JP2018156630A

JP2018156630A - 木造建築物の構造設計装置および構造設計プログラム

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Publication number: JP2018156630A
Application number: JP2017234318A
Authority: JP
Inventors: 久好祖父江; Hisayoshi Sofue
Original assignee: NET EAGLE KK
Current assignee: NET EAGLE KK
Priority date: 2017-03-17
Filing date: 2017-12-06
Publication date: 2018-10-04
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Also published as: JP6931508B2

Abstract

【課題】膨大な種類の構造金物のデータを予め準備することなく、様々な種類の木造建築物に対応可能な木造建築物の構造設計装置および構造設計プログラムの提供。【解決手段】基準とする第１方向に延設される第１木材に連結される第１連結部および基準とする第２方向に延設される第２木材に連結される第２連結部を有する構造金物のマスターデータを記憶する記憶手段１０と、接合する複数の木材の接合部に、記憶手段にマスターデータが記憶された構造金物を配置指定する配置指定手段１１と、配置指定された構造金物のマスターデータを記憶手段１０から取得し、この取得したマスターデータの第１連結部および第２連結部を、接合する複数の木材のそれぞれの延設方向に応じて自動的に変更した構造金物の設計データを生成するとともに、自動的に変更した構造金物の設計データに応じて接合する複数の木材の加工データを生成するデータ生成手段１２とを含む。【選択図】図１

Description

本発明は、複数の木材を構造金物により接合して建築される木造建築物の構造設計装置および構造設計プログラムに関する。

木造建築物において、複数の木材を接合するために構造金物が使用される。例えば、木造軸組工法で使用される建築用部材は、工事現場での加工作業を簡略化または省略できるように、プレカット工場で予め切断加工され、部材の端部等には他の部材と接続するための予備加工が施される。このとき、構造金物の取り付け用の溝なども同時に施され、取り付け場所の決まった構造金物はプレカットされた構造材等とともに梱包されて建設現場に発送される（特許文献１参照。）。

ところで、構造金物は取り付け場所に応じて多種多様な形状をしており、そのサイズも様々であり、一軒の建物に使用される構造金物の数は非常に多い。また、設計図面を見ながら構造金物の取り付けの要否を決め、構造金物の種類や取り付け位置を決めるには、高度の専門知識を必要とする。そこで、特許文献１では、建物の設計用ＣＡＤデータからコンピュータが自動的に構造金物の取り付け位置や種類を決定することにより、誤りなく必要箇所に構造金物を取り付けるための準備を行うことが可能な構造金物情報生成システムを提案している。

特許第３７３２４１７号公報

ところが、上述のように構造金物は取り付け場所に応じて多種多様な形状をしており、そのサイズも様々であるため、特許文献１に記載のように建物の設計用ＣＡＤデータからコンピュータが自動的に構造金物の取り付け位置や種類を決定できるようにするためには膨大な種類の構造金物のデータを予め準備しておく必要がある。

しかしながら、実際には全ての建物の設計に対応可能な構造金物のデータを予め全て準備しておくことは不可能である。特に、「公共建築物等における木材の利用の促進に関する法律」（平成２２年法律第３６号）の施工により増加している非住宅の木造建築物においては、多くの特殊な構造金物が使用されるため、従来の構造金物では対応できないものが多い。

そこで、本発明においては、膨大な種類の構造金物のデータを予め準備することなく、様々な種類の木造建築物、特に非住宅の木造建築物に対応可能な木造建築物の構造設計装置および構造設計プログラムを提供することを目的とする。

本発明の木造建築物の構造設計装置は、複数の木材を構造金物により接合して建築される木造建築物の構造設計装置であって、基準とする第１方向に延設される第１木材に連結される第１連結部および基準とする第２方向に延設される第２木材に連結される第２連結部を有する構造金物のマスターデータを記憶する記憶手段と、接合する複数の木材の接合部に、記憶手段にマスターデータが記憶された構造金物を配置指定する配置指定手段と、配置指定手段により配置指定された構造金物のマスターデータを記憶手段から取得し、この取得したマスターデータの第１連結部および第２連結部を、接合する複数の木材のそれぞれの延設方向に応じて自動的に変更した構造金物の設計データを生成するとともに、自動的に変更した構造金物の設計データに応じて接合する複数の木材の加工データを生成するデータ生成手段とを含むものである。本発明の木造建築物の構造設計装置によれば、基準とする第１方向に延設される第１木材に連結される第１連結部および基準とする第２方向に延設される第２木材に連結される第２連結材を有する構造金物のマスターデータが記憶手段に記憶されており、この記憶手段に記憶された構造金物が接合する複数の木材の接合部に配置指定されると、この配置指定された構造金物のマスターデータから、接合する複数の木材のそれぞれの延設方向に応じて第１連結部および第２連結部が変更された構造金物の設計データが生成されるとともに、この自動的に変更された構造金物の設計データに応じて接合する複数の木材の加工データが生成される。

ここで、マスターデータは、第１連結部の形状に関する情報と、第２連結部の形状に関する情報と、第１連結部を第１木材に連結する第１連結具に関する情報と、第２連結部を第２木材に連結する第２連結具に関する情報と、第１連結部を連結する第１木材の端部の加工形状に関する情報および第２連結部を連結する第２木材の端部の加工形状に関する情報のいずれか一方または両方とを含むものであることが望ましい。これにより、記憶手段に記憶された構造金物が接合する複数の木材の接合部に配置指定されると、配置指定された構造金物のマスターデータから、接合する複数の木材のそれぞれの延設方向に応じて第１連結部の形状と、第２連結部の形状と、第１連結部を第１木材に連結する第１連結具と、第２連結部を第２木材に連結する第２連結具とが自動的に変更された構造金物の設計データが生成されるとともに、この自動的に変更された構造金物の設計データに応じて接合する複数の木材の第１連結部を連結する第１木材の端部の加工形状および第２連結部を連結する第２木材の端部の加工形状のいずれか一方または両方を含む加工データが生成される。

