JP3562349B2 - 鉄骨構造物の設計支援システム - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は低層系の鉄骨構造物の構造設計の設計支援システムに関し、特に、その構造部材の選定及び部材配置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、鉄骨建築物の構造部材の選定及び部材配置は建築技術者によって行われており、建築技術者の経験則による部分が多いの現状である。そして、建築技術者による部材選定後に構造解析を行っている。また、接合部仕口のディテールの標準化は進んでいるが、標準のディテールの種類が多く、標準のディテールから外れるケースも多くあり、その場合には、各々の建築技術者の手作業によりディテールが作成されており、現状では完全な標準化は図られていない。
【０００３】
また、プレハブ住宅に見られるような、建築物の規模やプランを限定し、建築物の構造部材を限定することにより、構造設計及び工作用データ作成の自動化を図っている例もある。その場合には、プランが限定されているため、プランの自由度が低くなっている。また、プランに変更が生じた場合には、建築技術者の手作業により、再設計が行われている。また、建築物の規模、プランごとに部材加工までのデータが作成されているため、プランに変更が生じた場合には、対応が非常に困難となっている（データの量が膨大で、データを修正する場合には、確認が必要となるデータの量が多いため）。
【０００４】
また、工場加工作業での自動化は、一品多量加工部材で且つ限られた加工工程にしか実現されていない。現在は、溶接を用いた接合ディテールが多いので、工場加工作業では、溶接を用いた取付ピースが多く複雑な仕口となっている箇所も多くあるため、完全な自動化は困難となっており、限られた範囲での自動化となっている。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
鉄骨建築物の設計においては、上述のように、建築技術者の手作業によりディテールが作成されている場合が多く、それを作成できる作業者が限定されており、一般の工務店等では簡単に対応できないという問題点があった。また、プレハブ住宅に見られるような標準化された建築物においては、プランの自由度が低く、そして、プランを変更する場合にはその対応が大変であるという問題点がある。更に、工場加工作業の完全な自動化は困難であり、限られた範囲でしか自動化ができない、という問題点がある。
【０００６】
本発明は、上述のような問題点を解決するためになされたものであり、専門知識がなくとも簡単に構造設計をすることができ、しかも、その設計変更も容易に行うことができるようにした鉄骨構造物の設計支援システムを提供することを目的とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
（１）本発明に係る鉄骨構造物の設計支援システムは、建物の階数、建物高さ、外壁線、外壁及び屋内で、鉛直ブレースの設置対象となる耐力壁の位置、並びに吹き抜けの位置の各入力情報を入力画面を介して入力する入力手段と、少なくとも鉛直ブレース、梁及び柱を含む各部材の部材配置ルールが格納されたデータベースと、前記入力情報と、前記データベースに格納された部材配置ルールとに基づいて、鉄骨構造物の構造部材の配置データを生成する演算手段とを備えており、前記演算手段は次の（ａ）〜（ｅ）の演算処理を行う。
（ａ）前記吹き抜け部を囲むようにして絶対梁となる通し梁を配置する。
（ｂ）前記絶対梁を支える大柱を所定の間隔で配置する。
（ｃ）前記鉛直ブレースを前記絶対梁の線上及び前記耐力壁の線上に配置する。
（ｄ）配置された前記鉛直ブレースの個数が、各階の面積と鉛直ブレースの剛性より算出される鉛直ブレースの最低個数を下回る場合には、前記耐力壁の位置の追加入力を前記入力画面を介して促し、前記入力手段を介して前記耐力壁の位置の追加情報を取り込んで該当する位置に前記鉛直ブレースを配置する。
（ｅ）前記鉛直ブレースの配置部分に梁を配置し、且つ、梁相互の間隔が所定の間隔以下になるように梁を追加する。
（２）また、本発明に係る鉄骨構造物の設計支援システムにおいて、前記演算手段は、前記鉛直ブレースの両脇に絶対柱を配置し、前記耐力壁の中で柱間隔が許容最大間隔以下になるように柱を配置し、柱が必要な箇所に前記耐力壁がない場合には、前記入力画面を介して前記耐力壁がないこと、及び追加する柱の最適位置と選択可能な位置の範囲を表示し、前記入力手段を介して前記柱の配置情報を取り込んで該当する位置に柱を追加する。
（３）また、本発明に係る鉄骨構造物の設計支援システムにおいて、前記入力手段は、バルコニーの位置情報を入力し、前記演算手段は、前記バルコニーの両端に片持ち梁を配置し、該片持ち梁を絶対梁とする。
（４）また、本発明に係る鉄骨構造物の設計支援システムにおいて、前記演算手段は、前記鉄骨構造物の構造部材の配置データを用いて構造解析を行って構造部材の安全を確認した後に、確認申請に必要な構造計算書を作成する。
（５）また、本発明に係る鉄骨構造物の設計支援システムにおいて、前記演算手段は、前記鉄骨構造物の構造部材の配置データを用いて構造解析を行って構造部材の安全を確認した後に、前記鉄骨構造物の構造部材の配置データを用いて各々の構造部材の寸法、孔位置及び各仕口に取合う金物のデータを生成し、各種図面データ、各種集計表及び部材の工場加工用データを作成する。
