, the input The load is calculated, the arrangement pattern of the bearing walls as much as possible is extracted, the optimum pattern is extracted therefrom, and the detailed design data is generated based on the extracted optimum pattern.

このため、建物の最適な構造を迅速に抽出することができ、試行錯誤によって耐力壁の配置パターンを決める手間を省くことができる。   For this reason, the optimal structure of a building can be extracted rapidly, and the effort which determines the arrangement pattern of a bearing wall by trial and error can be saved.

また、最適パターンの判定を偏心率の値の大きさによっておこなうことで、地震等によって部分的に過大な応力が発生する可能性の低い構造を、コンピュータによって的確に抽出することができる。   In addition, by determining the optimum pattern based on the value of the eccentricity value, a structure that is unlikely to cause excessive stress due to an earthquake or the like can be accurately extracted by a computer.

さらに、詳細設計手段によって構造計算用データや耐震性能検証のための地震応答解析用データを生成させることで、抽出された最適パターンの構造によって、建物6の構造計算や耐震解析を容易におこなうことができる。   In addition, structural calculation data and seismic analysis for building 6 can be easily performed by generating the structure calculation data and seismic response analysis data for verification of seismic performance by using detailed design means. Can do.

以上、図面を参照して、本発明の最良の実施の形態を詳述してきたが、具体的な構成は、この実施の形態に限らず、本発明の要旨を逸脱しない程度の設計的変更は、本発明に含まれる。   Although the best embodiment of the present invention has been described in detail with reference to the drawings, the specific configuration is not limited to this embodiment, and design changes that do not depart from the gist of the present invention are possible. Are included in the present invention.

例えば、前記実施の形態では、プラン設定手段において各部屋の形状データを取り込んだが、これに限定されるものではなく、建物ユニットなどの空間の形状データを取り込むこともできる。   For example, in the above embodiment, the plan setting means captures the shape data of each room, but the present invention is not limited to this, and the shape data of a space such as a building unit can also be captured.

また、前記実施の形態では、壁位置データに対して耐力壁のすべての配置パターンを抽出したが、これに限定されるものではなく、「耐力壁の配置は隅角部を優先する」などの設計方針にしたがって、その条件に該当しないものは配置パターンとして抽出しないようにすることもできる。   Further, in the above-described embodiment, all the arrangement patterns of the bearing walls are extracted from the wall position data, but the present invention is not limited to this, and “the arrangement of the bearing walls prioritizes the corners”, etc. In accordance with the design policy, it is possible not to extract an arrangement pattern that does not satisfy the condition.

さらに、本発明は、ユニット建物だけでなく、在来の木造建物にも適用することができる。また、外壁や内壁に限らず、間仕切り壁などを耐力壁とすることもできる。   Furthermore, the present invention can be applied not only to unit buildings but also to conventional wooden buildings. Moreover, not only an outer wall and an inner wall but a partition wall etc. can also be made into a load-bearing wall.

本発明の最良の実施の形態の構造設計支援システムの処理の流れを示したフローチャートである。It is the flowchart which showed the flow of the process of the structural design support system of the best embodiment of this invention. 本発明の最良の実施の形態の構造設計支援システムの概略構成を示した図である。It is the figure which showed schematic structure of the structural design support system of the best embodiment of this invention. (a)は設計をおこなう1階の外形及び壁の設置可能位置を示した平面図、(b)は設計をおこなう2階の外形及び壁の設置可能位置を示した平面図である。(A) is the top view which showed the external shape of the 1st floor which performs a design, and the installation possible position of a wall, (b) is the top view which showed the external shape of the 2nd floor which performs a design, and the installation possible position of a wall. 構造計算用データとして出力されるデータに基づいて作成した建物の構造モデル図である。It is a structural model figure of a building created based on data outputted as data for structure calculation.

