JP2015028720A - Bridge body structure design method - Google Patents

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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To determine optimum solution of arrangement of a binder in a short time.SOLUTION: Provided is a method for designing, using a computer 1, a bridge body structure 2 of an architectural structure B comprising braces 3 and a beam 4, in which the beam 4 includes plural girders 7 for connecting the braces 3 horizontally, and plural binders 8 for further dividing a horizontal bridge structure surface 9 surrounded by the plural girders 7. The horizontal bridge structure surface 9 includes an arrangement plan position 21 of the binders 8 where the binders 8 are required based on a structure of the architectural structure B. The design method of the invention includes: a step S2 for inputting a design limitation condition including the arrangement plan position 21; a group creation step S3 for creating a group 31 formed of plural kinds of pieces of chromosome information 26 which are numerical information for identifying arrangement of the binders 8 based on the design limitation condition; and an optimization calculation step S4 for calculating, using the group 31, an optimum solution of the arrangement of the binders 8 on the basis of genetic algorithm. In the group creation step S3, the chromosome information 26 is created so as to include the binders 8 passing through the arrangement plan positions 21 surely.

Description

本発明は、小梁の配置の最適解を、短時間で求めることができる架構体の設計方法に関する。   The present invention relates to a frame structure design method capable of obtaining an optimal solution for the arrangement of small beams in a short time.

例えば、軸組工法による建築物の架構体は、柱及び梁等を含む構造部材を有している。また、梁は、柱間を水平に継ぐ複数の大梁と、大梁で囲まれた水平架構面をさらに区分する小梁とを含んでいる。   For example, a building frame of a building by a shaft construction method has structural members including columns and beams. Further, the beam includes a plurality of large beams that horizontally connect between the columns, and a small beam that further classifies the horizontal frame surrounded by the large beams.

小梁は、建築物の形状や荷重条件に応じて、その配置や断面形状等を含む設計因子が決定される。従来、建築物の形状や荷重条件を満たしつつ、架構体の強度を高めることができる設計因子を、コンピュータを用いて求めることが行われている。   Design factors including the arrangement and cross-sectional shape of the beam are determined according to the shape of the building and the load conditions. 2. Description of the Related Art Conventionally, a design factor that can increase the strength of a frame body while satisfying the shape and load conditions of a building has been obtained using a computer.

特許第4712075号公報Japanese Patent No. 4712075

例えば、小梁の配置の最適解を得るには、複数種類の小梁の配置パターンを作成して、小梁の配置の最適解を計算することが考えられる。しかしながら、このような方法では、例えば、小梁が必要とされる位置に、小梁が配置されていない望ましくない配置パターンが作成されてしまうという問題があった。このような望ましくない配置パターンは、小梁の配置の最適解から除外される。従って、望ましくない配置パターンの数が増えるほど、計算効率が低下し、小梁の配置の最適解を求めるのに、多くの時間が必要になるという問題があった。   For example, in order to obtain an optimal solution for the arrangement of the small beams, it is conceivable to create a plurality of types of arrangement patterns for the small beams and calculate the optimal solution for the arrangement of the small beams. However, such a method has a problem that, for example, an undesirable arrangement pattern in which no beam is arranged is created at a position where the beam is required. Such an undesired arrangement pattern is excluded from the optimum solution of the arrangement of the beam. Therefore, as the number of undesired arrangement patterns increases, the calculation efficiency decreases, and there is a problem that it takes a lot of time to obtain the optimum solution for the arrangement of the beam.

本発明は、以上のような実状に鑑み案出されたもので、小梁の配置の最適解を、短時間で求めることができる架構体の設計方法を提供することを主たる目的としている。   The present invention has been devised in view of the above circumstances, and has as its main object to provide a frame structure design method capable of obtaining an optimal solution for the arrangement of small beams in a short time.

本発明に係る架構体の設計方法は、柱と梁とを含み、前記梁は、前記柱間を水平に継ぐ複数の大梁と、前記大梁で囲まれた水平架構面をさらに区分する複数の小梁とを含む建築物の架構体を、コンピュータを用いて設計するための方法であって、前記水平架構面は、前記建築物の構造に基づいて前記小梁が必要とされる小梁の配置予定位置を含み、前記コンピュータに、前記配置予定位置を含む設計制約条件を入力する工程と、前記コンピュータが、前記設計制約条件に基づいて、前記小梁の配置を特定するための数値情報である染色体情報の複数種類からなる集団を生成する集団生成工程と、前記コンピュータが、前記集団を用いて、前記小梁の配置の最適解を、遺伝的アルゴリズムに基づいて計算する最適化計算工程とを含み、前記集団生成工程は、前記配置予定位置を通る小梁が必ず含まれるように前記染色体情報を生成することを特徴とする。   The frame structure design method according to the present invention includes a column and a beam, and the beam includes a plurality of large beams that horizontally connect the columns, and a plurality of small frames that further divide a horizontal frame plane surrounded by the large beams. A method for designing a structure of a building including a beam using a computer, wherein the horizontal frame is arranged in accordance with the structure of the building. A step of inputting a design constraint condition including a planned position and including the planned layout position into the computer; and numerical information for the computer to specify the arrangement of the beam based on the design constraint condition A population generation step of generating a population composed of a plurality of types of chromosome information, and an optimization calculation step in which the computer uses the population to calculate an optimal solution for the arrangement of the beam based on a genetic algorithm. Including the group Forming step, and generates the chromosome information as the beams are always included through the planned placement position.

本発明に係る前記架構体の設計方法は、前記配置予定位置は、前記水平架構面内において、少なくとも2つの座標値で特定される配置予定直線を含むのが望ましい。   In the frame design method according to the present invention, it is preferable that the planned arrangement position includes a planned arrangement straight line specified by at least two coordinate values in the horizontal frame plane.

本発明に係る前記架構体の設計方法は、前記建築物は、前記水平架構面に開口部を有し、前記配置予定直線は、前記開口部の周囲の少なくとも一部に設定されるのが望ましい。   In the design method of the frame according to the present invention, it is preferable that the building has an opening in the horizontal frame surface, and the planned arrangement straight line is set to at least a part of the periphery of the opening. .

本発明に係る前記架構体の設計方法は、前記配置予定位置は、前記水平架構面内において、1つの座標値で特定される配置予定点を含むのが望ましい。   In the frame structure designing method according to the present invention, it is desirable that the planned arrangement position includes a planned arrangement point specified by one coordinate value in the horizontal frame plane.

本発明に係る前記架構体の設計方法は、前記建築物は、前記水平架構面で支持される小屋束を有し、前記配置予定点は、前記小屋束を支える位置に設定されるのが望ましい。   In the design method of the frame body according to the present invention, it is preferable that the building has a bundle of sheds supported by the horizontal frame surface, and the arrangement planned point is set to a position for supporting the shed bundle. .

本発明に係る前記架構体の設計方法は、前記染色体情報は、前記配置予定位置を通る第1小梁を定義するための第1情報部分と、前記配置予定位置とは無関係に定義される第2小梁を定義するための第2情報部分とを含むのが望ましい。   In the frame structure designing method according to the present invention, the chromosome information is defined regardless of the first information portion for defining the first beam passing through the planned placement position and the planned placement position. It is desirable to include a second information part for defining two beams.

本発明に係る前記架構体の設計方法は、前記第1情報部分は、前記各第1小梁それぞれについて、前記第1小梁の配置が定義される第1小梁遺伝子が設定され、前記第1小梁遺伝子は、前記第1小梁が前記水平架構面へ配置される順番を示す順番情報と、前記第1小梁の位置が予め指定された配置情報と、前記第1小梁の向きを示す方向情報とを含むのが望ましい。   In the frame structure designing method according to the present invention, the first information portion is set, for each of the first beam beams, a first beam beam that defines an arrangement of the first beam beams. One trabecular gene includes order information indicating the order in which the first traverse is arranged on the horizontal frame, arrangement information in which the position of the first trawl is designated in advance, and the direction of the first trabecule It is desirable to include direction information indicating

本発明に係る前記架構体の設計方法は、前記各水平架構面は、前記小梁によって複数個の小架構面に区分され、前記第2情報部分は、1本の第2小梁毎に第2小梁遺伝子が設定され、前記第2小梁遺伝子は、前記第2小梁が水平架構面へ配置される順番を示す順番情報と、前記第2小梁が配置される前記水平架構面又は前記小架構面を特定する架構面情報と、前記第2小梁の向きを示す方向情報と、前記第2小梁の位置を特定する配置情報とを含むのが望ましい。   In the frame structure designing method according to the present invention, each horizontal frame surface is divided into a plurality of small frame surfaces by the small beams, and the second information portion is divided into a plurality of small beam surfaces for each second small beam. 2 trabecular genes are set, the second trabecular gene includes order information indicating the order in which the second trabecules are arranged on a horizontal frame, and the horizontal frame or It is desirable to include frame surface information for specifying the frame surface, direction information indicating the direction of the second beam, and arrangement information for specifying the position of the second beam.

本発明に係る前記架構体の設計方法は、前記第2情報部分の前記第2小梁の前記順番は、前記第1情報部分で使用されている前記第1小梁の前記順番を除いて割り当てられるのが望ましい。   In the design method of the frame according to the present invention, the order of the second beam of the second information part is assigned excluding the order of the first beam used in the first information part. It is desirable that

本発明に係る架構体の設計方法は、柱と梁とを含み、前記梁は、前記柱間を水平に継ぐ複数の大梁と、前記大梁で囲まれた水平架構面をさらに区分する複数の小梁とを含む建築物の架構体を、コンピュータを用いて設計するための方法であって、前記水平架構面は、前記建築物の構造に基づいて前記小梁が配置できない配置禁止位置を含み、前記コンピュータに、前記配置禁止位置を含む設計制約条件を入力する工程と、前記コンピュータが、前記設計制約条件に基づいて、前記小梁の配置を特定するための数値情報である染色体情報の複数種類からなる集団を生成する集団生成工程と、前記コンピュータが、前記集団を用いて、前記小梁の配置の最適解を、遺伝的アルゴリズムに基づいて計算する最適化計算工程とを含み、前記集団生成工程は、前記配置禁止位置を通る小梁が含まれないように前記染色体情報を生成することを特徴とする。   The frame structure design method according to the present invention includes a column and a beam, and the beam includes a plurality of large beams that horizontally connect the columns, and a plurality of small frames that further divide a horizontal frame plane surrounded by the large beams. A method for designing a building frame including a beam using a computer, wherein the horizontal frame includes an arrangement prohibition position where the small beam cannot be arranged based on the structure of the building, A step of inputting design constraint conditions including the placement prohibition position to the computer, and a plurality of types of chromosome information that is numerical information for the computer to identify the placement of the beam based on the design constraint conditions A group generation step of generating a group consisting of: and an optimization calculation step in which the computer calculates an optimal solution of the arrangement of the beam using the group based on a genetic algorithm, Craft It is characterized by generating the chromosome information so that it does not contain the beams passing through the placement prohibited position.

本発明は、柱と梁とを含み、梁は、柱間を水平に継ぐ複数の大梁と、大梁で囲まれた水平架構面をさらに区分する複数の小梁とを含む建築物の架構体を、コンピュータを用いて設計するための方法である。水平架構面は、建築物の構造に基づいて小梁が必要とされる小梁の配置予定位置を含んでいる。   The present invention includes a column and a beam, and the beam includes a plurality of large beams that horizontally connect between the columns, and a plurality of small beams that further classify a horizontal frame surrounded by the large beams. It is a method for designing using a computer. The horizontal frame includes the planned position of the beam where the beam is required based on the structure of the building.

本発明の架構体の設計方法では、コンピュータに、配置予定位置を含む設計制約条件を入力する工程と、設計制約条件に基づいて、小梁の配置を特定するための数値情報である染色体情報の複数種類からなる集団を生成する集団生成工程と、集団を用いて、小梁の配置の最適解を、遺伝的アルゴリズムに基づいて計算する最適化計算工程とを含んでいる。従って、本発明では、遺伝的アルゴリズムに基づいて、少ないサンプルから、染色体情報を時系列的に進化させることができるため、小梁の配置の最適解を短時間で得ることができる。   In the frame design method of the present invention, a process of inputting design constraint conditions including a planned placement position to a computer, and chromosome information that is numerical information for specifying the placement of a small beam based on the design constraint conditions. It includes a group generation step for generating a group consisting of a plurality of types, and an optimization calculation step for calculating an optimal solution for the arrangement of the beam using the group based on a genetic algorithm. Accordingly, in the present invention, chromosome information can be evolved in time series from a small number of samples based on a genetic algorithm, so that an optimal solution for the arrangement of beamlets can be obtained in a short time.

また、集団生成工程では、配置予定位置を通る小梁が必ず含まれるように染色体情報が生成される。このような架構体の設計方法では、配置予定位置に小梁が配置されていない望ましくない配置パターンを定義した染色体情報を防ぐことができる。従って、本発明の架構体の設計方法では、計算効率の低下を防ぐことができ、小梁の配置の最適解を、短時間で求めることができる。   Further, in the group generation step, chromosome information is generated so that a beam that passes through the planned placement position is always included. In such a frame design method, it is possible to prevent chromosome information defining an undesirable arrangement pattern in which a small beam is not arranged at a planned arrangement position. Therefore, in the frame design method of the present invention, it is possible to prevent a reduction in calculation efficiency and to obtain an optimal solution for the arrangement of the small beams in a short time.