また、本発明の木造建築物の構造設計装置は、第１連結部の形状に関する情報と、第２連結部の形状に関する情報と、第１連結具に関する情報と、第２連結具に関する情報とを変更する変更手段を含み、データ生成手段は、変更手段により変更された情報に基づいて構造金物の設計データおよび接合する複数の木材の加工データを生成するものであることが望ましい。これにより、配置指定された構造金物のマスターデータから接合する複数の木材のそれぞれの延設方向に応じて第１連結部の形状と、第２連結部の形状と、第１連結部を第１木材に連結する第１連結具と、第２連結部を第２木材に連結する第２連結具とが自動的に変更された構造金物から、さらに第１連結部の形状に関する情報と、第２連結部の形状に関する情報と、第１連結具に関する情報と、第２連結具に関する情報とを変更すると、これらの変更された情報に基づいて自動的に変更された構造金物の設計データが生成されるとともに、この自動的に変更された構造金物の設計データに応じて接合する複数の木材の第１連結部を連結する第１木材の端部の加工形状および第２連結部を連結する第２木材の端部の加工形状のいずれか一方または両方を含む加工データが生成される。

変更手段は、さらに第１連結部を連結する第１木材の端部の加工形状に関する情報および第２連結部を連結する第２木材の端部の加工形状に関する情報のいずれか一方または両方を変更するものであり、データ生成手段は、変更手段により変更された第１連結部を連結する第１木材の端部の加工形状に関する情報および第２連結部を連結する第２木材の端部の加工形状に関する情報のいずれか一方または両方に基づいて木材の加工データを生成するものである構成とすることができる。これにより、さらに第１連結部を連結する第１木材の端部の加工形状に関する情報および第２連結部を連結する第２木材の端部の加工形状に関する情報のいずれか一方または両方を変更すると、この変更された情報に基づいて自動的に第１木材の端部の加工形状および第２木材の端部の加工形状のいずれか一方または両方が変更された木材の加工データが生成される。

また、本発明の木造建築物の構造設計装置は、接合する複数の木材の接合部に対して配置指定手段により複数配置指定された構造金物を一体化するものとして指定するグループ化指定手段を含み、データ生成手段は、グループ化指定手段により指定された構造金物を一体化した構造金物とするものであることが望ましい。これにより複数配置指定された構造金物を一体化するものとして指定すると、この指定された構造金物が一体化された構造金物の設計データが生成される。

また、本発明の木造建築物の構造設計装置は、構造金物の設計データおよび木材の加工データに基づいて、木材の加工図に、木材へ取り付ける構造金物に関する情報および取り付け位置を表示する加工図出力手段を含むものであることが望ましい。これにより、構造金物の設計データおよび複数の木材の加工データが生成されるとともに、木材へ取り付ける構造金物に関する情報および取り付け位置が表示された木材の加工図が得られる。

また、本発明の木造建築物の構造設計装置は、構造金物の設計データに基づいて、構造金物の図面を出力する金物図出力手段を含むものであることが望ましい。これにより、構造金物の設計データおよび複数の木材の加工データが生成されるとともに、構造金物の図面が得られる。

また、本発明の木造建築物の構造設計装置は、構造金物の設計データに基づいて、構造金物の種類ごとに数量および接合する木材を表示した金物集計表を出力する金物集計表出力手段を含むものであることが望ましい。これにより、構造金物の設計データおよび複数の木材の加工データが生成されるとともに、構造金物の種類ごとに数量および接合する木材を表示した金物集計表が得られる。

また、本発明の木造建築物の構造設計装置は、建築物全体を複数の工区に指定する手段と、指定された工区ごとに木材の加工データを出力する手段とを含むものであることが望ましい。これにより、建築物全体を複数の工区に指定すると、指定された工区ごとに木材に加工データが出力される。

また、本発明の木造建築物の構造設計装置は、建築物全体を複数の工区に指定する手段を有し、金物図出力手段は、指定された工区ごとに構造金物の図面を出力するものであることが望ましい。これにより、建築物全体を複数の工区に指定すると、指定された工区ごとに構造金物の図面が出力される。

また、本発明の木造建築物の構造設計装置は、建築物全体を複数の工区に指定する手段を有し、金物集計表出力手段は、指定された工区ごとに金物集計表を出力するものであることが望ましい。これにより、建築物全体を複数の工区に指定すると、指定された工区ごとに金物集計表が出力される。

また、本発明の木造建築物の構造設計プログラムは、複数の木材を構造金物により接合して建築される木造建築物の構造設計プログラムであって、基準とする第１方向に延設される第１木材に連結される第１連結部および基準とする第２方向に延設される第２木材に連結される第２連結部を有する構造金物のマスターデータを記憶する記憶手段と、接合する複数の木材の接合部に、記憶手段にマスターデータが記憶された構造金物を配置指定する配置指定手段と、配置指定手段により配置指定された構造金物のマスターデータを記憶手段から取得し、この取得したマスターデータの第１連結部および第２連結部を、接合する複数の木材のそれぞれの延設方向に応じて自動的に変更した構造金物の設計データを生成するとともに、自動的に変更した構造金物の設計データに応じて接合する複数の木材の加工データを生成するデータ生成手段としてコンピュータを機能させるためのものである。このプログラムを実行したコンピュータによれば、上記本発明の木造建築物の構造設計装置と同様に、記憶手段に記憶された構造金物が接合する複数の木材の接合部に配置指定されると、この配置指定された構造金物のマスターデータから、接合する複数の木材のそれぞれの延設方向に応じて第１連結部および第２連結部が変更された構造金物の設計データが生成されるとともに、この自動的に変更された構造金物の設計データに応じて接合する複数の木材の加工データが生成される。