【０００８】
本発明においては、建物規模、構造形式及び構造部材を限定することを前提としており、そして、部材配置ルールに従って部材の自動配置を行うことにより構造部材データの自動生成を図っている。このため、本発明によれば、従来の建築技術者による部材配置と同等の配置が可能となっており、技術者の技量による格差がなくなる。また、プランに変更が生じた場合には基本事項データの修正を行うことにより、構造設計及び工作用データの作成が自動的に行うことができる。
【０００９】
また、本発明においては、仕口ディテールの標準化を簡素化するために、接合仕口は全て接合金物を用いたボルト接合としている（溶接を用いていない）。従って、部材加工はすべて切断、孔あけのみとなっているため、部材加工データ作成が容易であり、標準化が図り易くなっている。
【００１０】
なお、本発明において使用される特異な用語については、後述する発明の実施の形態の末尾にて定義されている。
【００１１】
【発明の実施の形態】
実施形態１．
図１は本発明の実施形態１に係る鉄骨構造物の設計支援システムにおける処理過程を示したフローチャートである。その概要は次のとおりである。
（ａ）システム１（Ａ１，Ａ２プログラム）は、建築物の基本事項データ（階数、建物高さ、外壁位置、間仕切り位置、吹き抜け位置など）を入力することにより、部材配置ルールに従って、構造部材の自動生成を行う。部材の自動生成が困難な場合（入力データが部材配置ルールから外れる場合）には、対話形式入力により基本事項データの修正入力が可能となっている。部材の自動生成終了後に各部材端の接合部の仕口形状データを作成する。
【００１２】
次に解析システムに必要なデータを作成する。
（ｂ）上記システム１で作成されたデータ（構造計算用データ）を用いて、システム２（Ｂ１．一次設計プログラム・チェックプログラム、Ｂ２．二次設計プログラム・チェックプログラム・Ｅ基礎チェックプログラム）により構造解析を行う。構造解析終了の後、建築確認申請に必要な構造計算書の出力を行う。
【００１３】
（ｃ）システム３（Ｃ１．工作加工データベースプログラム、Ｃ２．工作図自動作成プログラム）は、システム１で作成されたデータ（工作図用データ）から、各部材の寸法、孔位置、各仕口に取合う金物のデータを作成することにより、各種図面データ（建築確認用図面、工作図、部品図、建方図）、各種集計表（部材、接合金物、ボルト）、部材の工場加工用データを作成する。
【００１４】
次に、上記のシステム１の詳細について説明する。
（基本データの入力）
図２は上記のシステム１において基本事項を入力する際の画面を示した図である。標準的な事項についてはデフォルト値が設定されており、その値を変更する際にはその部分に上書きする。このデータは記憶装置の適当な領域に格納される。
【００１５】
図３〜図７はシステム１において基本データをビジュアル入力する際の画面を示した説明図である。
【００１６】
図３は２階の外壁線を確定する際の入力画面である。この入力画面においては１階部分は既に入力されており（細線で描かれている）、その上に２階部分の外壁を描くことにより２階の外壁線を確定する例が示されている。なお、この２階部分の外壁はここでは太線で描かれている。
【００１７】
図４は２階部分の屋根を確定する際の入力画面である。この入力画面においては、２階部分の外壁で囲まれた領域を覆うようにして屋根の領域を特定した例が示されている。
【００１８】
図５はバルコニーを確定する際の入力画面である。この入力画面においては、２階部分の外壁に隣接した領域にバルコニーを設ける領域を特定した例が示されている。
【００１９】
図６は２階部分の壁を確定する際の入力画面である。この入力画面においては、２階部分の壁を太線で図示している。なお、ここでは１階部分の壁が明示されていないが、１階の壁も同様にして入力される。
【００２０】
図７は２階部分の床を確定する際の入力画面である。この入力画面においては、２階の吹き抜け（階段）を特定することにより床の確定がなされる。図の例においては、吹き抜け及び階段が図示の位置において特定されている。なお、１階部分の床を確定する際の入力画面も上記と同様である。
【００２１】
図８及び図９は後述する部材自動発生における垂直ブレースの配置（Ｓ４）における耐力壁（めくら壁）の間引きの状態を示す画面であり、この詳細については該当する箇所にて詳細に説明する。
【００２２】
なお、以上のようにして入力されたビジュアルデータは、パーソナルコンピュータの記憶装置の適当な領域に、その座標と線分が特定された状態で格納されるものとする。即ち、１階、２階という高さの情報（Ｚ１，Ｚ２）と、後述の通り名（Ｘ通り、Ｙ通り）、長さ（ピッチ）等によって特定される（図３４参照）。
【００２３】
以上のように必要な基本データが入力されると、次に、その基本データに基づいて部材を自動発生させる処理に移行する。なお、次の部材の自動発生の処理において、既に入力された基本データが一定の条件を満たさない（部材配置ルールから外れている）と判断されると、基本データの該当する入力画面に戻ってデータの再入力が促される。
【００２４】
（部材の自動発生）
図１０及び図１１は部材を自動発生させるための処理過程を示したフローチャートであり、このフローチャート基づいてその処理過程を説明する。