本実施形態の設計方法を実行するコンピュータの斜視図である。It is a perspective view of the computer which performs the design method of this embodiment. 建築物の架構体を示す斜視図である。It is a perspective view which shows the frame of a building. 図2の架構体の平面図である。FIG. 3 is a plan view of the frame body of FIG. 2. (a)は、一本目の小梁が配置された水平架構面の平面図、(b)は、二本目の小梁が配置された水平架構面の平面図である。(A) is a plan view of the horizontal frame surface on which the first beam is arranged, and (b) is a plan view of the horizontal frame surface on which the second beam is arranged. 本実施形態の設計方法の処理手順の一例を示すフローチャートである。It is a flowchart which shows an example of the process sequence of the design method of this embodiment. 本実施形態の基本情報入力工程の処理手順の一例を示すフローチャートである。It is a flowchart which shows an example of the process sequence of the basic information input process of this embodiment. 建築物の架構体の斜視図である。It is a perspective view of the frame of a building. (a)は、小梁を省いた第1水平架構面の平面図、(b)は、小梁が配置された第1水平架構面の平面図である。(A) is a top view of the 1st horizontal frame surface which excluded the small beam, (b) is a top view of the 1st horizontal frame surface where the small beam was arrange | positioned. 染色体情報の複数種類からなる集団の概念図である。It is a conceptual diagram of the group which consists of multiple types of chromosome information. 第1水平架構面の第1情報部分及び第2情報部分の一例を示す概念図である。It is a conceptual diagram which shows an example of the 1st information part and 2nd information part of a 1st horizontal frame. 本実施形態の集団生成工程の処理手順の一例を示すフローチャートである。It is a flowchart which shows an example of the process sequence of the group production | generation process of this embodiment. 小梁が配置されていない水平架構面を示す平面図である。It is a top view which shows the horizontal frame in which the small beam is not arrange | positioned. (a)、(b)は、小梁が一本配置された水平架構面の平面図である。(A), (b) is a top view of the horizontal frame in which one small beam is arrange | positioned. 1本目の第2小梁の配置を説明する平面図である。It is a top view explaining arrangement | positioning of the 1st 2nd small beam. 第1開口小梁の配置を説明する平面図である。It is a top view explaining arrangement | positioning of a 1st opening small beam. 第1小屋束小梁の配置を説明する平面図である。It is a top view explaining arrangement | positioning of a 1st shed bundle beam. 第3開口小梁の配置を説明する平面図である。It is a top view explaining arrangement | positioning of a 3rd opening small beam. 第2開口小梁の配置を説明する平面図である。It is a top view explaining arrangement | positioning of a 2nd opening small beam. 2本目の第2小梁の配置を説明する平面図である。It is a top view explaining arrangement | positioning of the 2nd 2nd small beam. 第4開口小梁の配置を説明する平面図である。It is a top view explaining arrangement | positioning of a 4th opening small beam. 最適化計算工程の処理手順の一例を示すフローチャートである。It is a flowchart which shows an example of the process sequence of an optimization calculation process. 第1目標変数及び第2目標変数の計算結果を示す線図である。It is a diagram which shows the calculation result of a 1st target variable and a 2nd target variable. 本実施形態の遺伝子操作工程の処理手順の一例を示すフローチャートである。It is a flowchart which shows an example of the process sequence of the gene operation process of this embodiment. 本実施形態の次世代集団生成工程の処理手順の一例を示すフローチャートである。It is a flowchart which shows an example of the process sequence of the next generation group production | generation process of this embodiment. (a)は交叉前の染色体情報を示す概念図、(b)は交叉後の染色体情報を示す概念図である。(A) is a conceptual diagram showing chromosome information before crossover, (b) is a conceptual diagram showing chromosome information after crossover. 突然変異を説明する概念図である。It is a conceptual diagram explaining a mutation. (a)、(b)は、本発明の他の実施形態の水平架構面を示す平面図である。(A), (b) is a top view which shows the horizontal frame surface of other embodiment of this invention. 本発明の他の実施形態の染色体情報である。It is chromosome information of other embodiment of this invention.

以下、本発明の実施の一形態が図面に基づき説明される。
本実施形態の架構体の設計方法(以下、単に「設計方法」ということがある)は、例えば、工業化住宅等の建築物の架構体を、コンピュータを用いて設計するための方法である。
Hereinafter, an embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings.
The frame structure design method of the present embodiment (hereinafter sometimes simply referred to as “design method”) is a method for designing a frame structure of a building such as an industrialized house using a computer, for example.

図1は、本実施形態の設計方法を実行するコンピュータの斜視図である。コンピュータ1は、本体1a、キーボード1b、マウス1c及びディスプレイ装置1dを含んでいる。この本体1aには、例えば、演算処理装置(CPU)、ROM、作業用メモリ、磁気ディスクなどの記憶装置及びディスクドライブ装置1a1、1a2が設けられている。   FIG. 1 is a perspective view of a computer that executes the design method of the present embodiment. The computer 1 includes a main body 1a, a keyboard 1b, a mouse 1c, and a display device 1d. The main body 1a is provided with, for example, an arithmetic processing unit (CPU), a ROM, a working memory, a storage device such as a magnetic disk, and disk drive devices 1a1, 1a2.

また、記憶装置には、本実施形態の設計方法の処理手順(プログラム)が予め記憶されている。この処理手順は、コンピュータ1の演算処理装置によって実行される。従って、コンピュータ1は、本発明の設計方法を実施するための設計装置1Aとして構成される。   The storage device stores in advance processing procedures (programs) of the design method of the present embodiment. This processing procedure is executed by the arithmetic processing unit of the computer 1. Therefore, the computer 1 is configured as a design apparatus 1A for implementing the design method of the present invention.

図2は、建築物の架構体を示す斜視図、図3は、図2の架構体の平面図である。建築物Bの架構体2は、例えば、柱3及び梁4を含む構造部材を有している。梁4は、柱3、3間を水平に継ぐ複数の大梁7と、大梁7で囲まれた水平架構面9をさらに区分する小梁8とを含んでいる。これらの大梁7及び小梁8は、2階以上の床(図示省略)を支持するための床梁、又は、屋根10を支持するための屋根梁として構成される。また、大梁7及び小梁8は、例えば、略横H字状の形鋼等から構成されている。   FIG. 2 is a perspective view showing a frame of a building, and FIG. 3 is a plan view of the frame of FIG. The frame 2 of the building B has structural members including, for example, columns 3 and beams 4. The beam 4 includes a plurality of large beams 7 that horizontally connect the columns 3 and 3, and a small beam 8 that further divides the horizontal frame 9 surrounded by the large beams 7. The large beam 7 and the small beam 8 are configured as a floor beam for supporting a floor (not shown) of two or more floors or a roof beam for supporting the roof 10. Moreover, the large beam 7 and the small beam 8 are comprised from the substantially horizontal H-shaped shape steel etc., for example.

さらに、建築物Bには、各水平架構面9に、階段や吹き抜け等の開口部11、及び、水平架構面9で支持される小屋束12を有している。開口部11は、大梁7又は小梁8によって形成される。本実施形態の開口部11は、例えば、図3の左下の水平架構面9において、第1辺11a、第2辺11b、第3辺11c及び第4辺11dから構成され、略矩形状に形成されている。また、小屋束12は、図3の左下の水平架構面9において、一つ配置された第1小屋束12aから構成されている。このような小屋束12は、その下端に、大梁7又は小梁8が配置されることにより、水平架構面9で支持される。   Further, the building B has an opening 11 such as a staircase or a stairwell on each horizontal frame surface 9 and a shed bundle 12 supported by the horizontal frame surface 9. The opening 11 is formed by the large beam 7 or the small beam 8. The opening 11 of the present embodiment is formed of, for example, a first side 11a, a second side 11b, a third side 11c, and a fourth side 11d on the horizontal frame 9 at the lower left in FIG. Has been. Moreover, the shed bundle 12 is comprised from the 1st shed bundle 12a arrange | positioned in the horizontal frame surface 9 of the lower left of FIG. Such a shed bundle 12 is supported by the horizontal frame 9 by arranging the large beam 7 or the small beam 8 at the lower end thereof.

図4(a)及び図4(b)は、水平架構面の平面図である。図4(a)に示されるように、各水平架構面9は、一本目の小梁8aが配置されることにより、二個の小架構面13に区分される。さらに、図4(b)に示されるように、水平架構面9は、二本目の小梁8bが、二個の小架構面13の何れかに配置されることにより、三個の小架構面13に区分される。このように、水平架構面9は、小梁8が配置されることにより、複数個の小架構面13に区分される。   FIG. 4A and FIG. 4B are plan views of the horizontal frame. As shown in FIG. 4A, each horizontal frame 9 is divided into two small frames 13 by arranging the first beam 8a. Furthermore, as shown in FIG. 4B, the horizontal frame 9 has three small frames 8b by arranging the second beam 8b on one of the two small frames 13. It is divided into 13. Thus, the horizontal frame 9 is divided into a plurality of small frames 13 by arranging the small beams 8.

本実施形態では、図4(a)において、二個の小架構面13に区分された場合、水平架構面9の左下側の頂点である基準点15aに最も近い小架構面13を第1小架構面13aとし、他方の小架構面13を第2小架構面13bとしている。さらに、本実施形態では、図4(b)において、第2小架構面13b(図4(a)に示す)がさらに2個の小架構面13に区分された場合、第2小架構面13bの左下側の頂点である基準点15bに最も近い小架構面13を第2小架構面13bとし、他方の小架構面13を第3小架構面13cとしている。   In this embodiment, in FIG. 4A, when divided into two small frame surfaces 13, the small frame surface 13 closest to the reference point 15a, which is the lower left apex of the horizontal frame surface 9, is the first small frame. A frame surface 13a is used, and the other frame surface 13 is a second frame surface 13b. Furthermore, in the present embodiment, in FIG. 4B, when the second small construction surface 13b (shown in FIG. 4A) is further divided into two small construction surfaces 13, the second small construction surface 13b. The small frame surface 13 closest to the reference point 15b, which is the lower left apex, is the second small frame surface 13b, and the other small frame surface 13 is the third small frame surface 13c.

図5は、本実施形態の設計方法の処理手順の一例を示すフローチャートである。この設計方法では、小梁8(図4に示す)の配置の最適解が計算され、その最適解に基づいて、架構体2及び建築物Bが製造される。   FIG. 5 is a flowchart illustrating an example of a processing procedure of the design method according to the present embodiment. In this design method, an optimal solution for the arrangement of the small beams 8 (shown in FIG. 4) is calculated, and the frame 2 and the building B are manufactured based on the optimal solution.

本実施形態の設計方法では、先ず、コンピュータ1に、建築物Bの基本情報が入力される(基本情報入力工程S1)。図6は、本実施形態の基本情報入力工程の処理手順の一例を示すフローチャートである。   In the design method of the present embodiment, first, basic information of the building B is input to the computer 1 (basic information input step S1). FIG. 6 is a flowchart illustrating an example of a processing procedure of a basic information input process according to the present embodiment.

本実施形態の基本情報入力工程S1では、先ず、建築物Bの形状が、コンピュータ1に入力される(工程S11)。図7は、建築物の架構体の斜視図である。この工程S11では、例えば、図2及び図3に示した建築物Bの柱3、大梁7、水平架構面9及び屋根10の形状や配置位置が、コンピュータ1に入力される。なお、この工程S11では、最適解が計算される小梁8(図2及び図3に示す)は入力されない。   In the basic information input step S1 of the present embodiment, first, the shape of the building B is input to the computer 1 (step S11). FIG. 7 is a perspective view of a building frame of a building. In this step S <b> 11, for example, the shapes and arrangement positions of the pillar 3, the large beam 7, the horizontal frame 9 and the roof 10 of the building B shown in FIGS. 2 and 3 are input to the computer 1. In this step S11, the beam 8 (shown in FIGS. 2 and 3) for which the optimum solution is calculated is not input.

図7に示されるように、柱3及び大梁7は、予め定められた水平モジュール又は垂直モジュールを基準として、その配置や長さ等が設定されている。また、柱3及び大梁7は、例えば、ボルトがモデル化されたピン16により固定される。これにより、小梁8(図2に示す)を除いた架構体2及び水平架構面9が設定される。さらに、本実施形態の大梁7は、その長手方向がX軸方向、又は、Y軸方向に沿って配置されている。   As shown in FIG. 7, the arrangement, length, and the like of the pillar 3 and the large beam 7 are set with reference to a predetermined horizontal module or vertical module. The pillar 3 and the large beam 7 are fixed by, for example, a pin 16 in which a bolt is modeled. Thereby, the frame 2 and the horizontal frame 9 excluding the small beam 8 (shown in FIG. 2) are set. Furthermore, the long beam 7 of the present embodiment is arranged such that its longitudinal direction is along the X-axis direction or the Y-axis direction.

また、柱3及び大梁7には、例えば、それらの断面形状や、断面2次モーメント等の構造計算に必要なパラメータが設定されている。このような柱3及び大梁7の配置等やパラメータは、いずれも数値データとして、コンピュータ1に記憶される。   Further, for the pillar 3 and the large beam 7, for example, parameters necessary for structural calculation such as a cross-sectional shape and a secondary moment of the cross-section are set. Such arrangement and parameters of the pillars 3 and the large beams 7 are all stored in the computer 1 as numerical data.

本実施形態の水平架構面9は、屋根10(図3に示す)を支持する第1水平架構面9a〜第4水平架構面9dと、二階の床を支持する第5水平架構面9e〜第8水平架構面9hとを含んでいる。   The horizontal frame 9 according to the present embodiment includes a first horizontal frame 9a to a fourth horizontal frame 9d that supports the roof 10 (shown in FIG. 3), and a fifth horizontal frame 9e to a second frame that supports the second floor. 8 horizontal frame 9h.

図8(a)は、小梁8を省いた第1水平架構面9aの平面図、図8(b)は、小梁8が配置された第1水平架構面9aの平面図である。図8(a)に第1水平架構面9aが代表して示されるように、各水平架構面9a〜9hには、水平モジュールに準じて、等間隔に配された複数の節点17が定義されている。このような各水平架構面9a〜9hは、コンピュータ1に記憶される。   FIG. 8A is a plan view of the first horizontal frame 9a without the small beam 8, and FIG. 8B is a plan view of the first horizontal frame 9a on which the small beam 8 is arranged. As shown in FIG. 8A representatively of the first horizontal frame 9a, each horizontal frame 9a-9h is defined with a plurality of nodes 17 arranged at equal intervals according to the horizontal module. ing. Such horizontal frame surfaces 9 a to 9 h are stored in the computer 1.