（１）基準とする第１方向に延設される第１木材に連結される第１連結部および基準とする第２方向に延設される第２木材に連結される第２連結部を有する構造金物のマスターデータを記憶する記憶手段と、接合する複数の木材の接合部に、記憶手段にマスターデータが記憶された構造金物を配置指定する配置指定手段と、配置指定手段により配置指定された構造金物のマスターデータを記憶手段から取得し、この取得したマスターデータの第１連結部および第２連結部を、接合する複数の木材のそれぞれの延設方向に応じて自動的に変更した構造金物の設計データを生成するとともに、自動的に変更した構造金物の設計データに応じて接合する複数の木材の加工データを生成するデータ生成手段とを含む構成により、基準とする第１方向に延設される第１木材に連結される第１連結部および基準とする第２方向に延設される第２木材に連結される第２連結部を有する構造金物のマスターデータから、配置指定された接合する複数の木材のそれぞれの延設方向に応じて構造金物の設計データおよび接合する複数の木材の加工データが生成されるので、膨大な種類の構造金物のデータを予め準備することなく、様々な種類の木造建築物、特に非住宅の木造建築物に対応することが可能となる。

（２）接合する複数の木材の接合部に対して配置指定手段により複数配置指定された構造金物を一体化するものとして指定するグループ化指定手段を含み、データ生成手段が、グループ化指定手段により指定された構造金物を一体化した構造金物とする構成により、複数配置指定された構造金物を一体化するものとして指定すると、この指定された構造金物が一体化された構造金物の設計データが生成されるので、接合する複数の木材の接合部の構造によっては複雑な形状となる接合金物の設計データを簡単に得ることが可能となる。

（３）木材の加工図に、構造金物の設計データおよび木材の加工データに基づいて、木材へ取り付ける構造金物に関する情報および取り付け位置を表示する加工図出力手段を含む構成により、構造金物の設計データおよび複数の木材の加工データが生成されるとともに、木材へ取り付ける構造金物に関する情報および取り付け位置が表示された木材の加工図が得られるので、構造金物の取り付け作業の確認が容易となる。

（４）構造金物の設計データに基づいて、構造金物の図面を出力する金物図出力手段を含む構成により、構造金物の設計データおよび複数の木材の加工データが生成されるとともに、構造金物の設計データおよび複数の木材の加工データと整合性の取れた構造金物の図面が自動的に得られるので、構造金物の製作用図面を作成する手間が大幅に削減される。

（５）構造金物の設計データに基づいて、構造金物の種類ごとに数量および接合する木材を表示した金物集計表を出力する金物集計表出力手段を含む構成により、構造金物の設計データおよび複数の木材の加工データが生成されるとともに、構造金物の種類ごとに数量および接合する木材を表示した金物集計表が得られるので、構造金物の種類ごとに木材への取り付け位置が分かるようになり、構造金物を取り付ける作業効率が向上する。

（６）建築物全体を複数の工区に指定する手段と、指定された工区ごとに木材の加工データを出力する手段とを含む構成により、特に大型木造建築物では建築物全体を一度に施工できないため、建築物全体を複数の工区に指定して、指定された工区ごとに木材の加工データを出力することで、工区ごとに分けて施工することが容易となる。

（７）建築物全体を複数の工区に指定する手段を有し、金物図出力手段が、指定された工区ごとに構造金物の図面を出力するものであることにより、建築物全体を複数の工区に指定して、指定された工区ごとに構造金物の図面を出力することで、工区ごとに分けて構造金物を手配することが容易となる。

（８）建築物全体を複数の工区に指定する手段を有し、金物集計表出力手段が、指定された工区ごとに金物集計表を出力するものであることにより、建築物全体を複数の工区に指定して、指定された工区ごとに金物集計表を出力することで、工区ごとに分けて構造金物を出荷し、施工することが容易となる。

本発明の実施の形態における木造建築物の構造設計装置のブロック図である。構造金物の一例を示すスケルトン斜視図である。図２の構造金物のマスターデータを示す説明図である。図２の構造金物のマスターデータを示す説明図である。図２の構造金物のマスターデータを示す説明図である。図２の構造金物のマスターデータを示す説明図である。図２の構造金物のマスターデータを示す説明図である。図２の構造金物のマスターデータを示す説明図である。図２の構造金物のマスターデータを示す説明図である。図２の構造金物のマスターデータを示す説明図である。図２の構造金物のマスターデータを示す説明図である。別の例の構造金物のマスターデータを示す説明図である。別の例の構造金物のマスターデータを示す説明図である。別の例の構造金物のマスターデータを示す説明図である。別の例の構造金物のマスターデータを示す説明図である。別の例の構造金物のマスターデータを示す説明図である。別の例の構造金物のマスターデータを示す説明図である。構造金物の別の一例を示すスケルトン斜視図である。図１８の構造金物のマスターデータを示す説明図である。図１８の構造金物のマスターデータを示す説明図である。図１８の構造金物のマスターデータを示す説明図である。図１８の構造金物のマスターデータを示す説明図である。図１８の構造金物のマスターデータを示す説明図である。図１８の構造金物のマスターデータを示す説明図である。図１８の構造金物のマスターデータを示す説明図である。伏図編集モードにおける構造金物の配置指定例を示す図である。断面編集モードにおける構造金物の配置指定例を示す図である。三次元編集モードにおける構造金物の配置指定例を示す図である。鉛直方向に延設された柱材と水平方向に延設された水平梁との接合部に構造金物が配置指定された例を示す図である。鉛直方向に延設された柱材と斜め方向に延設された登り梁との接合部に構造金物が配置指定された例を示す図である。鉛直方向に延設された柱材と斜め方向に延設された筋交いとの接合部に構造金物が配置指定された例を示す図である。水平梁と筋交いとが取り合う納まりにおいてボルト追加前の状態を示す図である。構造金物の属性変更ウインドウの例を示す図である。水平梁と筋交いとが取り合う納まりにおいてボルト追加後の状態を示す図である。第１連結部の変更例を示す説明図である。水平梁と筋交いとが取り合う納まりにおいて第１連結部の拡大後の状態を示す図である。第２連結部の変更例を示す説明図である。水平梁と筋交いとが取り合う納まりにおいて重なり部分の切断後の状態を示す図である。複数配置指定された構造金物を一体化するものとして指定する例を示す説明図である。構造金物の積算ウインドウの例を示す図である。木材加工図の出力例を示す図である。工区指定例を示す図である。指定された工区ごとに出力される木材の加工データの例を示す図である。構造金物の積算ウインドウの例を示す図である。金物図印刷ウインドウの例を示す図である。構造金物図面の個別出力例を示す図である。金物図印刷ウインドウの例を示す図である。金物図面の一括出力例を示す図である。金物のマスターデータの例を示す図である。（ａ）は構造金物の取り付け状態によって形状変更の自動変更が行われた例を示すスケルトン斜視図、（ｂ）は側面図である。図５０の構造金物図面の出力例を示す図である。（ａ）は構造金物をグループ化した例を示す側面図、（ｂ）はスケルトン斜視図である。図５２の構造金物図面の出力例を示す図である。金物集計表の出力例を示す図である。