（Ｓ１）各階の床面積を算出する。これは、各階の上記にて入力された外壁線に基づいて求める。
（Ｓ２）上記において求められた床面積、仕上げ材の選択データ（一般の屋根、重い屋根、一般の床、重い屋根：図２参照）、その他の特に入力された荷重情報（特別荷重：例えばピアノ配置）に基づいて、面積当たりの必要壁量を各階について計算する。そして、先に入力した基本データがその要件を満たしていない場合には、必要な枚数を表示して基本データの該当する入力画面に戻ってデータの再入力を促す。
【００２５】
（Ｓ３）絶対梁の配置（図１２〜図１８）
（Ｓ３１）吹き抜け部の絶対梁▲１▼▲２▼を配置する。（図１２，図１３）
ここではまず、吹抜けが矩形であるかどうかを判断する。
▲１▼吹抜けが矩形の場合には、図１２に示されるように、建物の最大外壁線を包絡して、短辺方向の吹抜け際の両端に絶対梁▲１▼を設ける。そして、これと直行方向に絶対梁▲２▼を設ける。
▲２▼吹抜けが矩形以外の場合には、図１３に示されるように、建物の最大外壁線を包絡して、短辺方向の吹抜け際の両端に絶対梁▲１▼を設ける。そして、これと直行方向に絶対梁▲２▼を設ける。そして、吹抜け範囲内の出隅部分のコーナーに大柱を設ける。このとき、柱発生不可の場合にはＮＧ表示をする（柱は壁に設けることを前提としており、その前提条件が満たされなければＮＧ表示をすることになる。）。ＮＧ表示をしたときには、入力画面により柱の発生が「ＯＫ」か「ＮＯ」かを問い合わせる。オペレータが「ＯＫ」を選択すると、大柱と絶対梁とに梁を自動的に架ける（上記の前提に対してオペレータの選択が優先することとなる。）。オペレータが「ＮＯ」を選択すると、基本データの該当する入力画面に戻ってデータの再入力を促す。
【００２６】
（Ｓ３２）オーバーハング絶対梁▲３▼を配置する。（図１４）
入力画面によりオーバーハング部分の下層に柱を設置するかどうかを問い合わせる。オペレータが設置する方を選択した場合には、図１４（ａ）に示されるように大柱を配置する。そして、この大柱の位置はオペレータが決定する。また、オーバーハングの下に柱を設置しない方を選択した場合には、図１４（ｂ）に示されるように、オーバーハング部分が所定の長さｎ１Ｐ（Ｐ：ピッチ、例えば０．９ｍ）以下の場合にはオーバーハング部分に絶対梁▲３▼を配置させる。この配置のルールは後述するバルコニー部分の絶対梁と同様とする。オーバーハング部分がｎ１Ｐを超えている場合には入力画面にＮＧを表示して、基本データの該当する入力画面に戻ってデータの再入力を促す（この場合にはレイアウトの変更を促すことになる。）。
【００２７】
（Ｓ３３）バルコニー部に絶対梁▲４▼を配置する。（図１５〜図１８）
（Ｓ３３ａ）まず、バルコニーがあるか、そして、あるとした場合には、それはどのような配置になっているかを判断する（バルコニーがある場合には図５の入力画面において入力されているので把握できる。）。例えば、図１５の例においては、（ａ）は４方向、（ｂ）は３方向、（ｃ）は２方向の例である。
（Ｓ３３ｂ）次に、バルコニーの配置を判断する。
（Ｓ３３ｃ）バルコニーの配置が直角になっている場合には（これは建物の外壁とバルコニーを特定した線分との座標関係から把握される。）次のように処理する。
▲１▼図１６（ａ）に示されるように、１辺にバルコニーが１つしかない場合には、バルコニー端から外壁までの距離を見て一番大きい寸法ａ２の端の梁を通し梁とする。そして、大きい寸法が２つ以上ある時（例えば、図１６（ａ）の辺Ｃのｃ２と辺Ｄのｄ１とが等しい場合）は建物の短辺方向に通す。真四角の建物はＸ方向（Ｙ通り）に通す。このようにして通し梁の方向を定めることで、更に配置される通し梁も原則として同じ方向となる。このことは後述の他の通し梁においても同様である。
▲２▼また、図１６（ｂ）に示されるように、出隅バルコニーが点対称に配置されている場合には、バルコニー端から外壁までの距離は図示のようにとるものとする。従って、この図示の例においても建物の短辺方向に通し梁を通すことになる。
【００２８】
▲３▼また、図１６（ｃ）に示されるように、１辺にバルコニーが２つ以上ある場合には１辺のバルコニー数をみて多い方に通す。この図示の例においても建物の短辺方向に通し梁を通すことになる。
【００２９】
▲４▼また、図１６（ｄ）において、次の条件が成立する場合にはそれぞれ梁が逆転できる（即ち、直交した方向の通し梁を配置することができる）。このような梁を設けることにより、大柱を設けることを積極的に避けるようにしている。この条件を満たさないバルコニーは、図１６（ｅ）に示されるように両先端に大柱を設ける。従って、図１６（ｅ）の例では、図の右側のバルコニー（Ｄ辺）はその条件が満たされているので直交した通し梁（Ｑｄ１，Ｑｄ２）が設けられ、図の左側のバルコニー（Ｂ辺）はその条件が満たされていないので大柱が設けられる。
ａ２≧２Ｄ，ｃ２≧２Ｄ
ａ１≧２Ｂ，ｃ１≧２Ｂ
ｂ２≧２Ｃ，ｄ２≧２Ｃ
ｂ１≧２Ａ，ｄ１≧２Ａ
【００３０】
▲５▼また、上記の条件を満たさず例えば図１６（ｆ）に示されるように、ｂ０ ＞ｎ２・Ｐであれば、図示のようにバルコニーの両先端の他に、その中間にも大柱を設ける。
【００３１】
▲６▼次に、入角のある建物の場合について説明する。
・入角のない建物と同様に１辺にバルコニーが１つしかない場合には、図１７（ａ）に示されるように、バルコニー端から外壁までの距離を見て一番大きい寸法ａ１の端の梁を通し梁とする。