屋根10(図3に示す)は、柱3及び梁4と同様に、水平モジュール又は垂直モジュールを基準として、その配置や形状が設定されている。このような屋根10の配置等は、数値データとして、コンピュータ1に記憶される。   The arrangement and shape of the roof 10 (shown in FIG. 3) are set on the basis of the horizontal module or the vertical module, similarly to the pillar 3 and the beam 4. Such an arrangement of the roof 10 is stored in the computer 1 as numerical data.

次に、本実施形態では、建築物B(図2に示す)の荷重条件が、コンピュータ1に入力される(工程S12)。荷重条件は、建築物Bに作用する外力に関する情報である。荷重条件は、建築物Bの各種仕様、例えば、外壁仕様、床仕様、屋根葺材、耐火仕様、耐震等級又は耐風等級などに基づいて入力される。このような荷重条件も数値データであり、コンピュータ1に記憶される。   Next, in this embodiment, the load condition of the building B (shown in FIG. 2) is input to the computer 1 (step S12). The load condition is information regarding an external force acting on the building B. The load condition is input based on various specifications of the building B, for example, an outer wall specification, a floor specification, a roof covering material, a fire resistance specification, an earthquake resistance grade, or a wind resistance grade. Such a load condition is also numerical data and is stored in the computer 1.

建築物基本情報は、一般的なCADや一貫構造計算システム等のソフトウェアを用いて設定することができる。本実施形態では、二階建ての建築物Bが一例として示されたが、例えば、一階建てや、三階建て以上のものでも良い。   The basic building information can be set using software such as general CAD and a consistent structural calculation system. In the present embodiment, the two-story building B is shown as an example, but it may be, for example, a one-story building or a three-story building or more.

次に、コンピュータ1に、小梁8を架構体2に配置するための設計制約条件が入力される(工程S2)。本実施形態の設計制約条件としては、図8(a)に示されるように、各水平架構面9a〜9hにおいて、小梁8の向き及び固定可能位置が含まれる。   Next, design constraint conditions for placing the beam 8 on the frame 2 are input to the computer 1 (step S2). As shown in FIG. 8A, the design constraint conditions of the present embodiment include the direction of the small beam 8 and the fixable position in each horizontal frame surface 9a to 9h.

図8(b)に示されるように、本実施形態の小梁8の向きとしては、その長手方向を基準として定義される。この長手方向は、図において、X軸方向、又は、Y軸方向に限定される。なお、長手方向は、このような態様に限定されるわけではなく、例えば、X軸方向の成分と、Y軸方向の成分とを含む任意の方向に限定されてもよい。   As shown in FIG. 8B, the direction of the small beam 8 of the present embodiment is defined with reference to the longitudinal direction. This longitudinal direction is limited to the X-axis direction or the Y-axis direction in the drawing. The longitudinal direction is not limited to such a mode, and may be limited to any direction including, for example, a component in the X-axis direction and a component in the Y-axis direction.

本実施形態の小梁8の固定可能位置としては、水平モジュールに準じて定義された節点17を基準に配置される。小梁8の両端8t、8t(図4に示す)は、大梁7又は小梁8に定義される節点17に当接するように配置される。なお、大梁7又は小梁8の勝ち負けは、図において、「●」が勝ちを示し、「○」が負けを示している。   As a fixable position of the small beam 8 of this embodiment, it arrange | positions on the basis of the node 17 defined according to the horizontal module. Both ends 8t and 8t (shown in FIG. 4) of the small beam 8 are arranged so as to contact the node 17 defined by the large beam 7 or the small beam 8. In addition, in the drawing, “●” indicates a win and “◯” indicates a loss of the big beam 7 or the small beam 8.

さらに、設計制約条件には、各水平架構面9a〜9hに配置される小梁8の本数の上限値が含まれている。この上限値は、各水平架構面9a〜9hに配置可能な小梁8の最大本数以下に設定される。また、上限値は、架構体2に必要な強度や、コスト等の諸条件に応じて、任意に設定することができる。本実施形態の上限値には、例えば「7」が設定される。   Further, the design constraint condition includes an upper limit value of the number of small beams 8 arranged on each horizontal frame 9a to 9h. This upper limit value is set to be equal to or less than the maximum number of small beams 8 that can be arranged on each horizontal frame surface 9a to 9h. Moreover, an upper limit can be arbitrarily set according to various conditions, such as intensity | strength required for the frame 2, and cost. For example, “7” is set as the upper limit value in the present embodiment.

図8(a)に示されるように、設計制約条件には、小梁8の配置予定位置21が含まれている。配置予定位置21は、建築物B(図2に示す)の構造に基づき、各水平架構面9a〜9hにおいて、小梁8が必要とされる位置である。このような配置予定位置21に基づいて、小梁8の配置パターンが生成されることにより、配置予定位置21を通る小梁8(図8(b)に示す)を必ず含ませることができる。なお、配置予定位置21を通る小梁8は、小梁8が配置予定位置21の全域に配置されればよく、例えば、小梁8が配置予定位置21からはみ出して配置されてもよい。   As shown in FIG. 8A, the design constraint condition includes a planned placement position 21 of the small beam 8. Based on the structure of the building B (shown in FIG. 2), the planned placement position 21 is a position where the small beam 8 is required on each of the horizontal frame surfaces 9a to 9h. By generating the arrangement pattern of the small beam 8 based on the planned arrangement position 21, the small beam 8 (shown in FIG. 8B) passing through the arrangement position 21 can be included. The small beam 8 passing through the planned placement position 21 only needs to be arranged in the entire area of the planned placement position 21. For example, the small beam 8 may be placed outside the planned placement position 21.

配置予定位置21は、各水平架構面9a〜9hの各節点17を基準に設定される。本実施形態の配置予定位置21は、各水平架構面9a〜9hに定義される配置予定直線21aと、配置予定点21bとが含まれる。   The planned placement position 21 is set based on the nodes 17 of the horizontal frame surfaces 9a to 9h. The planned placement position 21 of the present embodiment includes a planned placement straight line 21a defined on each horizontal frame 9a-9h and a planned placement point 21b.

配置予定直線21aは、各水平架構面9a〜9hにおいて、少なくとも2つの座標値(本実施形態では、2つの座標値)で特定される。この座標値は、配置予定直線21aの両端が配置される節点17、17の座標値である。このような配置予定直線21aは、例えば、開口部11(図3に示す)の周囲や手摺(図示省略)の配置位置に設定される。本実施形態の配置予定直線21aは、開口部11の周囲の少なくとも一部に設定され、開口予定位置22として定義されている。この開口予定位置22は、水平架構面9a〜9h毎に設定される。   The planned placement straight line 21a is specified by at least two coordinate values (two coordinate values in the present embodiment) on each of the horizontal frame surfaces 9a to 9h. This coordinate value is the coordinate value of the nodes 17 and 17 at which both ends of the planned arrangement line 21a are arranged. Such an arrangement planned straight line 21a is set, for example, around the opening 11 (shown in FIG. 3) or at an arrangement position of a handrail (not shown). The planned placement straight line 21 a of the present embodiment is set at least at a part around the opening 11 and is defined as the planned opening position 22. The planned opening position 22 is set for each of the horizontal frame surfaces 9a to 9h.

開口予定位置22は、例えば、第1水平架構面9aにおいて、開口部11の第1辺11a(図3に示す)の位置を定義する第1開口予定位置22a、第2辺11b(図3に示す)の位置を定義する第2開口予定位置22b、第3辺11c(図3に示す)の位置を定義する第3開口予定位置22c、及び、第4辺11d(図3に示す)の位置を定義する第4開口予定位置22dが含まれる。   The planned opening position 22 is, for example, a first planned opening position 22a and a second side 11b (in FIG. 3) that define the position of the first side 11a (shown in FIG. 3) of the opening 11 in the first horizontal frame 9a. 2nd planned opening position 22b that defines the position of the third side 11c (shown in FIG. 3), the third planned opening position 22c that defines the position of the third side 11c (shown in FIG. 3), and the position of the fourth side 11d (shown in FIG. 3) Includes a fourth planned opening position 22d.

配置予定点21bは、各水平架構面9a〜9hにおいて、1つの節点17の座標値で特定される。このような配置予定点21bは、例えば、小屋束12を支える位置や、太陽光パネル設置用架台の支柱位置(フラット屋根の場合)等に設定される。本実施形態の配置予定点21bは、小屋束12を支える位置に設定され、小屋束予定位置23として定義される。この小屋束予定位置23は、水平架構面9a〜9h毎に設定される。   The planned placement point 21b is specified by the coordinate value of one node 17 on each horizontal frame 9a to 9h. Such an arrangement planned point 21b is set at, for example, a position for supporting the shed 12 or a column position (in the case of a flat roof) of a solar panel installation stand. The planned placement point 21b of the present embodiment is set to a position that supports the shed bundle 12 and is defined as the planned shed bundle position 23. The planned shed bundle position 23 is set for each of the horizontal frame surfaces 9a to 9h.

小屋束予定位置23は、例えば、第1水平架構面9aにおいて、図3に示した第1小屋束12aの配置位置を定義する第1小屋束予定位置23aが含まれる。これらの設計制約条件は、コンピュータ1に記憶される。   The shed bundle planned position 23 includes, for example, the first shed bundle planned position 23a that defines the arrangement position of the first shed bundle 12a shown in FIG. 3 on the first horizontal frame 9a. These design constraint conditions are stored in the computer 1.

次に、コンピュータ1が、設計制約条件に基づいて、染色体情報の複数種類からなる集団を生成する(集団生成工程S3)。染色体情報は、小梁8(図4に示す)の配置を特定するための数値情報である。図9は、染色体情報の複数種類からなる集団の概念図、図10は、第1水平架構面9aの第1情報部分及び第2情報部分の一例を示す概念図である。また、図11は、本実施形態の集団生成工程S3の処理手順の一例を示すフローチャートである。   Next, the computer 1 generates a group composed of a plurality of types of chromosome information based on the design constraint condition (group generation step S3). Chromosome information is numerical information for specifying the arrangement of the beam 8 (shown in FIG. 4). FIG. 9 is a conceptual diagram of a group composed of a plurality of types of chromosome information, and FIG. 10 is a conceptual diagram showing an example of the first information portion and the second information portion of the first horizontal frame 9a. FIG. 11 is a flowchart illustrating an example of a processing procedure of the group generation step S3 of the present embodiment.

本実施形態の集団生成工程S3では、先ず、コンピュータ1に、小梁8(図8(b)に示す)が定義される(工程S31)。小梁8は、断面形状や、断面2次モーメント等が定義された数値データである。このような数値データは、コンピュータ1に記憶される。   In the group generation step S3 of the present embodiment, first, a small beam 8 (shown in FIG. 8B) is defined in the computer 1 (step S31). The small beam 8 is numerical data in which a cross-sectional shape, a cross-sectional secondary moment, and the like are defined. Such numerical data is stored in the computer 1.

次に、コンピュータ1に、染色体情報が定義される(工程S32)。図9に示されるように、各染色体情報26は、水平架構面9a〜9h毎に、配置予定位置21を通る第1小梁29(図8(b)に示す)を定義するための第1情報部分27と、配置予定位置21とは無関係に定義される第2小梁30(図8(b)に示す)を定義するための第2情報部分28とを含んでいる。このような染色体情報26が複数種類設定されることによって、集団31が生成される。   Next, chromosome information is defined in the computer 1 (step S32). As shown in FIG. 9, each chromosome information 26 includes a first beam for defining a first beam 29 (shown in FIG. 8B) that passes the planned placement position 21 for each of the horizontal frames 9 a to 9 h. The information part 27 and the 2nd information part 28 for defining the 2nd small beam 30 (shown in FIG.8 (b)) defined irrespective of the arrangement plan position 21 are included. By setting a plurality of types of such chromosome information 26, a group 31 is generated.

第1情報部分27には、各第1小梁29の配置を定義する第1小梁遺伝子が格納可能な第1小梁遺伝子座33が設定される。第1小梁遺伝子座33は、各水平架構面9a〜9hにおいて、1本の第1小梁29(図8(b)に示す)毎に割り当てられる。   The first information beam 27 is set with a first beam beam locus 33 that can store a first beam beam that defines the arrangement of the first beam beams 29. The first beam beam locus 33 is assigned to each of the first beam beams 29 (shown in FIG. 8B) on each horizontal frame 9a to 9h.

図8(b)に示されるように、本実施形態の第1小梁29は、例えば、第1水平架構面9aにおいて、第1開口予定位置22a(図8(a)に示す)を通る第1開口小梁29aと、第2開口予定位置22b(図8(a)に示す)を通る第2開口小梁29bと、第3開口予定位置22c(図8(a)に示す)を通る第3開口小梁29cと、第4開口予定位置22d(図8(a)に示す)を通る第4開口小梁29dとが含まれる。さらに、第1小梁29は、第1小屋束予定位置23a(図8(a)に示す)を通る第1小屋束小梁29eが含まれる。従って、図10に示されるように、第1水平架構面9aの第1情報部分27は、第1開口小梁29a〜第4開口小梁29d、及び、第1小屋束小梁29eが割り当てられた5個の第1小梁遺伝子座33が定義される。   As shown in FIG. 8B, the first beam 29 of the present embodiment is, for example, the first beam passing through the first planned opening position 22a (shown in FIG. 8A) on the first horizontal frame surface 9a. A first opening small beam 29a, a second opening small beam 29b passing through a second planned opening position 22b (shown in FIG. 8A), and a third opening passing beam 22c (shown in FIG. 8A). A three-opening small beam 29c and a fourth opening-small beam 29d passing through the fourth opening planned position 22d (shown in FIG. 8A) are included. Further, the first beam 29 includes a first beam bundle 29e that passes through the first shed bundle planned position 23a (shown in FIG. 8A). Accordingly, as shown in FIG. 10, the first information beam 27 of the first horizontal frame 9a is assigned the first aperture beam 29a to the fourth aperture beam 29d and the first shed bundle beam 29e. Five first trabecular loci 33 are defined.