図１は本発明の実施の形態における木造建築物の構造設計装置のブロック図である。
図１に示すように、木造建築物の構造設計装置１は、構造金物のマスターデータを記憶する記憶手段１０と、接合する複数の木材の接合部に構造金物を配置指定する配置指定手段１１と、配置指定手段１１により配置指定された構造金物のマスターデータから接合する複数の木材のそれぞれの延設方向に応じた構造金物の設計データおよび接合する複数の木材の加工データを生成するデータ生成手段１２と、データ生成手段１２により生成された構造金物の設計データおよび木材の加工データを出力するデータ出力手段１３とを有する。

記憶手段１０には、基準とする第１方向に延設される第１木材に連結される第１連結部および基準とする第２方向に延設される第２木材に連結される第２連結部を有する構造金物のマスターデータが記憶される。マスターデータは、第１連結部の形状に関する情報と、第２連結部の形状に関する情報と、第１連結部を第１木材に連結する第１連結具に関する情報と、第２連結部を第２木材に連結する第２連結具に関する情報と、第１連結部を連結する第１木材の端部の加工形状に関する情報および第２連結部を連結する第２木材の端部の加工形状に関する情報のいずれか一方または両方とを含む。

図２は構造金物の一例を示すスケルトン斜視図、図３〜図１１は図２の構造金物のマスターデータを示す説明図である。

図２に示す構造金物２０は、基準とする第１方向Ｄ１に延設される第１木材Ｈ１と、基準とする第２方向Ｄ２に延設される第２木材Ｈ２とを接合するものであり、主に、柱や水平梁（横架材）等と水平梁や登り梁等との接合部に使用されるものである。この構造金物２０は、第１木材Ｈ１に連結される第１連結部２１および第２木材Ｈ２に連結される第２連結部２２とを有する。第１連結部２１と第２連結部２２とは一体化されている。

なお、図２の例では、基準とする第１方向Ｄ１および第２方向Ｄ２が共に水平方向であり、第１木材Ｈ１および第２木材Ｈ２が共に水平梁であるが、この構造金物２０は第１方向Ｄ１を鉛直方向とし、この第１方向Ｄ１に延設される柱材を第１木材Ｈ１として良い。また、基準とする第１方向Ｄ１および第２方向Ｄ２はいずれか一方または両方が垂直方向としても良く、また斜め方向としても良い。

構造金物２０において、第１連結部２１は第１木材Ｈ１の側面に固定されるプレートである。記憶手段１０に記憶されるマスターデータには、第１連結部２１の形状に関する情報として、図７、図１０および図１１に示すようなプレートの形状に関する情報が含まれる。また、第１連結部２１を第１木材Ｈ１に連結する第１連結具２３はボルトである。マスターデータには、第１連結具２３に関する情報として、図５に示すようなボルトのサイズ（径、長さ等）および配置（深さ、オフセット、本数等）の情報が含まれる。

構造金物２０において、第２連結部２２は第２木材Ｈ２に挿入されるプレートである。マスターデータには、第２連結部２２の形状に関する情報として、図９に示すようなプレートの形状に関する情報が含まれる。また、第２連結部２２を第２木材Ｈ２に連結する第２連結具２４はドリフトピンである。マスターデータには、第２連結具２４に関する情報として、図６に示すようなドリフトピンのサイズ（径等）および配置（距離、深さ、本数等）の情報が含まれる。

また、マスターデータには、第２木材Ｈ２の端部の加工形状に関する情報として、図３に示すようなスリットの形状に関する情報および図４に示すような大入れの形状に関する情報が含まれる。なお、図４に示す大入れの形状に関する情報には、第２木材Ｈ２の相手材である第１木材Ｈ１の加工形状に関する情報も含まれている。また、マスターデータには、図８に示すようなその他の情報も含まれる。

次に、別の構造金物の例について説明する。図１２〜図１７は別の例の構造金物のマスターデータを示す説明図である。

図１２〜図１７にマスターデータが示される構造金物は、主に、柱や水平梁（横架材）と筋交いや方杖等の斜材との接合部に使用されるものである。この構造金物は、基準とする第１方向Ｄ１を鉛直方向とし、この第１方向Ｄ１に延設される柱材を第１木材Ｈ１とし、基準とする第２方向Ｄ２を水平方向とし、この第２方向Ｄ２に延設される斜材を第２木材Ｈ２としている。なお、筋交いや方杖等の斜材は実際には斜め方向に延設されるものであるが、マスターデータは、水平方向（第２方向Ｄ２）を基準としたものとなっている。