・そして、図１７（ｂ）に示されるように、最初に配置した絶対梁で囲まれたブロック以外についても同様の処理を繰り返す。
・また、ａ１≧２Ｂであれば、図１７（ｃ）に示される位置に絶対梁を設ける。
【００３２】
・入角のない建物においても同様に、１辺にバルコニーが２つ以上ある場合には、図１７（ｄ）に示されるように、１辺のバルコニー数を見て多い方を通す。そして、最初に配置した絶対梁で囲まれたブロック以外（図１７（ｅ）の＊が付記されたブロック）についても同様の処理を繰り返す。
【００３３】
（Ｓ３３ｄ）次に、バルコニーの配置が直角でない場合について説明する。
図１８に示されるように、１番大きい寸法ａ２の端の梁Ｐａ２を通し梁とする。そして、この梁Ｐａ２と平行に通し梁Ｐａ１，Ｐｃ１，Ｐｃ２を設ける。
【００３４】
（Ｓ４）次に、ブレースの自動配置について説明する。（図１９〜図２２）
（Ａ）ここで、ブレースの配置ルールについて説明する。
Ｉ．２回繰り返す。
１回目 弱いブレース（ブレースには２種類があることを前提とする）を全配置させてから梁を自動配置させる。
２回目 １回目の処理が終了して梁の配置の処理を行ってから再び行う。上下に梁の無い箇所、或いは１Ｐ以下の梁のブレースを禁止し、強弱を判断してブレースを配置させる。
【００３５】
ＩＩａ．絶対梁がある場合
▲１▼各階の床を、図１９に示されるように、上述の絶対梁▲１▼〜▲４▼で囲まれたブロック（Ａ〜Ｅ）に分割する。そして、ブロック毎に以下の４つの組合せ（Ｘ１，Ｘ２，Ｙ１，Ｙ２）でブレースの個数を出し、最大の組合せを採用する。図示のブロック（例えばＢブロック）について見ると、そのブロック内のブレースが発生しても良い壁（めくら壁）が図示されているが（この壁について予めデータ入力されている）、これを０．５Ｐピッチずつずらした上記の４つの組合せを見ると、Ｘ１とＹ１との組み合わせが、ブレースの配置が３Ｐとなり、最大であることからその組合せが採用される。なお、図１９のＹ通りの原点に位置する壁は１．５Ｐの長さであるが、ここではその端数を切り捨てて１Ｐとして扱っている。
【００３６】
▲２▼そして、ブロック毎のブレース配置で最終スパンのみがコーナーから０．５Ｐずれているプレースが配置された場合には、０．５Ｐを末番側にずらす。
【００３７】
ＩＩｂ．絶対梁が無い場合
１ａ．建物が矩形の場合には、外郭線で囲まれたブロックについて上記と同様の判断を行う。
１ｂ．建物に入隅がある場合には、出隅部分とそうでないブロックに区分して、矩形の場合と同様の判断を行う。
【００３８】
（Ｂ）次に、ブレースの自動配置の処理過程を説明する。（図２０〜図２２）
まず、各階の面積Ｓを計算し、規定値（Ｎ／Ｓ）×Ｓｍ^２ により階別、方向別にブレースの最低個数を計算する。そして、めくら壁の個数≧ブレースの最低個数、という条件が成立しているかどうかを判断する。その条件が成立しているときには、次のルールに基づいて以下の処理を行う。
（Ｓ４１）ブレースの配置
▲１▼１回目：弱いブレースをめくら壁（耐力壁）に全配置する。但し、絶対梁が入る所に交差して鉛直ブレースは配置できないものとする。（ここで対象となる壁は図１９において求められた壁である。このことは後述する実施形態２においても同様である。）
▲２▼２回目：１回目目のブレースの配置から、梁配置及び接合条件を見て強弱を判断してブレースを再配置する。なお、この２回目とは、１回目のブレースの自動配置の処理の後は梁の配置の処理に移行するが、この梁の配置の処理の後に、再びブレースの自動配置の処理を行うが、その時の処理のことをいう。なお、２回目の処理においては、上記のブレースの配置の禁止事項として、外壁以外は１，２階で０．５Ｐ以下のずれは不可（Ｎ．Ｇ）とし、また、交差は梁の自動配置後に不可（Ｎ．Ｇ）の判断を行うものとする。
【００３９】
（Ｓ４２）重心（ｇｘ，ｇｙ）及び剛心（ｐｘ，ｐｙ）を計算する。
【００４０】
（Ｓ４３）偏心量（重心と剛心とのずれ）（ｅｘ，ｅｙ）を計算する。なお、各階の床面積の小さい方から計算するものとして、Ｘ方向とＹ方向のブレース最低個数を比較して少ない方向から計算する。ここでは取りあえずＸ方向（Ｙ通り）について考える。
（Ｓ４４）ねじれ補正係数αを考慮して偏心率を計算する。
（Ｓ４５）ブレースの剛性を考慮してブレースの最低個数を再計算する。
（Ｓ４６）次の条件が成立しているかどうかを判断し、条件が成立していないときにはその旨を表示して基本データの該当する入力画面に戻ってデータの再入力を促す。条件が成立しているときには次の処理に移行する。
めくら壁の個数≧ブレースの最低個数
【００４１】
（Ｓ４７）次に、ｇｘ≦ｐｘの時（ｘ軸上において剛心が重心の右側にある時）には次の要領で間引きを行う。
▲１▼［間引き方］：Ｘ，Ｙ方向を交互に以下の規則で間引く。
・ｇｘより右側にあるブレースをとる。
・偏心率の大きさに応じて取るブレースの位置を決める。
Ｒｅ＝β１（偏心率の規定値）以上あれば１番外側のフレームのブレースを取る。
Ｒｅ＝β１より小さければ１番内側のフレームのブレースを取る。
・同一構面（フレーム）内から取るブレースは重心より左側では大きい軸 （１番外側のブレース）から、重心より右側では小さい軸（１番内側（重心に近いブレース）から取る。
▲２▼［間引くブレースの優先順位］
最初のルーチンにおいては、内壁、中壁及び外壁の順序で優先順位を設けて行う。
最初のルーチンがＮ．Ｇの時、及び
次のルーチン（Ｓ４９から戻った時の処理においては、内壁、中壁及び外壁の優先順位は外して行う（優先順序無し）。