本実施形態の第1小梁遺伝子は、第1小梁29(図8(b)に示す)が配置される順番を示す順番情報と、第1小梁29の位置が予め指定された配置情報と、第1小梁29の向きを示す方向情報とが含まれている。従って、各第1小梁遺伝子座33は、順番情報を格納可能な順番遺伝子座33aと、配置情報を格納可能な配置遺伝子座33bと、方向情報を格納可能な方向遺伝子座33cとが設定される。このような第1情報部分27は、コンピュータ1に記憶される。   The first beam beam gene of the present embodiment includes order information indicating the order in which the first beam beam 29 (shown in FIG. 8B) is arranged, and arrangement information in which the position of the first beam beam 29 is designated in advance. And direction information indicating the direction of the first small beam 29 is included. Accordingly, each first trabecular locus 33 is set with an order locus 33a that can store order information, a placement locus 33b that can store placement information, and a direction locus 33c that can store direction information. The Such a first information portion 27 is stored in the computer 1.

第2情報部分28は、1本の第2小梁30(図8(a)に示す)毎に、第2小梁遺伝子が設定される。従って、第2情報部分28には、第2小梁遺伝子が格納される少なくとも一つの第2小梁遺伝子座34が設定される。   In the second information portion 28, a second beam beam gene is set for each second beam beam 30 (shown in FIG. 8A). Accordingly, at least one second beam loci 34 in which the second beam beam gene is stored is set in the second information portion 28.

第2小梁遺伝子座34は、各水平架構面9a〜9h(図7に示す)において、設計制約条件で設定された小梁8の本数の上限値(本実施形態では、7個)と、第1情報部分27の第1小梁遺伝子座33の個数(本実施形態では5個)との差と同一の個数分(本実施形態では、2個)のみ作成される。これにより、染色体情報26は、各水平架構面9a〜9hにおいて、第1小梁遺伝子座33と、第2小梁遺伝子座34とを合わせて、設計制約条件で設定された小梁8の本数の上限値分の遺伝子座を設定することができる。   The second beam beam locus 34 has an upper limit value (seven in this embodiment) of the number of beam beams 8 set in the design constraint condition on each horizontal frame 9a to 9h (shown in FIG. 7). Only the same number (two in the present embodiment) as the difference from the number of first beam loci 33 in the first information portion 27 (five in the present embodiment) is created. Thereby, the chromosome information 26 is the number of the small beams 8 set in the design constraint condition by combining the first small beam gene locus 33 and the second small beam gene locus 34 in each of the horizontal frames 9a to 9h. It is possible to set loci for the upper limit value.

本実施形態の第2小梁遺伝子は、第2小梁30が配置される順番を示す順番情報と、第2小梁30が配置される水平架構面9又は小架構面13を特定する架構面情報と、第2小梁30の向きを示す方向情報と、第2小梁30の位置を特定する配置情報とが含まれる。このため、第2小梁遺伝子座34は、順番情報を格納可能な順番遺伝子座34aと、架構面情報を格納可能な架構面遺伝子座34bと、方向情報を格納可能な方向遺伝子座34cと、配置情報を格納可能な配置遺伝子座34dとが含まれる。このような第2情報部分28は、コンピュータ1に記憶される。   The second beam beam according to the present embodiment includes order information indicating the order in which the second beam 30 is arranged, and a frame surface that specifies the horizontal frame 9 or the beam frame 13 on which the second beam 30 is arranged. Information, direction information indicating the direction of the second small beam 30, and arrangement information for specifying the position of the second small beam 30 are included. For this reason, the second trabecular locus 34 includes an order locus 34a that can store order information, a frame surface locus 34b that can store frame surface information, a direction locus 34c that can store direction information, And a placement locus 34d capable of storing placement information. Such a second information portion 28 is stored in the computer 1.

次に、コンピュータ1が、染色体情報26の第1情報部分27に、第1小梁遺伝子を格納する(工程S33)。第1小梁遺伝子は、上述のとおり、順番遺伝子座33aに格納される順番情報、配置遺伝子座33bに格納される配置情報、及び、方向遺伝子座33cに格納される方向情報が含まれている。   Next, the computer 1 stores the first beam beam gene in the first information portion 27 of the chromosome information 26 (step S33). As described above, the first trabecular gene includes the order information stored in the order locus 33a, the placement information stored in the placement locus 33b, and the direction information stored in the direction locus 33c. .

順番情報は、各水平架構面9a〜9h(図7に示す)において、第1小梁29(図8(b)に示す)が配置される順番を示すものである。図10に示されるように、本実施形態の順番情報は、各水平架構面9a〜9hにおいて、第1情報部分27で定義される第1小梁29、及び、第2情報部分28で定義される第2小梁30(図8(b)に示す)を含めた順番が定義される。本実施形態では、設計制約条件で定義された小梁8の本数の上限値が「7」であるため、順番情報は、1〜7の整数で定義される。なお、順番情報の数値が小さい順から、第1小梁29又は第2小梁30が配置される。本実施形態の順番情報は、乱数関数に従ってランダムに決定され、順番遺伝子座33aに格納される。   The order information indicates the order in which the first small beams 29 (shown in FIG. 8B) are arranged on the horizontal frame surfaces 9a to 9h (shown in FIG. 7). As shown in FIG. 10, the order information of the present embodiment is defined by the first beam 29 and the second information portion 28 defined by the first information portion 27 in each horizontal frame 9a to 9h. The order including the second small beam 30 (shown in FIG. 8B) is defined. In this embodiment, since the upper limit value of the number of the small beams 8 defined by the design constraint condition is “7”, the order information is defined by an integer of 1 to 7. In addition, the 1st small beam 29 or the 2nd small beam 30 is arrange | positioned from the order with the small numerical value of order information. The order information of this embodiment is randomly determined according to a random number function and stored in the order locus 33a.

配置情報は、第1小梁29の位置を予め指定するものである。図8(a)に示されるように、本実施形態の配置情報は、設計制約条件で定義された小梁8の配置予定位置21である。図10に示されるように、第1水平架構面9aにおいて、本実施形態の第1開口小梁29a〜第4開口小梁29dの配置遺伝子座33bには、第1開口予定位置22a〜第4開口予定位置22dの両端の節点17、17(図8(a)に示す)の座標値が設定される。第1小屋束小梁29eの配置遺伝子座33bには、第1小屋束12aの一つの節点17(図8(a)に示す)の座標値が設定される。このような配置情報により、第1小梁29が配置される配置予定位置21が指定される。これらの配置情報は、第1開口小梁29a〜第4開口小梁29d、及び、第1小屋束小梁29e毎に、コンピュータ1によって一意に定義される。本実施形態の配置情報の詳細は、次のとおりである。
A:第1開口予定位置の両端の節点の座標値
B:第2開口予定位置の両端の節点の座標値
C:第3開口予定位置の両端の節点の座標値
D:第4開口予定位置の両端の節点の座標値
E:第1小屋束予定位置の節点の座標値
The arrangement information specifies the position of the first beam 29 in advance. As shown in FIG. 8A, the arrangement information of the present embodiment is a planned arrangement position 21 of the small beam 8 defined by the design constraint condition. As shown in FIG. 10, on the first horizontal frame 9a, the first opening planned positions 22a to 4th are arranged in the arrangement gene loci 33b of the first opening beam 30a to the fourth opening beam 29d of the present embodiment. The coordinate values of the nodes 17 and 17 (shown in FIG. 8A) at both ends of the planned opening position 22d are set. The coordinate value of one node 17 (shown in FIG. 8A) of the first shed bundle 12a is set in the arrangement locus 33b of the first shed bundle beam 29e. Such arrangement information designates the planned arrangement position 21 where the first beam 29 is arranged. These pieces of arrangement information are uniquely defined by the computer 1 for each of the first opening cross beam 29a to the fourth opening cross beam 29d and the first shed bundle beam 31e. The details of the arrangement information of this embodiment are as follows.
A: Coordinate values of nodes at both ends of the first opening planned position B: Coordinate values of nodes at both ends of the second opening planned position C: Coordinate values of nodes at both ends of the third opening planned position D: Fourth opening position Coordinate values of nodes at both ends E: Coordinate values of nodes at the first shed bundle planned position

方向情報は、第1小梁29の向きを示すものである。本実施形態の方向情報は、第1小梁29の長手方向の向きが定義される。また、方向情報は、少なくとも一桁の文字又は数値、本実施形態では少なくとも一桁の数値で定義される。本実施形態の方向情報がとり得る各数値は1又は2であり、詳細は次のとおりである。
1:X軸方向と平行
2:Y軸方向と平行
The direction information indicates the direction of the first small beam 29. In the direction information of the present embodiment, the longitudinal direction of the first beam 29 is defined. In addition, the direction information is defined by at least one digit character or numerical value, in this embodiment, at least one digit numerical value. Each numerical value that can be taken by the direction information of the present embodiment is 1 or 2, and details are as follows.
1: Parallel to X-axis direction 2: Parallel to Y-axis direction

なお、第1水平架構面9aにおいて、第1開口小梁29a〜第4開口小梁29dの方向情報は、第1開口予定位置22a〜第4開口予定位置22d(図8(a)に示す)の配置情報に基づいて、一意に定められる。   In addition, on the first horizontal frame 9a, the direction information of the first aperture beam 29a to the fourth aperture beam 29d is the first aperture position 22a to the fourth aperture position 22d (shown in FIG. 8A). Is uniquely determined based on the arrangement information.

一方、第1小屋束小梁29eの方向情報は、第1小屋束予定位置23a(図8(a)に示す)が一つの節点17からなるため、第1小屋束小梁29eの方向が一意に定まらない。従って、第1小屋束小梁29eの方向情報は、乱数関数に従ってランダムに決定される。   On the other hand, in the direction information of the first shed bundle beam 29e, since the first shed bundle planned position 23a (shown in FIG. 8A) consists of one node 17, the direction of the first shed bundle beam 29e is unique. Not determined. Therefore, the direction information of the first shed bundle beam 29e is randomly determined according to the random number function.

次に、コンピュータ1が、染色体情報26の第2情報部分28に、第2小梁遺伝子を格納する(工程S34)。図10に示されるように、第2小梁遺伝子は、順番遺伝子座34aに格納される順番情報、架構面遺伝子座34bに格納される架構面情報、方向遺伝子座34cに格納される方向情報、及び、配置遺伝子座34dに格納される配置情報が含まれている。   Next, the computer 1 stores the second trabecular gene in the second information portion 28 of the chromosome information 26 (step S34). As shown in FIG. 10, the second trabecular gene includes the order information stored in the order locus 34a, the frame surface information stored in the frame surface locus 34b, the direction information stored in the direction locus 34c, And the arrangement information stored in the arrangement locus 34d is included.

順番情報は、各水平架構面9a〜9h(図7に示す)において、第2小梁30(図8(b)に示す)が配置される順番を示すものである。本実施形態の順番情報は、第1小梁遺伝子の順番情報と同様に、各水平架構面9a〜9hにおいて、第1小梁29及び第2小梁30を含めた順番が定義される。第2小梁30の順番は、第1情報部分27で使用されている第1小梁29の順番(本実施形態では、2、3、4、5及び7)を除いて割り当てられる。これにより、第1小梁29の順番と、第2小梁30の順番とが重複するのを防ぐことができる。なお、第2小梁30の順番情報は、第2小梁30が複数存在する場合、乱数関数に従ってランダムに決定されるのが望ましい。   The order information indicates the order in which the second beam 30 (shown in FIG. 8B) is arranged on each horizontal frame 9a-9h (shown in FIG. 7). As for the order information of the present embodiment, the order including the first small beam 29 and the second small beam 30 is defined in each horizontal frame 9a to 9h, similarly to the order information of the first small beam gene. The order of the second beam 30 is assigned except for the order of the first beam 29 used in the first information portion 27 (2, 3, 4, 5, and 7 in this embodiment). Thereby, it can prevent that the order of the 1st small beam 29 and the order of the 2nd small beam 30 overlap. Note that the order information of the second beam 30 is desirably determined randomly according to a random number function when there are a plurality of the second beam 30.

架構面情報は、各水平架構面9a〜9h(図7に示す)において、第2小梁30が配置される水平架構面9又は小架構面13(図4(a)、(b)に示す)を特定するものである。本実施形態の架構面情報は、最後の小梁8(7本目の小梁8)が配置されることによって区分される小架構面13(本実施形態では第8小架構面(図示省略))を除いて定義される。本実施形態の架構面情報は、例えば次のとおりである。
0:第2小梁の配置なし
1:水平架構面又は第1小架構面
2:第2小架構面
3:第3小架構面
4:第4小架構面
5:第5小架構面
6:第6小架構面
7:第7小架構面
The frame surface information includes the horizontal frame surface 9 or the small frame surface 13 (shown in FIGS. 4A and 4B) on which the second small beams 30 are arranged in the horizontal frame surfaces 9a to 9h (shown in FIG. 7). ). The frame surface information of the present embodiment is the frame surface 13 divided by the last beam 8 (the seventh beam 8) being arranged (the eighth frame surface (not shown) in this embodiment). Defined except. The frame surface information of this embodiment is as follows, for example.
0: No arrangement of second beam 1: Horizontal frame or first frame surface 2: Second frame surface 3: Third frame surface 4: Fourth frame surface 5: Fifth frame surface 6: 6th small frame 7: 7th small frame

図12は、小梁8が配置されていない水平架構面9を示す平面図である。例えば、架構面遺伝子座34bの架構面情報が「1」の場合、第2小梁30は、水平架構面9に配置される。一方、架構面情報が「0」の場合、第2小梁30は、水平架構面9に配置されない。   FIG. 12 is a plan view showing the horizontal frame 9 in which the small beams 8 are not arranged. For example, when the frame information of the frame plane locus 34b is “1”, the second beam 30 is arranged on the horizontal frame 9. On the other hand, when the frame surface information is “0”, the second beam 30 is not arranged on the horizontal frame surface 9.

図13(a)、(b)は、小梁8が一本配置された水平架構面9の平面図である。この第1水平架構面9aには、第1小架構面13a及び第2小架構面13bが形成されている。図13(a)に示されるように、架構面遺伝子座34bの架構面情報が「1」の場合、第2小梁30は、第1小架構面13aに配置される。図13(b)に示されるように、架構面情報が「2」の場合、第2小梁30は、第2小架構面13bに配置される。   13A and 13B are plan views of the horizontal frame 9 on which one small beam 8 is arranged. A first small frame surface 13a and a second small frame surface 13b are formed on the first horizontal frame surface 9a. As shown in FIG. 13A, when the frame surface information of the frame surface locus 34b is “1”, the second beam 30 is arranged on the first frame surface 13a. As shown in FIG. 13B, when the frame surface information is “2”, the second beam 30 is arranged on the second frame surface 13b.