このブレースのマスターデータには、第１連結部の形状に関する情報として図１４、図１６および図１７に示すようなプレートの形状に関する情報、第２連結部の形状に関する情報として図１５に示すようなプレートの形状に関する情報、第２連結具に関する情報として、図１３に示すようなドリフトピンのサイズ（径等）および配置（距離、深さ、本数等）の情報が含まれる。

図１８は構造金物の別の一例を示すスケルトン斜視図、図１９〜図２５は図１８の構造金物のマスターデータを示す説明図である。

図１８に示す構造金物３０は、基準とする第１方向Ｄ１に延設される第１木材Ｈ１と、基準とする第２方向Ｄ２に延設される第２木材Ｈ２とを接合するものであり、主に、柱や水平梁（横架材）等と水平梁、登り梁や斜材等との接合部に使用されるものである。この構造金物３０は、第１木材Ｈ１に連結される第１連結部３１および第２木材Ｈ２に連結される第２連結部３２とを有する。構造金物３０において、第１連結部３１は第１木材Ｈ１に挿入されるプレート、第２連結部３２は第２木材Ｈ２に挿入されるプレートである。第１連結部３１と第２連結部３２とは一枚のプレートにより一体に形成されている。

記憶手段１０に記憶されるマスターデータには、第１連結部３１および第２連結部３２の形状に関する情報として、図２３に示すプレートの形状に関する情報が含まれる。また、第１連結具３３および第２連結具３４はドリフトピンであり、マスターデータには、第１連結具３３および第２連結具３４に関する情報として、図２２に示すようなドリフトピンのサイズ（径等）および配置（距離、深さ、本数等）の情報が含まれる。なお、ドリフトピンに代えてボルトを用いる場合には、図２１に示すようなボルトのサイズ（径、長さ等）および配置（深さ、オフセット、本数等）の情報が含まれる。

また、マスターデータには、第２木材Ｈ２の端部の加工形状に関する情報として、図１９に示すようなスリットの形状に関する情報および図２０に示すような大入れの形状に関する情報が含まれる。なお、図２０に示す大入れの形状に関する情報には、第２木材Ｈ２の相手材である第１木材Ｈ１の加工形状に関する情報も含まれている。また、マスターデータには、図２４に示すようなその他の情報も含まれる。

図１に戻って、配置指定手段１１は、接合する複数の木材の接合部に構造金物を配置指定するものである。ここで配置指定可能な構造金物は、記憶手段１０にマスターデータが記憶された構造金物である。配置指定手段１１では、図２６に示すように伏図編集モードにおいて、接合する複数の木材（柱材４０、梁４１，４２，４３）の接合部を指定することで、構造金物４５，４６，４７を配置指定することが可能となっている。また、配置指定手段１１では、図２７に示すように断面編集モードや図２８に示すように三次元編集モードにおいても同様に配置指定することが可能となっている。

データ生成手段１２は、配置指定手段１１により配置指定された構造金物のマスターデータを記憶手段１０から取得し、この取得したマスターデータの第１連結部および第２連結部を、接合する複数の木材のそれぞれの延設方向に応じて自動的に変更した構造金物の設計データを生成するとともに、自動的に変更した構造金物の設計データに応じて接合する複数の木材の加工データを生成する。また、データ生成手段１２は、構造金物をそれぞれ接合する木材と関連付けし、木材への取り付け位置を示す情報として構造金物の設計データに含ませる。

例えば、図２９に示すように、鉛直方向に延設された柱材５０と水平方向に延設された水平梁５１との接合部に、配置指定手段１１により構造金物５２が配置指定されたとする。この構造金物５２は、基準とする第１方向を鉛直方向とし、基準とする第２方向を水平方向としたものである。この場合、構造金物５２のマスターデータの基準とする方向と接合する柱材５０および水平梁５１の延設方向が一致しているため、データ生成手段１２は第１連結部５３および第２連結部５４を変更することなく、構造金物５２の設計データを生成するとともに、接合する柱材５０および水平梁５１の加工データを生成する。

一方、図３０に示すように、鉛直方向に延設された柱材５０と斜め方向に延設された登り梁５１Ａとの接合部に、配置指定手段１１により構造金物５２（図２９参照。）が配置指定されたとすると、構造金物５２のマスターデータの基準とする方向と柱材５０に接合する登り梁５１Ａの延設方向が一致していないため、データ生成手段１２は第２連結部５４を登り梁５１Ａの延設方向（角度）に応じて自動的に変更した構造金物５２Ａの設計データを生成するとともに、この構造金物５２Ａの設計データに応じて接合する登り梁５１Ａの加工データを生成する。具体的には、データ生成手段１２は第２連結部５４の形状を登り梁５１Ａの角度に合わせて略長方形状から略平行四辺形状に変更し、ドリフトピンの位置も併せて変更している。また、登り梁５１Ａのスリット形状についても第２連結部５４の変更に応じて変更している。

また、図３１に示すように、鉛直方向に延設された柱材５０と斜め方向に延設された筋交い５５との接合部に、配置指定手段１１により構造金物５６が配置指定されたとする。この構造金物５６は、基準とする第１方向を鉛直方向とし、基準とする第２方向を水平方向としたものである。この場合、構造金物５６のマスターデータの基準とする方向と柱材５０に接合する筋交い５５の延設方向が一致していないため、データ生成手段１２は第２連結部５７を筋交い５５の延設方向（角度）に応じて自動的に変更した構造金物５６の設計データを生成するとともに、この構造金物５６の設計データに応じて接合する筋交い５５の加工データを生成する。