【００４２】
（Ｓ４８）ｇｘ＞ｐｘの時（ｘ軸上において剛心が重心の左側にある時）には、ｇｘより左側にあるブレースを取る。その他は上記の［間引き方］及び［間引くブレースの優先順位］と同じである。
（Ｓ４９）ブレースを１個間引いて、次の条件が成立しているかどうかを判断する。条件が成立していないときには上記の重心等の計算（Ｓ４２）に戻る。条件が成立しているときには次の処理に移行する。このように処理することにより条件が成立しなくなる直前まで処理を繰り返す。
ブレース個数＝ブレース個数−１
ブレース個数＜ブレース最低個数
【００４３】
（Ｓ４９ａ ）上記にて取ったブレースを１つ元に戻す。
（Ｓ４９ｂ ）偏心率Ｒｅ≦β２ 最初のルーチンで条件を満たしているならば、後述するブレース面外の距離測定（Ｓ４９ｄ ）に移行する。
（Ｓ４９ｃ ）次ルーチンでブレースを全復活させても上記の条件を満たさないとき（Ｎ．Ｇ）には終了してその旨を表示して、基本データの該当する入力画面に戻ってデータの再入力を促す。条件を満たした時には次の処理に移行する。
（Ｓ４９ｄ ）ブレース面外距離を測定する。なお、このブレース面外距離とは図２２に図示されるとおりの距離である。
（Ｓ４９ｅ ）そして、ブレース面外距離が次の条件を満たしているかどうかを判断する。１階と２階とでは条件が異なるが、これは重量が異なるためのである。
２Ｆ １２ｍ＞ブレース面外距離
１Ｆ １０ｍ＞ブレース面外距離
（Ｓ４９ｆ ）上記の条件を満たさない時には、
・ブレースを復活させる（ブレースを間引いたときとは逆方向にブレースを復活させていく）。
・絶対壁（後述の定義参照）の場合にはフラグを立てる。これにより通常の壁と区別して、この絶対壁が間引かれないようにする。
・重心近くで剛心と反対側に、重心より左側では大きい軸から、重心より右側では小さい軸から復活させる。
・剛心と反対側のブレースを復活させても面外距離が上記の条件を満たさない（ＮＧ）時は、重心近くの剛心側のブレースを復活させる。
【００４４】
（Ｓ４９ｇ ）その結果、上記の条件を満たすものとなったときには次の処理に移行する。また、上記の条件を満たさないときには、上記の処理（Ｓ４９ａ ）に戻る。
【００４５】
（Ｓ４９ｈ ）次の条件を満たすかどうかを判断する。
偏心率 Ｒｅ≦β２
最初のルーチン（１回目及び２回目における最初のルーチン）でその条件を満たさない時には上記の処理（Ｓ４９ａ ）に戻る。次のルーチン（１回目及び２回目における次のルーチン）でその条件を満たさない時には絶対壁を保持した状態で上記の処理（Ｓ４２）に戻る。
（Ｓ４９ｉ ）次に、両方向の計算をしたかどうかを判断し、両方向の計算が終了していなければ、上記の処理（Ｓ４２）に戻る。両方向（Ｘ方向及びＹ方向）の計算が終了していれば、今回の計算が１回目の時には梁の配置の処理（Ｓ５）に移行し、２回目の場合には鉛直ブレース際の柱配置の処理（Ｓ６）に移行する。
【００４６】
（Ｓ５）梁の配置
（Ａ）梁の配置ルール
梁と梁とが交差する箇所は自動発生の優先順位が高いものが通し梁となり、低いものは高い方にピン接合される。
【００４７】
（Ｂ）梁の自動配置（図２３〜図２６）
（Ｂ１）絶対梁がなく、建物が矩形である場合には次のように処理する（図２３）。
（Ｓ５１）ブレースの配置されている位置に大梁を発生させる。
（Ｓ５２）短辺方向の外壁線に大梁を通す。
（Ｓ５３）短辺方向のブレースの入っている箇所に大梁は配置されていかどうかを判断する。
（Ｓ５４）入っていないと判断された場合には梁を配置する。
（Ｓ５５）そして、次の条件が満たされていないときには、その条件を満たすまで梁の配置（Ｓ５４）を行う。この処理が済むと、後述の図２６の処理（Ｓ５９ｇ ）に移行する。
大梁間隔≦ｎ２・Ｐ
【００４８】
（Ｂ２）絶対梁がなく、建物に入隅がある場合については次のように処理する（図２４）。図２４において、Ａ＞Ｂの場合には、建物の最大外郭線を包絡して、出来た矩形の短辺方向の外郭線の延長上に大梁を通す。なお、正方形の場合はＸ方向に通すものとする。
【００４９】
（Ｂ３）絶対梁がある場合には次のように処理する（図２５及び図２６）。
（Ｓ５６）梁の掛け方によりブロック区分けする。図１６（ｅ）の例では左側と右側とに分ける。
（Ｓ５７）ブレースとマスク掛けをする（ブレースの梁をかける）。
（Ｓ５８）左ブロック（右ブロック等）。ブレースの入っている箇所に大梁が配置されているかどうかを判断する（ここではＹ方向）。入っていると時には後述するの処理（Ｓ５９ａ ）に移行する。
（Ｓ５９）入っていない（ＮＯ）と判断された時には梁を配置する。
（Ｓ５９ａ ）そして、絶対梁（バルコニー等）のスパンａｏが、ａｏ≦ｎ２・Ｐとなっているかどうかを判断する。
【００５０】
（Ｓ５９ｂ ）その条件を満たしているときには、次にブレースにより追加した梁が絶対梁（バルコニー等）の幅の中に有るかどうかを判断する。
（Ｓ５９Ｃ ）有る（ＹＥＳ）と判断された時には、その梁をバルコニーがある場合（バルコニー幅がｎ２・Ｐを超える場合にのみ）はそれを貫通する通し梁（大梁）とし、上記の処理（Ｓ５９ａ ）に戻る。
（Ｓ５９ｄ ）上記の処理（Ｓ５９ａ ）において、無い（ＮＯ）と判断した時には次のアルゴリズム▲１▼を実施する。
【００５１】

但し、上記のおいて、０．５左右を見て間仕切りがあればそこに配置する。いずれにしても、上記の分割数に応じて通し梁を設ける。即ち、ｎ２・Ｐを超えているスパンには上記のようにして通し梁を設ける。