本実施形態では、架構面情報が、該当する小架構面13が存在しない「3」以上の場合、例えば、水平架構面9に区分されている小架構面13のうち、最後に区分された小架構面13(本実施形態では、第2小架構面13b)に、第2小梁30が配置される。なお、このような態様に限定されるわけではなく、例えば、架構面情報の数値に基づいて、第1小架構面13aから最後の小架構面13(本実施形態では、第2小架構面13b)までの間で巡回させて、第2小梁30が配置される小架構面13が決定されてもよい。例えば、架構面情報が「3」の場合は、1番目の第1小架構面13a、及び、2番目の第2小架構面13bを経て、3番目の第1小架構面13aに第2小梁30が配置される。   In this embodiment, when the frame surface information is “3” or more where the corresponding frame surface 13 does not exist, for example, among the frame surfaces 13 divided into the horizontal frame surface 9, The second beam 30 is arranged on the frame surface 13 (in this embodiment, the second frame surface 13b). Note that the present invention is not limited to such a mode. For example, based on the numerical value of the frame surface information, the first frame surface 13a to the last frame surface 13 (in this embodiment, the second frame surface 13b). ), The small frame 13 on which the second beam 30 is arranged may be determined. For example, when the frame surface information is “3”, the second small frame surface 13a and the second second frame surface 13b are passed through the second first frame surface 13a. A beam 30 is arranged.

このように、架構面情報は、第2小梁30が配置される水平架構面9又は小架構面13を特定することができる。本実施形態の架構面情報は、上記の架構面情報0〜7から、乱数関数に従ってランダムに決定される。   Thus, the frame surface information can specify the horizontal frame surface 9 or the small frame surface 13 on which the second beam 30 is arranged. The frame surface information of the present embodiment is randomly determined from the frame surface information 0 to 7 according to the random number function.

方向情報は、第2小梁30の向きを示すものである。本実施形態の方向情報は、第1小梁遺伝子の方向情報と同様に、第2小梁30の長手方向の向きが定義される。本実施形態の方向情報がとり得る各数値は1又は2であり、詳細は次のとおりである。なお、方向情報は、乱数関数に従ってランダムに決定される。
1:X軸方向と平行
2:Y軸方向と平行
The direction information indicates the direction of the second small beam 30. In the direction information of the present embodiment, the direction of the longitudinal direction of the second beam 30 is defined similarly to the direction information of the first beam beam. Each numerical value that can be taken by the direction information of the present embodiment is 1 or 2, and details are as follows. Note that the direction information is randomly determined according to a random number function.
1: Parallel to X-axis direction 2: Parallel to Y-axis direction

配置情報は、第2小梁30の位置を特定するものである。図12に示されるように、本実施形態の第2小梁30の位置は、一対の端部8t、8tのうち、水平架構面9の基準点15aに最も近い端部(以下、単に「基準端部」ということがある。)18に基づいて設定される。配置情報は、第2小梁30が配置される水平架構面9又は小架構面13(図13に示す)において、基準端部18が当接する辺35の長さL2と、基準点15aと第2小梁30の基準端部18との距離L1との比(L1/L2)で定義される。従って、配置情報がとりうる数値は、0.00〜1.00である。なお、配置情報は、乱数関数に従って、ランダムに決定される。   The arrangement information specifies the position of the second beam 30. As shown in FIG. 12, the position of the second beam 30 in the present embodiment is the end portion closest to the reference point 15 a of the horizontal frame surface 9 (hereinafter simply referred to as “reference portion”). It is sometimes referred to as an “end”.) The arrangement information includes the length L2 of the side 35 with which the reference end 18 abuts on the horizontal frame 9 or the frame 13 (shown in FIG. 13) on which the second beam 30 is arranged, the reference point 15a, and the first information. 2 defined by the ratio (L1 / L2) to the distance L1 from the reference end 18 of the small beam 30. Therefore, the numerical value that the arrangement information can take is 0.00 to 1.00. The arrangement information is determined randomly according to a random number function.

例えば、架構面遺伝子座34bの架構面情報が「1」、方向遺伝子座34cの方向情報が「2」、及び、配置遺伝子座34dの配置情報が「0.35」の場合、第2小梁30の基準端部18の位置は、基準端部18が当接する辺35(X軸方向)の長さL2に対して、水平架構面9の基準点15aからの距離L1(X軸方向)が0.35近傍の節点17で定義される。   For example, when the frame surface information of the frame surface locus 34b is “1”, the direction information of the direction locus 34c is “2”, and the position information of the position locus 34d is “0.35”, the second beam The position of the reference end 18 of 30 is the distance L1 (X-axis direction) from the reference point 15a of the horizontal frame 9 with respect to the length L2 of the side 35 (X-axis direction) with which the reference end 18 abuts. It is defined by a node 17 near 0.35.

図13(b)に示されるように、例えば、架構面遺伝子座34bの架構面情報が「2」、方向遺伝子座34cの方向情報が「1」、及び、配置遺伝子座34dの配置情報が「0.65」の場合、第2小梁30の基準端部18の位置は、基準端部18が当接する辺35(Y軸方向)の長さL2に対して、第2小架構面13bの左下側の頂点である基準点15bからの距離L1(Y軸方向)が0.65近傍の節点17で定義される。   As shown in FIG. 13B, for example, the frame surface information of the frame surface locus 34b is “2”, the direction information of the direction locus 34c is “1”, and the arrangement information of the arrangement locus 34d is “ In the case of “0.65”, the position of the reference end portion 18 of the second small beam 30 is such that the length L2 of the side 35 (Y-axis direction) with which the reference end portion 18 abuts is the length L2 of the second small frame 13b. A distance L1 (Y-axis direction) from the reference point 15b which is the lower left apex is defined by a node 17 in the vicinity of 0.65.

このように、本実施形態の配置情報は、第2小梁30の基準端部18の固定位置を定義することができる。従って、第2小梁30の配置は、架構面情報、方向情報及び配置情報によって定義される。   Thus, the arrangement information of this embodiment can define the fixed position of the reference end portion 18 of the second beam 30. Therefore, the arrangement of the second beam 30 is defined by frame information, direction information, and arrangement information.

また、架構面遺伝子座34bの架構面情報が「0」の場合、当該第2小梁30が配置されないため、配置遺伝子座34dの配置情報には、例えば、他の位置情報と区別する記号(例えば、「*」等)が入力されてもよい。   In addition, when the frame surface information of the frame surface gene locus 34b is “0”, the second beam 30 is not arranged. Therefore, the arrangement information of the arrangement gene locus 34d includes, for example, a symbol ( For example, “*” or the like may be input.

なお、本実施形態の配置情報は、第2小梁30が、開口部11(図8(b)に示す)の内部を横切って配置されない値が設定されるまで、生成が繰り返されるのが望ましい。これにより、開口部11の内部を横切る第2小梁30が設定されるのを防ぐことができる。   It should be noted that the arrangement information of the present embodiment is desirably generated repeatedly until a value is set in which the second beam 30 is not arranged across the inside of the opening 11 (shown in FIG. 8B). . Thereby, it can prevent that the 2nd small beam 30 crossing the inside of the opening part 11 is set.

図10に示されるように、本実施形態の第1水平架構面9aでは、順番遺伝子座34aに格納される順番情報が「1」の1本目の第2小梁30から配置される。図14は、1本目の第2小梁30の配置を説明する平面図である。順番情報が「1」の第2小梁30は、架構面遺伝子座34bの架構面情報が「1」、及び、方向遺伝子座34cの方向情報が「2」である。このため、第2小梁30は、第1水平架構面9aにおいて、その長手方向がY軸と平行に配置される。また、配置遺伝子座34dの配置情報は、「0.35」である。このため、第2小梁30の基準端部18の位置は、基準端部18が当接する辺35(X軸方向)の長さL2に対して、水平架構面9の基準点15aからの距離L1(X軸方向)が0.35近傍の位置に配される節点17で定義される。これにより、順番情報が「1」の第2小梁30の配置が定義される。なお、設計制約条件により、小梁8の両端8t、8tは、大梁7又は小梁8に当接することが決められている。このため、第2小梁30の他端は、基準端部18のY軸方向の延長線上に配置される大梁7に当接する。   As shown in FIG. 10, in the first horizontal frame surface 9a of the present embodiment, the first second beam 30 whose order information stored in the order gene locus 34a is “1” is arranged. FIG. 14 is a plan view for explaining the arrangement of the first second beam 30. In the second beam 30 with the order information “1”, the frame surface information of the frame surface locus 34b is “1”, and the direction information of the direction locus 34c is “2”. For this reason, the longitudinal direction of the second beam 30 is arranged in parallel with the Y axis on the first horizontal frame 9a. The arrangement information of the arrangement locus 34d is “0.35”. Therefore, the position of the reference end portion 18 of the second beam 30 is a distance from the reference point 15a of the horizontal frame surface 9 with respect to the length L2 of the side 35 (X-axis direction) with which the reference end portion 18 abuts. L1 (X-axis direction) is defined by a node 17 arranged at a position near 0.35. Thereby, the arrangement of the second beam 30 whose order information is “1” is defined. Note that it is determined that both ends 8t and 8t of the small beam 8 abut on the large beam 7 or the small beam 8 according to the design constraint conditions. For this reason, the other end of the second small beam 30 comes into contact with the large beam 7 arranged on the extension line of the reference end portion 18 in the Y-axis direction.

次に、図10に示されるように、順番遺伝子座33aに格納される順番情報が「2」の第1小梁29(第1開口小梁29a)が配置される。図15は、第1開口小梁29aの配置を説明する平面図である。第1開口小梁29aは、配置遺伝子座33bの配置情報が「A」、及び、方向遺伝子座33cの方向情報が「1」である。このため、第1開口小梁29aは、第1開口予定位置22aに沿って配置される。また、第1開口小梁29aの両端は、第1開口予定位置22aのX軸方向の延長線上に配置される第2小梁30、及び、大梁7に当接するように、第1開口予定位置22aからX軸方向にはみ出して配置される。   Next, as shown in FIG. 10, the first beam 29 (first opening beam 29a) whose order information stored in the order locus 33a is “2” is arranged. FIG. 15 is a plan view for explaining the arrangement of the first aperture beams 29a. In the first aperture beam 29a, the arrangement information of the arrangement locus 33b is “A”, and the direction information of the direction locus 33c is “1”. For this reason, the 1st opening small beam 29a is arrange | positioned along the 1st opening scheduled position 22a. Further, both ends of the first opening small beam 29a are in contact with the second small beam 30 and the large beam 7 arranged on the extension line in the X-axis direction of the first opening planned position 22a. It protrudes from the 22a in the X-axis direction.

次に、図10に示されるように、順番遺伝子座33aに格納される順番情報が「3」の第1小梁29(第1小屋束小梁29e)が配置される。図16は、第1小屋束小梁29eの配置を説明する平面図である。第1小屋束小梁29eは、配置遺伝子座33bの配置情報が「E」、及び、方向遺伝子座33cの方向情報が「1」である。このため、第1小屋束小梁29eは、第1小屋束予定位置23aを通り、かつ、その長手方向がX軸と平行に配置される。また、第1小屋束小梁29eの両端は、第1小屋束予定位置23aのX軸方向の延長線上に配置される第2小梁30、及び、大梁7に当接するように、第1小屋束予定位置23aからはみ出して配置される。   Next, as shown in FIG. 10, the first beam 29 (the first shed bundle beam 29e) whose order information stored in the order gene locus 33a is “3” is arranged. FIG. 16 is a plan view for explaining the arrangement of the first shed bundle beams 31e. In the first shed bundle beam 29e, the arrangement information of the arrangement locus 33b is “E”, and the direction information of the direction locus 33c is “1”. For this reason, the first shed bundle beam 29e passes through the first shed bundle planned position 23a, and its longitudinal direction is arranged parallel to the X axis. Further, both ends of the first shed bundle beam 29e are in contact with the second shed 30 and the large beam 7 arranged on the extension line in the X-axis direction of the first shed bundle planned position 23a. It is arranged so as to protrude from the scheduled bundle position 23a.

次に、図10に示されるように、順番遺伝子座33aに格納される順番情報が「4」の第1小梁29(第3開口小梁29c)が配置される。図17は、第3開口小梁29cの配置を説明する平面図である。第3開口小梁29cは、配置遺伝子座33bの配置情報が「C」、及び、方向遺伝子座33cの方向情報が「2」である。このため、第3開口小梁29cは、第3開口予定位置22cに沿って配置される。また、第3開口小梁29cの両端は、第3開口予定位置22cのY軸方向の延長線上に配置される大梁7、及び、第1開口小梁29aに当接するように、第3開口予定位置22cからはみ出して配置されている。   Next, as shown in FIG. 10, the first beam 29 (third opening beam 29c) whose order information stored in the order locus 33a is “4” is arranged. FIG. 17 is a plan view for explaining the arrangement of the third opening small beams 29c. In the third opening beam 29c, the arrangement information of the arrangement locus 33b is “C”, and the direction information of the direction locus 33c is “2”. For this reason, the 3rd opening small beam 29c is arrange | positioned along the 3rd scheduled opening position 22c. Further, both ends of the third opening small beam 29c are in contact with the large beam 7 and the first opening small beam 29a arranged on the extension line in the Y-axis direction of the third opening planned position 22c. It is arranged so as to protrude from the position 22c.