具体的には、データ生成手段１２は第２連結部５７の形状を筋交い５５の角度に合わせて変更し、ドリフトピンの位置も併せて変更し、筋交い５５のスリット形状についても第２連結部５７の変更に応じて変更する。このとき、データ生成手段１２は、ドリフトピンの位置を筋交い５５の端部から自動的に決定する。なお、データ生成手段１２は、図３１に示すように端部に欠き込み（ボルト逃げ加工）５８がある場合は、この欠き込みがされている位置を端部（図３１中の○印で示す基準点の位置）としてドリフトピンの位置を自動的に決定する。

また、図１に示すように、構造設計装置１は、第１連結部の形状に関する情報と、第２連結部の形状に関する情報と、第１連結具に関する情報と、第２連結具に関する情報とを変更する変更手段１４を有している。データ生成手段１２は、この変更手段１４により変更された情報に基づいて構造金物の設計データおよび接合する複数の木材の加工データを生成する。

例えば、図３２に示すように、水平梁５１と筋交い５５とが取り合う納まりの場合、水平梁５１に連結される構造金物５２の第１連結具に関する情報を変更してボルトを追加する。図３３は構造金物５２の属性変更ウインドウの例を示している。この属性変更ウインドウによりボルトのサイズおよび配置を指定してボルト６０を追加することができる。図３４はボルト追加後の状態を示している。

また、このようにボルト６０を追加することによって構造金物５２の第１連結部５３のプレートの長さが足りなくなるので、変更手段１４によって図３５に示すように第１連結部５３のプレートを伸縮（図３５の例では伸長）して拡大することができる。図３６は第１連結部５３の拡大後の状態を示している。

さらに、水平梁５１に連結される構造金物５２の第２連結部５４と、筋交い５５に連結される構造金物５６の第２連結部５７とが重なるため、変更手段１４によって図３７に示すように重なり部分を切断することができる。図３８は重なり部分の切断後の状態を示している。

また、納まりによっては第１木材の端部や第２木材の端部のクリアランスが異なっている場合もあるため、変更手段１４は、さらに第１連結部を連結する第１木材の端部の加工形状に関する情報および第２連結部を連結する第２木材の端部の加工形状に関する情報を変更することが可能となっている。データ生成手段１２は、変更手段１４により変更された第１連結部を連結する第１木材の端部の加工形状に関する情報および第２連結部を連結する第２木材の端部の加工形状に関する情報のいずれか一方または両方に基づいて木材の加工データを生成する。

また、図１に示すように、構造設計装置１は、接合する複数の木材の接合部に対して配置指定手段１１により複数配置指定された構造金物を一体化するものとして指定するグループ化指定手段１５を有している。グループ化指定手段１５によって、図３９に示すように構造金物５２と構造金物５６とを一体化するものとして指定すると、データ生成手段１２は、このグループ化指定手段１５により指定された構造金物５２，５６を一体化した構造金物７０とする。グループ化された構造金物７０は、図４０に示すように１つの構造金物（金物１）として積算される。

データ出力手段１３は、上記のようにデータ生成手段１２により生成された構造金物の設計データおよび木材の加工データを出力するものである。データ出力手段１３により出力された構造金物の設計データおよび木材の加工データは、構造金物の加工工場、木材の加工工場や建築現場等へ送られ、利用される。

また、図１に示すように、構造設計装置１は、構造金物の設計データおよび木材の加工データに基づいて、木材の加工図に、木材へ取り付ける構造金物に関する情報および取り付け位置を表示する加工図出力手段１６を有している。加工図出力手段１６は、図４１に示すように、木材の加工図８０に、この木材へ取り付ける構造金物に関する情報８１および取り付け位置８２を表示する。なお、図４１に示す例では、取り付け位置８２は木材端部からの距離を表している。また、図４１の例では、この木材へ取り付ける構造金物それぞれの付属品に関する情報８３も表示する。

また、図１に示すように、構造設計装置１は、建築物全体を複数の工区に指定する工区指定手段１７を有している。工区指定手段１７によって、図４２に示すように伏図上で工区を指定すると、データ出力手段１３は、図４３に示すように、指定された工区（ユニットＦ１，Ｆ２）ごとに木材の加工データを出力する。このとき、前述の加工図出力手段１６は、指定された工区ごとに木材の加工図を出力する。

また、図１に示すように、構造設計装置１は、構造金物の設計データに基づいて、構造金物の図面を出力する金物図出力手段１８を有している。図４４に示すように、構造金物の積算ウインドウ９０には、建築物全体で使用される構造金物が種類ごとに積算表示される。この構造金物の積算ウインドウ９０において、金物図印刷ボタン９１をクリックして指示すると、図４５に示す金物図印刷ウインドウ１００が表示される。この金物図印刷ウインドウ１００において、個別ボタン１０１を選択し、印刷ボタン１０２をクリックして指示すると、金物図出力手段１８によって図４６に示すような構造金物の図面１１０が出力される。

このとき、構造金物の図面１１０は、構造金物ごとに１つずつ個別に出力される。また、この構造金物の図面１１０には、それぞれの構造金物の数量１１１が表示される。また、図面１１０には、構造金物の各部寸法１１２も表示される。なお、図４５に示す金物図印刷ウインドウ１００において、出力するスケール（縮尺）１０３および印刷部数１０４を指定することも可能であり、金物図出力手段１８は、ここで指定されたスケールおよび印刷部数により出力する。また、金物図印刷ウインドウ１００において、編集・印刷ボタン１０５をクリックして指定することにより、各部寸法１１２や注記等を追加や削除等して出力することも可能である。