【００５２】
（Ｓ５９ｅ ）絶対梁と平行している外郭面でかつ、通し梁の入れ換えのない箇所（図１６（ｄ）が成立しない箇所）に通し梁を設ける。その梁と平行しているバルコニーの先端にも大梁を設ける。右ブロックの場合には絶対梁と平行している外壁面に通し梁を設ける。
（Ｓ５９ｆ ）また、図示の＊の箇所がｎ２・Ｐを超える場合には、絶対梁と平行に大梁を設ける。この場合には上記のアルゴリズム▲１▼に準ずる。
（Ｓ５９ｇ ）ブレースの入っている箇所に中梁を配置する（ここではＸ方向）。このとき、中梁間隔が２Ｐピッチ以下となるように中梁を設ける。なお、上記において、中梁の配置ルールは 絶対梁で囲まれた部分について考えるものとし、
左側と右側で中梁がずれていても可
間仕切り壁に合っていなくても可
とする。
【００５３】
（Ｓ５９ｈ ）外郭ラインに中梁を配置する（ここではＸ方向）。
（Ｓ５９ｉ ）バルコニー部は大梁に直交して中梁を設ける。
（Ｓ５９ｊ ）ブレースが配置されている箇所において、１Ｐ以下の梁でピン接合が２点以上であるかどうかを判断する。
（Ｓ５９ｋ ）上記において、その条件が成立している（ＹＥＳ）と判断された場合にはブレースの発生は不可であるという情報をもつことになる。なお、ここでは、梁は全てピンで接合されることを前提としている。
（Ｓ５９ｌ ）上記において成立していない（ＮＯ）と判断された場合には次のように処理する。即ち、１Ｐを超える梁についてはブレース発生は基本的には可能であるあるとし、次のような情報をもたせる。
片側ピン タイプ１（弱いブレース）
両側鋼 タイプ２（強いブレース）
両側ピン 発生不可
【００５４】
以上の処理が終了すると、２回目のブレースの自動配置の処理（Ｓ４）に移行して、その処理を再び実行する。そして、その処理が終了すると、次の処理（Ｓ６）に移行することになる。
【００５５】
（Ｓ６）鉛直ブレース際の柱配置
ブレースの両脇に絶対柱を配置させる。
【００５６】
（Ｓ７）柱配置（図２７〜図３０）
（Ａ）柱の配置ルール
（Ａ１）ルール１．
絶対梁及び大梁で柱が無い場合には、可能であれば外郭の角に、次に、外郭線上の交点に柱を配置する。
【００５７】
（Ａ２）ルール２（図２７）
（Ｓ７１）絶対梁及び大梁の柱間隔＜ｎ２・Ｐか否かを判断する。条件を満たしているときにはこのパスを抜け出る。
（Ｓ７２）条件を満たしていない（ＮＯ）の場合にはめくら壁のある部分に中央付近の若番の方から柱を配置する。
（Ｓ７３）そして、柱が必要な箇所にめくら壁がない場合にはそのことを表示させる。この場合には、最適位置表示するとともに、オペレータによる入力可能な範囲を特定する。
【００５８】
（Ａ３）ルール３（図２８）
（Ｓ７４）絶対梁の端部に柱を配置できるか否かを判断する。できると判断された場合にはこのパスを抜け出る。ここでは、窓、出入口等があるとできないと判断される。
（Ｓ７５）できない（ＮＯ）と判断された場合には絶対梁端部を跨いで例えば３Ｐ以内に柱を配置する。
【００５９】
（Ｂ）柱の手動配置（図２９、図３０）
ここでは、絶対梁と大梁の交点に柱を配置できず、且つ絶対梁と大梁にも条件を満たす柱が配置できない場合には、例えば次のように処理するものとする。
【００６０】
例１（図２９）
（Ｓ７６）絶対梁と大梁の交点から例えば２．５Ｐ以内の柱より（０．５Ｐピッチ）で３Ｐ以内に、なるべく交点側の絶対梁に柱を配置する。
（Ｓ７７）また、絶対梁の最端部柱から３Ｐ以内に、なるべく交点側の大梁に柱を配置する。
【００６１】
例２（図３０）
（Ｓ７８）絶対梁と大梁の交点から０．５Ｐピッチで２．５Ｐ以内に、なるべく交点側の絶対梁に柱を配置する。
（Ｓ７９）また、絶対梁の最端部柱から３Ｐ以内に、なるべく交の大梁に柱を配置する。
【００６２】
（Ｓ８）補剛材配置（図３１）
補剛材の自動発生手順は次のとおりである。
梁で囲まれたブロックの短辺方向に２Ｐ以下になるよう補剛材を配置する。若番側のグリッドより配置し、自動発生させる通りの優先順位（ルール）は次のとおりである。
▲１▼若番側外郭線の延長線上
▲２▼若番側梁の延長線上
▲３▼末番側外郭線の延長線上
▲４▼末番側梁の延長線上
▲５▼若番側補剛材の延長線上

【００６３】
図３１（Ａ）（Ｂ）は以上のルールに基づいて補剛材を挿入した場合の例を示す説明図である。同図（Ａ）は補剛材を挿入する前の状態を示した図であり、同図（Ｂ）は同図（Ａ）に補剛材を挿入した状態を示した図である。
【００６４】
（Ｓ９）床ブレース配置
床ブレースは、補剛材と梁とで囲まれたグリットを覆うようにして配置される。従って、吹き抜け等は除かれることになる。床ブルースとしては例えば次の１０種類を用意して、グリッドの大きさに応じて適宜選択される。
２Ｐ×２Ｐ、１．５Ｐ×１．５Ｐ、１Ｐ×１Ｐ、０．５Ｐ×０．５Ｐ、２Ｐ×１．５Ｐ、 １．５Ｐ×１Ｐ、１Ｐ×１．５Ｐ、２Ｐ×１Ｐ、１．５Ｐ×０．５Ｐ、２Ｐ×０．５Ｐ
【００６５】
（Ｓ１０）土台配置
▲１▼土台発生手順：土台なし部（出入口等）を除き、外壁線で閉じるように発生させる。建物内部にブレースパネルがある場合には、パネル下のみ土台を発生させる。
▲２▼基礎発生手順：外壁線下に布基礎を配置する。出隅、入隅がある場合の建物内部は、建物の短辺方向を延長して基礎梁を配置する。建物内部にブレースパネルがある場合には、基礎梁、外壁線下の布基礎を含んで閉じるように、パネル直下に布基礎を発生させる。そして、柱の取り付く両部にアンカーボルトを配置する。