次に、図10に示されるように、順番遺伝子座33aに格納される順番情報が「5」の第1小梁29(第2開口小梁29b)が配置される。図18は、第2開口小梁29bの配置を説明する平面図である。第2開口小梁29bは、配置遺伝子座33bの配置情報が「B」、及び、方向遺伝子座33cの方向情報が「1」であるため、第2開口予定位置22bに沿って配置される。また、第2開口小梁29bの両端は、第2開口予定位置22bのX軸方向の延長線上に配置される大梁7、及び、第3開口小梁29cに当接するように、第2開口予定位置22bからはみ出して配置されている。   Next, as shown in FIG. 10, the first beam 29 (second aperture beam 29b) whose order information stored in the order locus 33a is “5” is arranged. FIG. 18 is a plan view for explaining the arrangement of the second aperture beams 29b. The second opening beam 29b is arranged along the second opening planned position 22b because the arrangement information of the arrangement locus 33b is “B” and the direction information of the direction locus 33c is “1”. Further, both ends of the second opening small beam 29b are in contact with the large beam 7 and the third opening small beam 29c arranged on the extension line in the X-axis direction of the second opening planned position 22b. It is arranged so as to protrude from the position 22b.

次に、図10に示されるように、順番遺伝子座34aに格納される順番情報が「6」の2本目の第2小梁30が配置される。図19は、2本目の第2小梁30の配置を説明する平面図である。順番情報が「6」の第2小梁30は、架構面遺伝子座34bの架構面情報が「4」、及び、方向遺伝子座34cの方向情報が「1」である。このため、第2小梁30は、第4小架構面13dにおいて、その長手方向がX軸と平行に配置される。また、配置遺伝子座34dの配置情報は、「0.6」である。このため、第2小梁30の基準端部18の位置は、基準端部18が当接する辺35(Y軸方向)の長さL2に対して、第4小架構面13dの基準点15bからの距離L1(Y軸方向)が0.6の位置に配される節点17で定義される。これにより、順番情報が「6」の第2小梁30の配置が定義される。また、順番情報が「6」の第2小梁30の他端は、基準端部18のX軸方向の延長線上に配置される順番情報が「1」の第2小梁30に当接する。   Next, as shown in FIG. 10, the second second beam 30 having the order information “6” stored in the order locus 34a is arranged. FIG. 19 is a plan view for explaining the arrangement of the second second beam 30. In the second beam 30 whose order information is “6”, the frame surface information of the frame surface locus 34b is “4” and the direction information of the direction locus 34c is “1”. For this reason, the longitudinal direction of the second small beam 30 is arranged in parallel with the X axis on the fourth small frame surface 13d. Further, the arrangement information of the arrangement gene locus 34d is “0.6”. For this reason, the position of the reference end 18 of the second beam 30 is from the reference point 15b of the fourth small frame surface 13d with respect to the length L2 of the side 35 (Y-axis direction) with which the reference end 18 abuts. The distance L1 (in the Y-axis direction) is defined by a node 17 arranged at a position of 0.6. Thereby, the arrangement of the second beam 30 whose order information is “6” is defined. In addition, the other end of the second beam 30 with the order information “6” contacts the second beam 30 with the order information “1” arranged on the extension line in the X-axis direction of the reference end 18.

次に、図10に示されるように、順番遺伝子座33aに格納される順番情報が「7」の第1小梁29(第4開口小梁29d)が配置される。図20は、第4開口小梁29dの配置を説明する平面図である。第4開口小梁29dは、配置遺伝子座33bの配置情報が「D」、及び、方向遺伝子座33cの方向情報が「2」であるため、第4開口予定位置22dに沿って配置される。また、第4開口小梁29dの両端は、第1開口小梁29a及び第2開口小梁29bに当接して配置されている。   Next, as shown in FIG. 10, the first beam 29 (fourth opening beam 29d) whose order information stored in the order locus 33a is “7” is arranged. FIG. 20 is a plan view for explaining the arrangement of the fourth opening small beams 29d. Since the arrangement information of the arrangement locus 33b is “D” and the direction information of the direction locus 33c is “2”, the fourth opening beam 29d is arranged along the fourth opening planned position 22d. Moreover, both ends of the fourth apertured beam 29d are disposed in contact with the first apertured beam 29a and the second apertured beam 29b.

これにより、第1水平架構面9aの第1情報部分27及び第2情報部分28は、第1水平架構面9aの小梁8の配置(図8(b)に示す)を定義することができる。なお、このようなデコード処理は、次の最適化計算工程S4の計算工程S41において実施される。さらに、工程S33及び工程S34では、第1水平架構面9aと同様に、各水平架構面9b〜9hにおいて、第1情報部分27及び第2情報部分28が設定される。これにより、各染色体情報26は、各水平架構面9a〜9hにおいて、小梁8がそれぞれ配置された一つの架構体2(設計サンプル)を特定することができる。集団生成工程S3では、このような染色体情報26が複数種類形成される。これにより、複数種類の染色体情報26からなる集団31が生成される。   Thereby, the 1st information part 27 and the 2nd information part 28 of the 1st horizontal frame surface 9a can define arrangement | positioning (shown in FIG.8 (b)) of the small beam 8 of the 1st horizontal frame surface 9a. . Such a decoding process is performed in the calculation step S41 of the next optimization calculation step S4. Furthermore, in step S33 and step S34, the first information portion 27 and the second information portion 28 are set on each of the horizontal frame surfaces 9b to 9h, similarly to the first horizontal frame surface 9a. Thereby, each chromosome information 26 can specify one frame 2 (design sample) in which the small beams 8 are respectively arranged on each horizontal frame 9a to 9h. In the group generation step S3, a plurality of types of such chromosome information 26 are formed. Thereby, a group 31 composed of a plurality of types of chromosome information 26 is generated.

また、本実施形態の工程S33及び工程S34では、第1情報部分27の順番情報、及び、配置予定点21bに対応する方向情報、並びに、第2情報部分28の順番情報、方向情報、架構面情報、及び、配置情報が、コンピュータ1によってランダムに設定されるため、様々なバリエーションの染色体情報26を容易に設定することができる。このような染色体情報26からなる集団は、数値データとして、コンピュータ1に記憶される。   Further, in step S33 and step S34 of the present embodiment, the order information of the first information portion 27, the direction information corresponding to the planned placement point 21b, the order information of the second information portion 28, the direction information, the frame surface Since information and arrangement information are randomly set by the computer 1, various variations of chromosome information 26 can be easily set. Such a group of chromosome information 26 is stored in the computer 1 as numerical data.

なお、本実施形態では、第1小梁29又は第2小梁30が重複しない場合が例示されたが、例えば、第1小梁29又は第2小梁30が重複する場合、後に配置される第1小梁29又は第2小梁30の配置が無視される。これにより、第1小梁29又は第2小梁30が重複する配置が排除される。   In the present embodiment, the case where the first small beam 29 or the second small beam 30 does not overlap is illustrated, but for example, when the first small beam 29 or the second small beam 30 overlaps, they are arranged later. The arrangement of the first beam 29 or the second beam 30 is ignored. Thereby, the arrangement | positioning with which the 1st small beam 29 or the 2nd small beam 30 overlaps is excluded.

本実施形態の集団生成工程S3では、第1情報部分27を定義する工程S33により、配置予定位置21を通る小梁8(図8(b)に示す)が必ず含まれるように染色体情報26が生成される。これにより、本発明の設計方法では、配置予定位置21に小梁8が配置されていない望ましくない配置パターンを定義した染色体情報26を防ぐことができる。このような望ましくない配置パターンは、小梁8の配置の最適解から除外されるものである。従って、本発明の設計方法では、次の最適化計算工程S4において、計算効率の低下を防ぐことができ、小梁8の配置の最適解を、短時間で求めることができる。   In the group generation step S3 of the present embodiment, the chromosome information 26 is included so that the beam 8 (shown in FIG. 8B) passing through the planned placement position 21 is always included in the step S33 of defining the first information portion 27. Generated. Thereby, in the design method of this invention, the chromosome information 26 which defined the undesirable arrangement | positioning pattern in which the small beam 8 is not arrange | positioned in the arrangement plan position 21 can be prevented. Such an undesirable arrangement pattern is excluded from the optimum solution for the arrangement of the beam 8. Therefore, in the design method of the present invention, it is possible to prevent a decrease in calculation efficiency in the next optimization calculation step S4, and an optimal solution for the arrangement of the small beams 8 can be obtained in a short time.

次に、コンピュータ1が、集団31を用いて、小梁8(図8(b)に示す)の配置の最適解を、遺伝的アルゴリズム(GA)に基づいて計算する(最適化計算工程S4)。   Next, the computer 1 uses the group 31 to calculate the optimal solution for the arrangement of the small beams 8 (shown in FIG. 8B) based on the genetic algorithm (GA) (optimization calculation step S4). .

遺伝的アルゴリズムは、生物が環境に適応して進化していく過程を、工学的に模倣した学習的アルゴリズムである。この遺伝的アルゴリズムでは、遺伝子で表現した複数の染色体情報に対して、交叉、又は突然変異等の遺伝子操作を繰り返す。これにより、遺伝的アルゴリズムでは、少ないサンプルから、染色体情報を時系列的に進化させて、最適解を短時間で得ることができる。図21は、本実施形態の最適化計算工程S4の処理手順の一例を示すフローチャートである。   A genetic algorithm is a learning algorithm that mimics the process by which a living organism adapts to the environment and evolves. In this genetic algorithm, genetic operations such as crossover or mutation are repeated for a plurality of chromosome information expressed by genes. Thereby, in a genetic algorithm, chromosome information can be evolved in time series from a small number of samples, and an optimal solution can be obtained in a short time. FIG. 21 is a flowchart illustrating an example of the processing procedure of the optimization calculation step S4 of the present embodiment.

本実施形態の最適化計算工程S4では、先ず、集団31の各染色体情報26に基づいて、架構体2の第1目標変数及び第2目標変数が計算される(計算工程S41)。   In the optimization calculation step S4 of the present embodiment, first, the first target variable and the second target variable of the frame 2 are calculated based on each chromosome information 26 of the group 31 (calculation step S41).

図22は、第1目標変数及び第2目標変数の計算結果を示す線図である。本実施形態の第1目標変数は、架構体2の概算のコストである。このコストは、例えば、染色体情報26に設定される小梁8(図4に示す)の重量に、該小梁8の単位重量当たりの単価を乗じて合算する方法や、小梁8毎に、データベース化された部材価格に基づいて合算する方法等により計算される。   FIG. 22 is a diagram showing calculation results of the first target variable and the second target variable. The first target variable of the present embodiment is an approximate cost of the frame 2. For example, this cost may be calculated by multiplying the weight of the beam 8 (shown in FIG. 4) set in the chromosome information 26 by the unit price per unit weight of the beam 8 or for each beam 8. It is calculated by a method of adding up based on the price of the parts made in the database.

また、第1目標変数は、数値が小さいほど良好である。さらに、第1目標変数の許容範囲は、例えば、目標コストの1.10倍以下である。目標コストは、例えば、建築物Bの予算等に基づいて、適宜設定される。このような第1目標変数は、染色体情報26毎に計算され、コンピュータ1に記憶される。   The first target variable is better as the numerical value is smaller. Furthermore, the allowable range of the first target variable is, for example, 1.10 times or less the target cost. The target cost is appropriately set based on, for example, the budget for the building B. Such a first target variable is calculated for each chromosome information 26 and stored in the computer 1.

第2目標変数は、染色体情報で定義される架構体2の設計制約条件への適応度である。この適応度は、例えば、架構体2の強度等の設計制約条件への違反数や、違反度合いに基づいて計算される。なお、第2目標変数と、第1目標変数とは、互いに独立した変数である。   The second target variable is the fitness to the design constraint condition of the frame 2 defined by the chromosome information. This fitness is calculated based on, for example, the number of violations of design constraints such as the strength of the frame 2 and the degree of violation. Note that the second target variable and the first target variable are mutually independent variables.

架構体の強度は、例えば、建築基準法で指定されている保有水平耐力計算(所謂ルート3計算)等によって求められる。この第2目標変数は、数値が高い程良好であり、1.0以上であれば、架構体2に求められる条件を満足する。このような第2目標変数は、染色体情報26(図10に示す)毎に計算され、コンピュータ1に記憶される。なお、適応度が1.0未満である場合は、架構体2のコストである第1目標変数に、ペナルティとして数値を加算しても良い。   The strength of the frame is obtained, for example, by the retained horizontal strength calculation (so-called route 3 calculation) specified by the Building Standard Law. This 2nd target variable is so good that a numerical value is high, and if it is 1.0 or more, the conditions demanded for frame 2 will be satisfied. Such a second target variable is calculated for each chromosome information 26 (shown in FIG. 10) and stored in the computer 1. When the fitness is less than 1.0, a numerical value may be added as a penalty to the first target variable that is the cost of the frame 2.

次に、コンピュータ1が、第1目標変数及び第2目標変数をともに満足する少なくとも一つの染色体情報26(以下、単に「最適解」ということがある)が存在するか否かを判断する(判断工程S42)。本実施形態の判断工程S42では、集団31を構成する全ての染色体情報26のうち、最適解が存在すると判断された場合、次の製造工程S5が実行される。   Next, the computer 1 determines whether or not there is at least one chromosome information 26 (hereinafter simply referred to as “optimum solution”) that satisfies both the first target variable and the second target variable (determination). Step S42). In the determination step S42 of the present embodiment, when it is determined that an optimal solution exists among all the chromosome information 26 constituting the group 31, the next manufacturing step S5 is executed.

一方、最適解が存在しないと判断された場合は、コンピュータ1が、少なくとも一部の染色体情報26に対して、交叉及び突然変異等の遺伝子操作を行い、染色体情報26を再構成する(遺伝子操作工程S43)。そして、再構成した染色体情報26に基づいて、計算工程S41及び判断工程S42が再度実行される。これにより、最適化計算工程S4では、最適解を確実に得ることができる。   On the other hand, when it is determined that there is no optimal solution, the computer 1 performs genetic operations such as crossover and mutation on at least a part of the chromosome information 26 to reconstruct the chromosome information 26 (gene operation). Step S43). Based on the reconstructed chromosome information 26, the calculation step S41 and the determination step S42 are executed again. Thereby, in the optimization calculation process S4, an optimal solution can be obtained reliably.