また、図４７に示すように、金物図印刷ウインドウ１００において、一括ボタン１０６を選択し、さらに図面に出力する構造金物の数を縦数１０７および横数１０８により指定して、印刷ボタン１０２をクリックして指定すると、金物図出力手段１８によって図４８に示すような構造金物の図面１２０が出力される。この図面１２０には、複数の構造金物が、縦数１０７により指定された数縦方向に並べられ、横数１０８により指定された数横方向に並べられた状態で出力される。また、この図面１２０には、各構造金物の数量１２１も表示される。

次に、図４９〜図５３を参照して、金物図出力手段１８によるさらに具体的な出力例について説明する。図４９（ａ）〜（ｆ）は記憶手段１０に記憶されている構造金物のマスターデータであって、同図（ａ）〜（ｃ）はその構造金物が配置される木材の接合部の加工形状を表し、同図（ｄ）〜（ｆ）はその構造金物の形状を表している。配置指定手段１１により構造金物が配置指定され、また、変更手段１４により変更されると、データ生成手段１２によりこれらのマスターデータから構造金物の取り付け状態によって形状変更の自動計算が行われる（図５０（ａ）および（ｂ）参照。）。

金物図出力手段１８は、この自動計算された構造金物１３０の形状を、木材１３１への金物取付面１３２を正面として、その側面および上面からの３面の図面として出力する（図５１参照。）。また、図５２（ａ）および（ｂ）に示すように、複数の構造金物１４１，１４２が一体としてグループ化指定手段１５によりグループ化され、１つの構造金物１４０として合成されている場合には、金物図出力手段１８は、この合成された構造金物１４０の形状を３面の図面として出力する（図５３参照。）。

また、図１に示すように、構造設計装置１は、構造金物の設計データに基づいて、構造金物の種類ごとに数量および接合する木材を表示した金物集計表を出力する金物集計表出力手段１９を有している。図４４に示す構造金物の積算ウインドウ９０において、集計表印刷ボタン９２をクリックして指定すると、金物集計表出力手段１９は、図５４に示すような金物集計表１５０を出力する。

この金物集計表１５０には、構造金物の種類１５１ごとに数量１５２および接合する木材（取付位置）１５３が表示される。取付位置１５３は、図５４に示すように、例えば各構造金物によって接合される各木材にそれぞれ付された符号（番付）により示される。なお、工区指定手段１７によって出力する工区が指定された場合には、金物図出力手段１８および金物集計表出力手段１９はこの指定された工区ごとに図面および金物集計表を出力する。

上記構成の構造設計装置１では、記憶手段１０に記憶された基準とする第１方向に延設される第１木材に連結される第１連結部および基準とする第２方向に延設される第２木材に連結される第２連結部を有する構造金物のマスターデータから、配置指定手段１１により配置指定された接合する複数の木材のそれぞれの延設方向に応じて構造金物の設計データおよび接合する複数の木材の加工データが生成されるので、膨大な種類の構造金物のデータを予め準備することなく、様々な種類の木造建築物、特に非住宅の木造建築物に対応することが可能である。

また、この構造設計装置１では、グループ化指定手段１５により複数配置指定された構造金物を一体化するものとして指定すると、データ生成手段１２によってこの指定された構造金物が一体化された構造金物の設計データが生成されるので、接合する複数の木材の接合部の構造によっては複雑な形状となる接合金物の設計データを簡単に得ることが可能である。

また、この構造設計装置１では、木材の加工図に、構造金物の設計データおよび木材の加工データに基づいて、木材へ取り付ける構造金物に関する情報および取り付け位置を表示する加工図出力手段１６を有し、データ生成手段１２により構造金物の設計データおよび複数の木材の加工データが生成されるとともに、木材へ取り付ける構造金物に関する情報および取り付け位置が表示された木材の加工図が得られるので、構造金物の取り付け作業の確認が容易である。

また、この構造設計装置１では、構造金物の設計データに基づいて、構造金物の図面を出力する金物図出力手段１８を有することにより、構造金物の設計データおよび複数の木材の加工データが生成されるとともに、構造金物の設計データおよび複数の木材の加工データと整合性の取れた構造金物の図面が自動的に得られるので、構造金物の製作用図面を作成する手間が大幅に削減される。

また、この構造設計装置１では、構造金物の設計データに基づいて、構造金物の種類ごとに数量および接合する木材を表示した金物集計表を出力する金物集計表出力手段１９を有することにより、構造金物の設計データおよび複数の木材の加工データが生成されるとともに、構造金物の種類ごとに数量および接合する木材を表示した金物集計表が得られるので、構造金物の種類ごとに木材への取り付け位置が分かるようになり、構造金物を取り付ける作業効率が向上する。

また、この構造設計装置１では、建築物全体を複数の工区に指定する工区指定手段１７と、指定された工区ごとに木材の加工データを出力するデータ出力手段１３とを有することにより、特に大型木造建築物では建築物全体を一度に施工できないため、建築物全体を複数の工区に指定して、指定された工区ごとに木材の加工データを出力することで、工区ごとに分けて施工することが容易となる。

また、この構造設計装置１では、建築物全体を複数の工区に指定する工区指定手段１７を有し、金物図出力手段１８が、指定された工区ごとに構造金物の図面を出力することができるので、建築物全体を複数の工区に指定して、指定された工区ごとに構造金物の図面を出力することで、工区ごとに分けて構造金物を手配することが容易となる。

また、この構造設計装置１では、建築物全体を複数の工区に指定する工区指定手段１７を有し、金物集計表出力手段１９が、指定された工区ごとに金物集計表を出力することができるので、建築物全体を複数の工区に指定して、指定された工区ごとに金物集計表を出力することで、工区ごとに分けて構造金物を出荷し、施工することが容易となる。

なお、本実施形態における構造設計装置１は、コンピュータを上述の各手段として機能させるための構造設計プログラムを、このコンピュータ上で実行することにより実現可能である。