符号の説明Explanation of symbols

1 構造設計支援システム
2 入力装置(入力手段)
3 記憶装置(記憶手段、出力手段)
4 演算装置
41 設計方針設定手段
42 プラン設定手段
43 演算手段
44 構造計算用データ作成手段
45 地震応答解析用データ作成手段
5 出力装置(出力手段)
6 建物
61 1階
62 2階
71 外壁(各階の形状)
72 開口
8 壁位置
91 耐力壁
1 Structural design support system 2 Input device (input means)
3. Storage device (storage means, output means)
4 computing device 41 design policy setting means 42 plan setting means 43 computing means 44 structure calculation data creation means 45 earthquake response analysis data creation means 5 output device (output means)
6 Building 61 First floor 62 Second floor 71 Outer wall (shape of each floor)
72 Opening 8 Wall position 91 Bearing wall

Claims (4)

入力手段からの入力によって建物の構造設計方針データを設定する設計方針設定手段と、
記憶手段又は入力手段からの入力によって建物の各階の形状データ、各部屋若しくは各空間の形状データ、及び開口位置データを取り込むプラン設定手段と、
前記プラン設定手段で取り込まれたデータと、基準の設計寸法となる基準モジュールから壁位置データを設定する壁位置設定手段と、
前記設計方針設定手段、プラン設定手段及び壁位置設定手段によって設定されたデータに基づいて入力荷重を算定する荷重算定手段と、
前記壁位置データに対して前記構造設計方針データを含むすべての又は所定の条件を満たす耐力壁の配置パターンを複数生成する配置パターン生成手段と、
前記配置パターンの中から前記構造設計方針の条件を満たす壁量の配置パターンを抽出する許容配置パターン抽出手段とを備えたことを特徴とする建物の構造設計支援システム。
Design policy setting means for setting the structural design policy data of the building by input from the input means;
Plan setting means for capturing shape data of each floor of the building, shape data of each room or space, and opening position data by input from the storage means or input means;
Wall position setting means for setting the wall position data from the data captured by the plan setting means and the reference module serving as a reference design dimension;
A load calculating means for calculating an input load based on the data set by the design policy setting means, the plan setting means and the wall position setting means;
An arrangement pattern generating means for generating a plurality of arrangement patterns of bearing walls satisfying all or predetermined conditions including the structural design policy data with respect to the wall position data;
A building structural design support system, comprising: an allowable arrangement pattern extracting means for extracting an arrangement pattern of a wall amount satisfying the structural design policy from the arrangement pattern.
前記許容配置パターンの中から所定の条件により最適パターンを抽出する最適パターン判定手段と、
抽出された前記最適パターンから詳細設計データを算出する詳細設計手段と、
前記詳細設計手段による算定結果を出力する出力手段とを備えたことを特徴とする請求項1に記載の建物の構造設計支援システム。
An optimum pattern determining means for extracting an optimum pattern from the allowable arrangement pattern according to a predetermined condition;
Detailed design means for calculating detailed design data from the extracted optimum pattern;
The building structural design support system according to claim 1, further comprising an output unit that outputs a calculation result obtained by the detailed design unit.
前記最適パターン判定手段は、前記許容配置パターンのすべてに対して建物の偏心率を算定し、その偏心率が最も小さいものを最適パターンとして抽出することを特徴とする請求項2に記載の建物の構造設計支援システム。   The said optimal pattern determination means calculates the eccentricity of a building with respect to all the said allowable arrangement | positioning patterns, The thing with the smallest eccentricity is extracted as an optimal pattern, The building of Claim 2 characterized by the above-mentioned. Structural design support system. 前記詳細設計手段では、構造計算用データの作成及び耐震性能の検証のための地震応答解析用データの作成の少なくとも一方をおこなうことを特徴とする請求項2又は3に記載の建物の構造設計支援システム。   4. The structural design support for a building according to claim 2, wherein the detailed design means performs at least one of creation of structural calculation data and creation of earthquake response analysis data for verification of seismic performance. system.
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