本実施形態の判断工程S42では、最適解が存在するか否かのみが判断されたが、これに限定されるわけではない。例えば、判断工程S42では、上記の条件に加え、第1目標変数で表される架構体2のコストが最も低い染色体情報26が、複数回(例えば、5〜15回)更新されない場合にのみ、次の製造工程S5が実行されるものでもよい。   In the determination step S42 of the present embodiment, it is determined only whether or not an optimal solution exists, but the present invention is not limited to this. For example, in the determination step S42, in addition to the above condition, only when the chromosome information 26 with the lowest cost of the frame 2 represented by the first target variable is not updated a plurality of times (for example, 5 to 15 times), The next manufacturing process S5 may be executed.

図23は、本実施形態の遺伝子操作工程S43の処理手順の一例を示すフローチャートである。本実施形態の遺伝子操作工程S43では、先ず、図22に示されるように、コンピュータ1が、集団31に属する複数の染色体情報26を、第1目標変数で表される架構体2のコストが低い順に順位付けする(工程S431)。   FIG. 23 is a flowchart showing an example of the processing procedure of the gene manipulation step S43 of the present embodiment. In the genetic manipulation step S43 of the present embodiment, first, as shown in FIG. 22, the computer 1 has a low cost of the frame 2 that represents the plurality of chromosome information 26 belonging to the group 31 by the first target variable. Ranking in order (step S431).

次に、コンピュータ1が、各染色体情報26を、エリート群41と、非エリート群42とに分類する(工程S432)。エリート群41は、集団31に属する全ての染色体情報26のうち、最適化度が相対的に高い染色体情報26から構成される。一方、非エリート群42は、エリート群41の染色体情報26よりも最適化度が低い染色体情報26から構成される。エリート群41の割合は、適宜設定することができるが、例えば、集団31(図10に示す)を構成する全ての染色体情報26の5〜20%程度のものと定めてもよい。   Next, the computer 1 classifies each chromosome information 26 into an elite group 41 and a non-elite group 42 (step S432). The elite group 41 includes chromosome information 26 having a relatively high degree of optimization among all the chromosome information 26 belonging to the group 31. On the other hand, the non-elite group 42 includes chromosome information 26 having a lower degree of optimization than the chromosome information 26 of the elite group 41. The ratio of the elite group 41 can be set as appropriate. For example, it may be determined to be about 5 to 20% of all chromosome information 26 constituting the group 31 (shown in FIG. 10).

次に、コンピュータ1が、次の計算工程S41で用いる染色体情報26の新たな集団31を生成する(次世代集団生成工程S433)。図24は、本実施形態の次世代集団生成工程S433の処理手順の一例を示すフローチャートである。   Next, the computer 1 generates a new population 31 of chromosome information 26 used in the next calculation step S41 (next generation population generation step S433). FIG. 24 is a flowchart illustrating an example of a processing procedure of the next generation group generation step S433 according to the present embodiment.

次世代集団生成工程S433では、先ず、コンピュータ1が、エリート群41の染色体情報26を、交叉又は突然変異させることなく、新たな集団31に含める(工程S71)。これにより、計算工程S41では、エリート群41の染色体情報26が含まれるため、最適解から遠ざかるのを防ぐことができる。このエリート群41の染色体情報26は、新たな集団31を構成する染色体情報26として、コンピュータ1に記憶される。   In the next generation population generation step S433, first, the computer 1 includes the chromosome information 26 of the elite group 41 in the new population 31 without crossover or mutation (step S71). Thereby, in calculation process S41, since the chromosome information 26 of the elite group 41 is included, it can prevent moving away from an optimal solution. The chromosome information 26 of the elite group 41 is stored in the computer 1 as the chromosome information 26 constituting the new group 31.

次に、コンピュータ1が、図10に示した集団31を構成する一部の染色体情報26を対象に交叉を実施する(交叉工程S72)。図25(a)は、交叉前の染色体情報を示す概念図、図25(b)は交叉後の染色体情報を示す概念図である。   Next, the computer 1 performs crossover on a part of the chromosome information 26 constituting the group 31 shown in FIG. 10 (crossover step S72). FIG. 25A is a conceptual diagram showing chromosome information before crossover, and FIG. 25B is a conceptual diagram showing chromosome information after crossover.

本実施形態の交叉工程S72では、例えば、一対の染色体情報26a、26b間において、二つの交叉点43、43で挟まれた第1小梁遺伝子座33又は第2小梁遺伝子座34(図示省略)に格納されている第1小梁遺伝子又は第2小梁遺伝子が入れ替えられる。このような交叉は、一対の染色体情報26a、26b間において、同一の小梁8(例えば、第2開口小梁29b)を定義する第1小梁遺伝子又は第2小梁遺伝子同士を入れ替えることができる。従って、交叉は、第1小梁遺伝子及び第2小梁遺伝子を改めて設定することなく、染色体情報26を容易に再構成することができる。この再構成された染色体情報26は、新たな集団31を構成する染色体情報26として、コンピュータ1に記憶される。なお、交叉点43、43は、コンピュータ1によってランダムに設定されるのが望ましい。   In the crossover step S72 of the present embodiment, for example, a first trabecular locus 33 or a second trabecular locus 34 (not shown) sandwiched between two crossing points 43 and 43 between a pair of chromosome information 26a and 26b. The first beam beam gene or the second beam beam gene stored in () is replaced. Such crossover may replace the first beam beam gene or the second beam beam gene defining the same beam 8 (for example, the second aperture beam 29b) between the pair of chromosome information 26a and 26b. it can. Accordingly, the crossover can easily reconstruct the chromosome information 26 without setting the first and second beam beams again. The reconstructed chromosome information 26 is stored in the computer 1 as chromosome information 26 constituting a new group 31. Note that the crossover points 43 and 43 are desirably set at random by the computer 1.

本実施形態において、交叉は、二つの交叉点43、43で挟まれた第1小梁遺伝子又は第2小梁遺伝子を入れ換える二点交叉である場合が例示されたが、これに限定されるわけではない。交叉としては、例えば、一点交叉、多点交叉、又は一様交叉などでもよく、これらを組み合わせて実施されるものでもよい。   In the present embodiment, the case where the crossover is a two-point crossover in which the first beam beam gene or the second beam beam sandwiched between the two crossing points 43, 43 is illustrated, but is not limited thereto. is not. As the crossover, for example, a single-point crossover, a multipoint crossover, or a uniform crossover may be used, or a combination of these may be implemented.

次に、コンピュータ1が、図10に示した集団31を構成する一部の染色体情報26を対象に突然変異を実施する(突然変異工程S73)。本実施形態の工程S73では、第1小梁遺伝子座33において、順番情報、及び、方向情報(第1小屋束小梁29eのみ)を対象に、突然変異が実施される。また、第2小梁遺伝子座34においては、順番情報、架構面情報、方向情報、及び、配置情報を対象に突然変異が実施される。なお、第1小梁遺伝子座33の配置情報、及び、第1開口小梁29a〜第4開口小梁29dの方向情報については、各遺伝子座33に固定され、突然変異が実施されない。これにより、工程S73では、配置予定位置21を通らない小梁8の配置が定義されるのを防ぐことができる。   Next, the computer 1 performs mutation on a part of the chromosome information 26 constituting the group 31 shown in FIG. 10 (mutation step S73). In step S73 of the present embodiment, mutation is performed for the order information and the direction information (only the first shed bundle beam 31e) at the first beam beam locus 33. Further, at the second beam beam locus 34, mutation is performed on the order information, the frame surface information, the direction information, and the arrangement information. In addition, about the arrangement information of the 1st small beam locus 33 and the direction information of the 1st opening small beam 29a-the 4th opening small beam 29d, it fixes to each gene locus 33, and a mutation is not implemented. Thereby, it can prevent that arrangement | positioning of the small beam 8 which does not pass the arrangement plan position 21 is defined in process S73.

図26は、突然変異を説明する概念図である。本実施形態では、先ず、各染色体情報26において、第1小屋束小梁29eの方向遺伝子座33c、第2小梁遺伝子座34の架構面遺伝子座34b、方向遺伝子座34c、又は、配置遺伝子座34dがランダムに選択される。次に、選択された方向遺伝子座33c、架構面遺伝子座34b、方向遺伝子座34c、又は、配置遺伝子座34dに格納された方向情報、架構面情報、又は、配置情報が、それらが取りうる全ての数値からランダムに選択された数値に置換される。   FIG. 26 is a conceptual diagram illustrating mutation. In the present embodiment, first, in each chromosome information 26, the direction locus 33c of the first shed bundle beam 29e, the frame plane locus 34b, the direction locus 34c of the second beam position 34, or the arrangement locus. 34d is selected at random. Next, all the direction information, frame surface information, or arrangement information stored in the selected direction gene locus 33c, frame surface gene locus 34b, direction gene locus 34c, or arrangement gene locus 34d can be taken. Is replaced with a randomly selected number.

第1小梁遺伝子座33及び第2小梁遺伝子座34の各順番情報については、例えば、巡回セールスマン問題( Traveling Salesman Problem : TSP )等において代表的に適用される Grefenstette らによる手法に基づいて、突然変異が実施される。これにより、重複や欠落等の整合性がない順番情報が格納されるのを防ぎつつ、第1小梁遺伝子座33及び第2小梁遺伝子座34間で、順番情報をランダムに設定することができる。なお、 Grefenstette らによる手法の具体的な手順については、例えば、文献( システム制御情報学会編、「遺伝アルゴリズムと最適化」、第4刷、株式会社朝倉書店、2004年、P37−P39)の記載に基づいて実施することができる。   The order information of the first beam beam locus 33 and the second beam beam locus 34 is based on, for example, the technique by Grefenstette et al. Which is typically applied in the Traveling Salesman Problem (TSP). Mutations are performed. Thereby, the order information can be set at random between the first trabecular locus 33 and the second trabecular locus 34 while preventing the inconsistent order information such as duplication and omission from being stored. it can. The specific procedure of the technique by Grefenstette et al. Is described in, for example, literature (System Control Information Society, “Genetic Algorithm and Optimization”, 4th edition, Asakura Shoten Co., Ltd., 2004, P37-P39). Can be implemented on the basis of

このような突然変異は、交叉とは異なり、集団31を構成する各染色体情報26に定義されている順番情報、架構面情報、方向情報、又は、配置情報に限定されることなく、新たな順番情報、架構面情報、方向情報、又は、配置情報を用いて、染色体情報26を再構成することができる。従って、突然変異は、局所的な最適解に陥ることを防ぎうる。この再構成された染色体情報26は、新たな集団31を構成する染色体情報26として、コンピュータ1に記憶される。   Unlike the crossover, such a mutation is not limited to the order information, the frame plane information, the direction information, or the arrangement information defined in each chromosome information 26 constituting the group 31, and the new order. Chromosome information 26 can be reconstructed using information, frame information, direction information, or arrangement information. Therefore, the mutation can prevent falling into a local optimal solution. The reconstructed chromosome information 26 is stored in the computer 1 as chromosome information 26 constituting a new group 31.

このように、本実施形態の最適化計算工程S4では、図22に示されるように、第1目標変数及び第2目標変数の最適化度が高いエリート群41の染色体情報26を残しつつ、残りの染色体情報26を再構成し、新たな進化を試みることができる。これにより、本発明の設計方法では、少ないサンプルで、小梁8(図8(b)に示す)の配置を進化させることができる。従って、本発明の設計方法は、最適解を短時間で求めることができる。   As described above, in the optimization calculation step S4 of the present embodiment, as shown in FIG. 22, the remaining chromosome information 26 of the elite group 41 having a high degree of optimization of the first target variable and the second target variable remains. Can be reconstructed and new evolution can be attempted. Thereby, in the design method of the present invention, the arrangement of the small beams 8 (shown in FIG. 8B) can be evolved with a small number of samples. Therefore, the design method of the present invention can find the optimum solution in a short time.

突然変異させる染色体情報26の割合は、適宜設定することができるが、例えば、集団31を構成する全ての染色体情報26の10〜40%程度のものと定めてもよい。突然変異させる染色体情報26の割合が10%未満の場合、遺伝子情報を十分に進化させることができないおそれがある。逆に、突然変異される染色体情報26の割合が、40%を超える場合、設計制約条件に違反する遺伝子情報が大幅に増加し、最適解を短時間で求めることができないおそれがある。   The ratio of the chromosome information 26 to be mutated can be set as appropriate, but may be determined to be, for example, about 10 to 40% of all the chromosome information 26 constituting the group 31. If the percentage of chromosome information 26 to be mutated is less than 10%, the genetic information may not be sufficiently evolved. On the other hand, if the proportion of chromosome information 26 to be mutated exceeds 40%, gene information that violates the design constraint condition is greatly increased, and an optimal solution may not be obtained in a short time.

また、第1目標変数で表される架構体2のコストが許容範囲に収まり、かつ、第2目標変数で表される適応度を満足する染色体情報26が現れてからは、概ね最適解近傍を探索できていると判断することができる。このため、次世代集団生成工程S433では、比較的良好な染色体情報26同士の交叉による進化を優先させるのが望ましい。これにより、最適化計算工程S4では、最適解を短時間で求めることができる。この場合、突然変異の割合は、集団31を構成する全ての染色体情報26の5〜10%程度に設定されてもよい。   In addition, after the chromosome information 26 that satisfies the cost of the frame 2 represented by the first target variable and falls within the allowable range and that satisfies the fitness represented by the second target variable appears, the vicinity of the optimal solution is generally determined. It can be determined that the search has been completed. For this reason, in the next generation population generation step S433, it is desirable to prioritize evolution by crossing relatively good chromosome information 26. Thereby, in optimization calculation process S4, an optimal solution can be calculated | required in a short time. In this case, the mutation rate may be set to about 5 to 10% of all chromosome information 26 constituting the group 31.

また、集団31に属する染色体情報26の個数は、15〜50個が望ましい。なお、染色体情報26の個数が15個未満であると、遺伝子情報を十分に進化させることができないおそれがある。逆に、染色体情報26の個数が50個を超えると、多くの計算時間を要するおそれがある。   The number of chromosome information 26 belonging to the group 31 is preferably 15 to 50. If the number of chromosome information 26 is less than 15, genetic information may not be sufficiently evolved. On the other hand, if the number of chromosome information 26 exceeds 50, a lot of calculation time may be required.