本発明の木造建築物の構造設計装置および構造設計プログラムは、複数の木材を構造金物により接合して建築される木造建築物として有用であり、特に、非住宅の木造建築物の構造設計装置および構造設計プログラムとして好適である。

１構造設計装置
１０記憶手段
１１配置指定手段
１２データ生成手段
１３データ出力手段
１４変更手段
１５グループ化指定手段
１６加工図出力手段
１７工区指定手段
１８金物図出力手段
１９金物集計表出力手段
２０，３０構造金物
２１，３１第１連結部
２２，３２第２連結部
２３，３３第１連結具
２４，３４第２連結具
４０柱材
４１，４２，４３梁
４５，４６，４７構造金物
５０柱材
５１水平梁
５１Ａ登り梁
５２，５２Ａ，５６構造金物
５３第１連結部
５４，５７第２連結部
５５筋交い
６０ボルト
７０構造金物

Claims

複数の木材を構造金物により接合して建築される木造建築物の構造設計装置であって、
基準とする第１方向に延設される第１木材に連結される第１連結部および基準とする第２方向に延設される第２木材に連結される第２連結部を有する構造金物のマスターデータを記憶する記憶手段と、
接合する複数の木材の接合部に、前記記憶手段にマスターデータが記憶された構造金物を配置指定する配置指定手段と、
前記配置指定手段により配置指定された構造金物のマスターデータを前記記憶手段から取得し、この取得したマスターデータの前記第１連結部および前記第２連結部を、前記接合する複数の木材のそれぞれの延設方向に応じて自動的に変更した構造金物の設計データを生成するとともに、前記自動的に変更した構造金物の設計データに応じて前記接合する複数の木材の加工データを生成するデータ生成手段と
を含む木造建築物の構造設計装置。
前記マスターデータは、前記第１連結部の形状に関する情報と、前記第２連結部の形状に関する情報と、前記第１連結部を前記第１木材に連結する第１連結具に関する情報と、前記第２連結部を前記第２木材に連結する第２連結具に関する情報と、前記第１連結部を連結する前記第１木材の端部の加工形状に関する情報および前記第２連結部を連結する前記第２木材の端部の加工形状に関する情報のいずれか一方または両方とを含むものである請求項１記載の木造建築物の構造設計装置。
前記第１連結部の形状に関する情報と、前記第２連結部の形状に関する情報と、前記第１連結具に関する情報と、前記第２連結具に関する情報とを変更する変更手段を含み、
前記データ生成手段は、前記変更手段により変更された情報に基づいて前記構造金物の設計データおよび前記接合する複数の木材の加工データを生成するものである
請求項２記載の木造建築物の構造設計装置。
前記変更手段は、さらに前記第１連結部を連結する前記第１木材の端部の加工形状に関する情報および前記第２連結部を連結する前記第２木材の端部の加工形状に関する情報の一方または両方を変更するものであり、
前記データ生成手段は、前記変更手段により変更された前記第１連結部を連結する前記第１木材の端部の加工形状に関する情報および前記第２連結部を連結する前記第２木材の端部の加工形状に関する情報のいずれか一方または両方に基づいて前記木材の加工データを生成するものである
請求項３記載の木造建築物の構造設計装置。
前記接合する複数の木材の接合部に対して前記配置指定手段により複数配置指定された構造金物を一体化するものとして指定するグループ化指定手段を含み、
前記データ生成手段は、前記グループ化指定手段により指定された構造金物を一体化した構造金物とするものである
請求項１から４のいずれか１項に記載の木造建築物の構造設計装置。
前記構造金物の設計データおよび前記木材の加工データに基づいて、前記木材の加工図に、前記木材へ取り付ける構造金物に関する情報および取り付け位置を表示する加工図出力手段を含む請求項１から５のいずれか１項に記載の木造建築物の構造設計装置。
前記構造金物の設計データに基づいて、前記構造金物の図面を出力する金物図出力手段を含む請求項１から６のいずれか１項に記載の木造建築物の構造設計装置。
前記構造金物の設計データに基づいて、前記構造金物の種類ごとに数量および接合する木材を表示した金物集計表を出力する金物集計表出力手段を含む請求項１から７のいずれか１項に記載の木造建築物の構造設計装置。
建築物全体を複数の工区に指定する手段と、
前記指定された工区ごとに前記木材の加工データを出力する手段と
を含む請求項１から８のいずれか１項に記載の木造建築物の構造設計装置。
建築物全体を複数の工区に指定する手段を有し、
前記金物図出力手段は、前記指定された工区ごとに前記構造金物の図面を出力するものである請求項７記載の木造建築物の構造設計装置。
建築物全体を複数の工区に指定する手段を有し、
前記金物集計表出力手段は、前記指定された工区ごとに前記金物集計表を出力するものである請求項８記載の木造建築物の構造設計装置。
複数の木材を構造金物により接合して建築される木造建築物の構造設計プログラムであって、
基準とする第１方向に延設される第１木材に連結される第１連結部および基準とする第２方向に延設される第２木材に連結される第２連結部を有する構造金物のマスターデータを記憶する記憶手段と、
接合する複数の木材の接合部に、前記記憶手段にマスターデータが記憶された構造金物を配置指定する配置指定手段と、
前記配置指定手段により配置指定された構造金物のマスターデータを前記記憶手段から取得し、この取得したマスターデータの前記第１連結部および前記第２連結部を、前記接合する複数の木材のそれぞれの延設方向に応じて自動的に変更した構造金物の設計データを生成するとともに、前記自動的に変更した構造金物の設計データに応じて前記接合する複数の木材の加工データを生成するデータ生成手段と
してコンピュータを機能させるための木造建築物の構造設計プログラム。