【００６６】
以上の処理により全ての必要な鋼材が全て発生することとなり、各鋼材は位置情報、接合条件等を情報としてもつことになる。また、各鋼材、金物についてその金額を情報として持たせることにより、鋼材等が決まった段階で全体の金額を算出することも可能である。
【００６７】
（Ｓ１１）設備用孔位置配置及びボルト孔位置配置
例えば風呂場等の梁においては特殊な孔をあける必要がある。このめ、そのような梁についてはオペレータが特定する。このオペレータの特定により該当する梁にフラグが立てられる。そして、オペレータが孔の位置を特定すると、その梁はその孔の位置を情報として持つことになる。その他の梁については、予め決められた位置に孔の位置情報をもつことになる。
【００６８】
（Ｓ１２）特殊梁判定：
外壁面に接する吹き抜け部分が３Ｐを超える場合の外壁面に接する梁は、断面の形状を変化させる。例えば梁のサイズを１ランク上げる。この処理は自動的になされる。
【００６９】
（Ｓ１３）部材Ｎｏ．、付加データ構造の作成
上記の処理（Ｓ１）〜から（Ｓ１０）までの処理において作成されたデータに、上記の処理（Ｓ１１）及び（Ｓ１２）の処理のデータを不可して最終的なデータを生成する。
【００７０】
図３２は鋼材のデータベースのデータ構造の一例を示した図である。同図においては、梁と柱の例を示している。
【００７１】
図３３（ａ）（ｂ）は柱等に取り付く金物の例を示す説明図である。同図（ａ）に記載された符号の金物はそれぞれ同図（ｂ）に示されるように用いられる。なお、上述の各部材はその配置によりこの金物の情報が一義的に特定される。
【００７２】
図３４は上述の処理によって生成されたデータの例を示す説明図である。このデータは、上述のように、構造計算データ及び工作図データとしてそれぞれ用いられることになる。この構造計算データを用いて構造計算をすること、或いは、工作図用データを用いて工作図を自動作成すること自体は従来から行われていることであり、ここではその詳細は省略する。
【００７３】
図３５（Ａ）（Ｂ）は図３４におけるＬ（端部勝）、Ｍ（端部通り芯）及びＳ（端部負）の概念を示した説明図である。
Ｌ（端部勝）：通り芯より部材端部が出ている。
Ｍ（端部通り芯）：通り芯で部材端部が止まる。
Ｓ（端部負）：通り芯まで部材端部が届かない。
なお、端部通り芯（Ｍ）は、絶対梁、大梁部材の寸法が長くなる場合に梁の通し方向で接合部が必要となるために発生する。また、端部勝（Ｌ）は、建物の外郭線、外壁線に接する部位において発生する。
【００７４】
実施形態２．
図３６及び図３７は本発明の実施形態２に係る設計支援システムにおいて部材を自動発生させるための処理過程を示したフローチャートであり、以下図１０及び図１１のフローチャートとの相違点を中心に説明する。なお、本発明の実施形態２のシステムは図１の構成がそのまま適用される。
（Ｓ１）各階の床面積を算出する（この処理は上述の実施形態と同一である。）叙述の。
（Ｓ２）面積当たりの必要壁量を各階について計算する（この処理は上述の実施形態１と同一である。）
【００７５】
（Ｓ１０１）バルコニーの幅の中に吹き抜けがあるかどうかを判断する。図３８（Ａ）（Ｂ）に示されるように、バルコニーの数が１つの場合と複数の場合のとがあるが、複数の場合には１辺に取り付くバルコニーの数が多いもののみで判断する。辺に取り付くバルコニーの数が等しい場合には幅が最大のバルコニーについてのみ判断する。そして、いずれの場合においても、吹き抜け部分は床として判断していく。また、図３８（Ｃ）の場合にはバルコニーの幅の中に吹き抜けが入っていないので、吹き抜けがないという判断をする。
【００７６】
（Ｓ３）絶対梁▲１▼〜▲４▼を配置する（この処理は上述の実施形態１と同一である。）
【００７７】
（Ｓ１０２）次に、ブレースの自動配置について説明する。
（Ａ）ここで、ブレースの配置ルールについて説明する。
Ｉ．階数＋１回繰り返す（この繰り返し回数が上記の実施形態１と異なる）。
１回目（１階）：１階に全て弱いブレース（ブレースには２種類があることを前提とする）を配置させた後、ブレースを間引いていき、最低数＋１枚となったら２階の梁を自動配置させる。
２回目（２階）：２階において下（２階）に絶対梁及び大梁が無い箇所はブレース配置不可とする。
階数＋１回目：１，２回目において発生したブレースを全てクリアした後、絶対梁及び大梁がある部分に限ってブレースを設ける。或いは１Ｐ以下の梁のブレースを禁止し、強弱を判断してブレースを配置させる。（図３９参照）
【００７８】
ＩＩ．絶対梁がある場合及び絶対梁が無い場合の処理は上記の実施形態１と同じであるこから、ここではその説明は省略する。
【００７９】
（Ｂ）レースの自動配置の処理過程を説明する。（図４０〜図４２）
（Ｓ１０２ａ）各階の面積Ｓを計算する。
（Ｓ１０２ｂ）規定値（Ｎ／Ｓ）×Ｓｍ^２ により階別、方向別にブレースの最低個数を計算する。
（Ｓ１０２ｃ）めくら壁の個数≧ブレースの最低個数、という条件が成立しているかどうかを判断する。
（Ｓ１０２ｄ）上記の条件が成立しているときには、次のルールに基づいて以下の処理を行う。
▲１▼１，２回目：弱いブレースをめくら壁（耐力壁）に全配置する。このとき、絶対梁が入る所に交差して鉛直ブレースは配置できないものとする。但し、２Ｆのブレースの配置では２Ｆの絶対梁があるか否かの判断はしない。