さらに、集団31に属する染色体情報26の個数は、例えば、建築物の階数及び延べ床面積によっても決定されるのが望ましい。例えば、本実施形態のような二階建ての建築物Bの場合には、下記の延べ床面積毎に設定された個数に従って、染色体情報26が設定されるのが望ましい。また、三階建ての建築物(図示省略)の場合には、下記の個数に5個プラスした個数分の染色体情報26が設定されるのが望ましい。さらに、一階建ての建築物(図示省略)の場合には、下記個数に5個マイナスした個数分の染色体情報26が設定されるのが望ましい。
100m2未満:20個
100〜120m2:25個
120〜140m2:30個
140〜160m2:35個
160〜180m2:40個
180〜200m2:45個
200m2以上:50個
Furthermore, it is desirable that the number of chromosome information 26 belonging to the group 31 is determined by the number of floors and the total floor area of the building, for example. For example, in the case of a two-story building B as in this embodiment, it is desirable that the chromosome information 26 is set according to the number set for each total floor area described below. In the case of a three-story building (not shown), it is desirable to set chromosome information 26 for the number obtained by adding 5 to the following number. Further, in the case of a one-story building (not shown), it is desirable to set chromosome information 26 for the number obtained by subtracting 5 from the following number.
100m less than 2: 20 100~120m 2: 25 pieces 120~140m 2: 30 pieces 140~160m 2: 35 pieces 160~180m 2: 40 pieces 180~200m 2: 45 pieces 200 meters 2 or more: 50

次に、最終世代の集団31において、最適化度が最も高い染色体情報26に基づいて、図2に示した架構体2及び建築物Bが製造される(製造工程S5)。これにより、本実施形態の設計方法では、架構体2のコストを所定の範囲に抑えつつ、配置予定位置21に小梁8が通る適応度が最も高い架構体2及び建築物Bを、容易かつ確実に製造することができる。   Next, in the final generation group 31, the frame body 2 and the building B shown in FIG. 2 are manufactured based on the chromosome information 26 having the highest degree of optimization (manufacturing step S5). Thereby, in the design method of this embodiment, the frame 2 and the building B having the highest fitness for passing the small beam 8 to the planned placement position 21 can be easily and easily suppressed while keeping the cost of the frame 2 within a predetermined range. It can be manufactured reliably.

なお、最適化度が最も高い染色体情報26とは、例えば、第2目標変数が1以上である全ての染色体情報26のうち、第1目標変数が、最も低い第1目標変数の1.10倍以下であり、かつ、第2目標変数の計算に用いられる架構体2の適応度が最も高い染色体情報26と定めることができる。   The chromosome information 26 having the highest degree of optimization is, for example, 1.10 times the first target variable having the lowest first target variable among all the chromosome information 26 having the second target variable of 1 or more. The chromosome information 26 which is the following and has the highest fitness of the frame 2 used for the calculation of the second target variable can be determined.

本実施形態の設計方法では、設計制約条件として、小梁8が必要とされる小梁8の配置予定位置21(図8(a)に示す)を含むものが示されたが、これに限定されるわけではない。設計制約条件には、配置予定位置21に代えて、例えば、建築物Bの構造に基づいて小梁8が配置できない配置禁止位置が含まれてもよい。   In the design method according to the present embodiment, the design constraint includes the planned placement position 21 (shown in FIG. 8A) of the beam 8 where the beam 8 is required. However, the present invention is not limited to this. It is not done. Instead of the planned placement position 21, the design constraint condition may include, for example, a placement prohibited position where the small beam 8 cannot be placed based on the structure of the building B.

図27(a)、(b)は、本発明の他の実施形態の水平架構面を示す平面図である。本実施形態の配置禁止位置51は、水平架構面9に設定される開口部11(図2に示す)に定義される。この配置禁止位置51は、該配置禁止位置51を小梁8が横切るものを禁止するものであり、配置禁止位置51の外周に沿って配置される小梁8は許容される。このような配置禁止位置51は、水平架構面9a〜9h(図7に示す)毎に設定される。本実施形態の配置禁止位置51は、矩形状に形成される。この配置禁止位置51は、その頂点に配置される4つの節点17の座標値によって定義される。   27 (a) and 27 (b) are plan views showing a horizontal frame surface according to another embodiment of the present invention. The arrangement prohibition position 51 of this embodiment is defined in the opening 11 (shown in FIG. 2) set in the horizontal frame 9. The disposition prohibiting position 51 prohibits the cross beam 8 from traversing the disposition prohibiting position 51, and the small beam 8 disposed along the outer periphery of the disposition prohibiting position 51 is allowed. Such an arrangement prohibition position 51 is set for each of the horizontal frame surfaces 9a to 9h (shown in FIG. 7). The arrangement prohibition position 51 of the present embodiment is formed in a rectangular shape. This arrangement prohibition position 51 is defined by the coordinate values of the four nodes 17 arranged at the vertices.

図28は、この実施形態の染色体情報26である。この実施形態の染色体情報26は、各水平架構面9a〜9hにおいて、前実施形態の第2情報部分28のみから構成される。また、第2情報部分28の第2小梁遺伝子座34は、設計制約条件で設定された小梁8の本数の上限値の個数だけ作成される。このような染色体情報26は、第1情報部分27(図10に示す)を含まないため、染色体情報26を簡略化できる。   FIG. 28 shows the chromosome information 26 of this embodiment. The chromosome information 26 of this embodiment is composed of only the second information portion 28 of the previous embodiment on each horizontal frame 9a to 9h. Further, the second beam beam loci 34 of the second information portion 28 are created by the number of upper limit values of the number of beam beams 8 set in the design constraint condition. Since such chromosome information 26 does not include the first information portion 27 (shown in FIG. 10), the chromosome information 26 can be simplified.

集団生成工程S3では、配置禁止位置51を含む設計制約条件に基づいて、染色体情報26が生成される。集団生成工程S3では、配置禁止位置51を横切る第2小梁30が設定された場合、架構面情報、方向情報及び配置情報が再度更新され、配置禁止位置51を横切らない第2小梁30に置き換えられる。これにより、図27(b)に示されるように、集団生成工程S3では、開口部11を通る小梁8が含まれる配置パターンが生成されるのを防ぐことができる。なお、このような配置禁止位置51は、前実施形態の設計方法の設計制約条件に含まれてもよい。   In the group generation step S3, the chromosome information 26 is generated based on the design constraint conditions including the placement prohibition position 51. In the group generation step S3, when the second beam 30 crossing the placement prohibition position 51 is set, the frame surface information, the direction information, and the placement information are updated again, and the second beam 30 that does not cross the placement prohibition position 51 is obtained. Replaced. As a result, as shown in FIG. 27 (b), in the group generation step S 3, it is possible to prevent the arrangement pattern including the small beams 8 passing through the openings 11 from being generated. Such an arrangement prohibition position 51 may be included in the design constraint conditions of the design method of the previous embodiment.

以上、本発明の特に好ましい実施形態について詳述したが、本発明は図示の実施形態に限定されることなく、種々の態様に変形して実施しうる。   As mentioned above, although especially preferable embodiment of this invention was explained in full detail, this invention is not limited to embodiment of illustration, It can deform | transform and implement in a various aspect.

3 柱
4 梁
7 大梁
8 小梁
9 水平架構面
21 配置予定位置
26 染色体情報
31 集団
3 Columns 4 Beams 7 Large beams 8 Small beams 9 Horizontal frame 21 Planned location 26 Chromosome information 31 Group

Claims (10)

柱と梁とを含み、前記梁は、前記柱間を水平に継ぐ複数の大梁と、前記大梁で囲まれた水平架構面をさらに区分する複数の小梁とを含む建築物の架構体を、コンピュータを用いて設計するための方法であって、
前記水平架構面は、前記建築物の構造に基づいて前記小梁が必要とされる小梁の配置予定位置を含み、
前記コンピュータに、前記配置予定位置を含む設計制約条件を入力する工程と、
前記コンピュータが、前記設計制約条件に基づいて、前記小梁の配置を特定するための数値情報である染色体情報の複数種類からなる集団を生成する集団生成工程と、
前記コンピュータが、前記集団を用いて、前記小梁の配置の最適解を、遺伝的アルゴリズムに基づいて計算する最適化計算工程とを含み、
前記集団生成工程は、前記配置予定位置を通る小梁が必ず含まれるように前記染色体情報を生成することを特徴とする架構体の設計方法。
A building structure including a plurality of beams that horizontally connect between the columns, and a plurality of small beams that further divide a horizontal frame surrounded by the beams. A method for designing using a computer,
The horizontal frame includes a planned arrangement position of the beam where the beam is required based on the structure of the building,
Inputting design constraints including the planned placement position into the computer;
A group generation step of generating a group consisting of a plurality of types of chromosome information, which is numerical information for specifying the arrangement of the beam, based on the design constraint condition;
The computer includes an optimization calculation step of calculating an optimal solution of the arrangement of the beam using the population based on a genetic algorithm;
In the group generation step, the chromosomal information is generated so that a beam that passes through the planned placement position is necessarily included.
前記配置予定位置は、前記水平架構面内において、少なくとも2つの座標値で特定される配置予定直線を含む請求項1に記載の架構体の設計方法。   The frame layout design method according to claim 1, wherein the planned layout position includes a planned layout line specified by at least two coordinate values in the horizontal frame plane. 前記建築物は、前記水平架構面に開口部を有し、
前記配置予定直線は、前記開口部の周囲の少なくとも一部に設定される請求項2に記載の架構体の設計方法。
The building has an opening in the horizontal frame;
The frame design method according to claim 2, wherein the planned arrangement straight line is set at least at a part around the opening.
前記配置予定位置は、前記水平架構面内において、1つの座標値で特定される配置予定点を含む請求項1乃至3のいずれかに記載の架構体の設計方法。   The frame layout design method according to claim 1, wherein the planned layout position includes a planned layout point specified by one coordinate value in the horizontal frame plane. 前記建築物は、前記水平架構面で支持される小屋束を有し、
前記配置予定点は、前記小屋束を支える位置に設定される請求項4に記載の架構体の設計方法。
The building has a shed bundle supported by the horizontal frame.
The frame design method according to claim 4, wherein the planned placement point is set at a position that supports the shed bundle.
前記染色体情報は、前記配置予定位置を通る第1小梁を定義するための第1情報部分と、前記配置予定位置とは無関係に定義される第2小梁を定義するための第2情報部分とを含む請求項1乃至5のいずれかに記載の架構体の設計方法。   The chromosome information includes a first information part for defining a first beam that passes through the planned placement position and a second information part for defining a second beam that is defined independently of the planned placement position. The frame structure designing method according to claim 1, comprising: 前記第1情報部分は、前記各第1小梁それぞれについて、前記第1小梁の配置が定義される第1小梁遺伝子が設定され、
前記第1小梁遺伝子は、前記第1小梁が前記水平架構面へ配置される順番を示す順番情報と、前記第1小梁の位置が予め指定された配置情報と、前記第1小梁の向きを示す方向情報とを含む請求項6記載の架構体の設計方法。
In the first information portion, for each first beam, a first beam gene that defines an arrangement of the first beam is set.
The first beam beam gene includes order information indicating an order in which the first beam is arranged on the horizontal frame, arrangement information in which a position of the first beam is designated in advance, and the first beam The frame structure design method according to claim 6, further comprising direction information indicating a direction of the frame.
前記各水平架構面は、前記小梁によって複数個の小架構面に区分され、
前記第2情報部分は、1本の第2小梁毎に第2小梁遺伝子が設定され、
前記第2小梁遺伝子は、前記第2小梁が水平架構面へ配置される順番を示す順番情報と、前記第2小梁が配置される前記水平架構面又は前記小架構面を特定する架構面情報と、前記第2小梁の向きを示す方向情報と、前記第2小梁の位置を特定する配置情報とを含む請求項6又は7に記載の架構体の設計方法。
Each horizontal frame is divided into a plurality of small frames by the beam.
In the second information portion, a second beam beam gene is set for each second beam.
The second beam beam gene includes order information indicating an order in which the second beam is arranged on a horizontal frame, and a frame that specifies the horizontal frame or the beam frame on which the second beam is arranged. The frame structure design method according to claim 6 or 7, comprising plane information, direction information indicating a direction of the second beam, and arrangement information for specifying a position of the second beam.
前記第2情報部分の前記第2小梁の前記順番は、前記第1情報部分で使用されている前記第1小梁の前記順番を除いて割り当てられる請求項8に記載の架構体の設計方法。   The method of designing a frame according to claim 8, wherein the order of the second beam of the second information part is assigned excluding the order of the first beam used in the first information part. . 柱と梁とを含み、前記梁は、前記柱間を水平に継ぐ複数の大梁と、前記大梁で囲まれた水平架構面をさらに区分する複数の小梁とを含む建築物の架構体を、コンピュータを用いて設計するための方法であって、
前記水平架構面は、前記建築物の構造に基づいて前記小梁が配置できない配置禁止位置を含み、
前記コンピュータに、前記配置禁止位置を含む設計制約条件を入力する工程と、
前記コンピュータが、前記設計制約条件に基づいて、前記小梁の配置を特定するための数値情報である染色体情報の複数種類からなる集団を生成する集団生成工程と、
前記コンピュータが、前記集団を用いて、前記小梁の配置の最適解を、遺伝的アルゴリズムに基づいて計算する最適化計算工程とを含み、
前記集団生成工程は、前記配置禁止位置を通る小梁が含まれないように前記染色体情報を生成することを特徴とする架構体の設計方法。
A building structure including a plurality of beams that horizontally connect between the columns, and a plurality of small beams that further divide a horizontal frame surrounded by the beams. A method for designing using a computer,
The horizontal frame surface includes an arrangement prohibition position where the beam can not be arranged based on the structure of the building,
Inputting design constraints including the placement prohibition position into the computer;
A group generation step of generating a group consisting of a plurality of types of chromosome information, which is numerical information for specifying the arrangement of the beam, based on the design constraint condition;
The computer includes an optimization calculation step of calculating an optimal solution of the arrangement of the beam using the population based on a genetic algorithm;
In the group generation step, the chromosomal information is generated so that a small beam passing through the placement prohibition position is not included.
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