▲２▼階数＋１２回目：梁配置、接合条件を見て見て強弱を判断してブレースを再配置する。平面交差の不可も判断させる。
【００８０】
（Ｓ４２）重心等の計算〜（Ｓ４６）ブレース最低個数の再計算は上記の実施形態１と同様な処理がなされる。
【００８１】
（Ｓ１０２ｅ）次に、ｇｘ≦ｐｘの時（ｘ軸上において剛心が重心の右側にある時）には、上記の実施形態１の処理（Ｓ４７）と基本的には同じであるが（［間引き方］）、間引くブレースの優先順位は、１，２回目においては、内壁、中壁及び外壁の順序で優先順位を設けて行う。
１，２回目がＮ．Ｇの時、及び階数＋１回目においては、内壁、中壁及び外壁の優先順位は外して行う（優先順序無し）。
【００８２】
（Ｓ１０２ｆ）ｇｘ＞ｐｘの時（ｘ軸上において剛心が重心の左側にある時）には、ｇｘより左側にあるブレースをとる。その他は上記の処理（Ｓ１０２ｅ）と同じである。
（Ｓ４９）〜（Ｓ４９ｅ ）上記の実施形態１と同様な処理がなされる。但し、処理（４９ｃ ）において「２回目」を「階数＋１回目」と読み替える。
（Ｓ１０２ｇ）ブレース面外距離が条件を満たしていない場合には
・全ての回において、ブレースの交差を判断させてブレースを復活させる。
（ブレースを間引いたときとは逆方向にブレースを復活させていく）。
・絶対壁（後述の定義参照）の場合にはフラグを立てる。これにより通常の壁と区別して、この絶対壁が間引かれないようにする。
・重心より右側では剛心と反対側に、重心より左側では大きい軸から、重心より右側では小さい軸から復活させる。
・このブレースを復活させても面外距離が条件を満たさない（ＮＧ）時は、ブレースをキャンセルして剛心側のブレースを復活させる。
【００８３】
（Ｓ４９ｇ ）その結果、条件を満たすものとなったときには次の処理（Ｓ４９ｉ ）に移行する。
【００８４】
（Ｓ４９ｉ ）両方向の計算をしたかどうかを判断し、両方向の計算が終了していなければ、上記の処理（Ｓ４２）に戻る。両方向（Ｘ方向及びＹ方向）の計算が終了していれば、今回の計算が１，２回目の時には梁の配置の処理（Ｓ１０３ ）に移行する。階数＋１回目の場合には次の処理（Ｓ１０２ｈ）に移行する。
（Ｓ１０２ｈ）階数＋１回目の場合には、次に、交差するブレースがあるかどうかを判断する。
（Ｓ１０２ｉ）交差するブレースがある場合には、勝梁に配置されているブレースを残して直交ブレースを削除する。そして、削除した通り（Ｘ通り、Ｙ通り）にブレースが配置可能かどうかを判断する。
（Ｓ１０２ｊ）削除した通り（Ｘ通り、Ｙ通り）にブレースが配置可能な場合には該当する通りにブレースを配置する。
（Ｓ１０２ｋ）削除した通り（Ｘ通り、Ｙ通り）にブレースが配置ができない場合には、元に戻って負けている梁に配置されているブレースを残して同様な処理を繰り返す。以上の処理（Ｓ１０２ｊ，Ｓ１０２ｋ）が終わると、垂直ブレース際の柱配置の処理（Ｓ６）に移行する。
【００８５】
（Ｓ１０３ ）梁の配置
（Ａ）梁の配置ルール
梁と梁とが交差する箇所は自動発生の優先順位が高いものが通し梁となり、低いものは高い方にピン接合される（上記の実施形態１と同じ）。
【００８６】
（Ｂ）梁の自動配置
（Ｂ１）絶対梁がなく、建物が矩形である場合には上記の実施形態１（図２３）と同じ処理を行う。但し、処理（Ｓ５４）の梁配置については後述のアルゴリズム▲３▼に基づいてなされる。その処理が済むと、後述の図４６処理（Ｓ１０３ｃ）に移行する。
大梁間隔≦ｎ２・Ｐ
【００８７】
（Ｂ２）絶対梁がなく、建物に入隅がある場合についても上記の実施形態１（図２４）と同じ処理を行う。
【００８８】
（Ｂ３）絶対梁があり、且つバルコニーの幅の中に吹き抜けがある場合には次のように処理する（図４３，図４４）
▲１▼Ｌ＞ｎ２・Ｐの場合には、Ｌ１及びＬ２に梁を配置する。
▲２▼Ｌ≦ｎ２・Ｐで、Ｌ１＞ｎ２・Ｐの場合には、Ｌ１に梁を配置する。
▲３▼Ｌ≦ｎ２・Ｐで、Ｌ２＞ｎ２・Ｐの場合には、Ｌ２に梁を配置する。又は
▲４▼，▲５▼Ｌ≦ｎ２・Ｐ、Ｌ１０＞ｎ２・Ｐ、且つ、Ｌ２０＞ｎ２・Ｐの場合には両方に入れる。
▲６▼また、Ｌ１０＞ｎ２・Ｐの時に、外壁線の両端に柱が発生可能かどうかを判断して、可能ならばＬ１に梁を配置し、不可能ならばＬ２に配置する。この場合においても、Ｌ２の配置に関して柱配置のルール３にて柱チェックを行う。
▲７▼また、Ｌ２０＞ｎ２・Ｐの時に、外壁線の両端に柱が発生可能かどうかを判断して、可能ならばＬ２に梁を配置し、不可能ならばＬ１に配置する。この場合においても、Ｌ１の配置に関して柱配置のルール３にて柱チェックを行う。
【００８９】
▲８▼バルコニースパン＞ｎ２・Ｐの場合（Ｌ１０≦ｎ２・Ｐ，Ｌ２０≦ｎ２・Ｐ）であって Ｌ１＞Ｌ２の場合には、可能ならばＬ１に梁を配置し、不可能ならばＬ２に配置する。この場合においても、Ｌ２の配置に関して後述の柱配置のルール３にて柱チェックを行う。Ｌ２の配置が不可ならばＬ１に配置する。
▲９▼また、バルコニースパン＞ｎ２・Ｐの場合（Ｌ１０≦ｎ２・Ｐ，Ｌ２０≦ｎ２・Ｐ）であって Ｌ１≦Ｌ２の場合には、可能ならばＬ２に梁を配置し、不可能ならばＬ１に配置する。この場合においても、Ｌ１の配置に関して柱配置のルール３にて柱チェックを行う。Ｌ１の配置が不可ならばＬ２に配置する。
【００９０】
（Ｂ３）絶対梁がある場合には次のように処理する（図４５〜図４７）。
（Ｓ５６）〜（Ｓ５９ｂ ）は上述の実施形態１（図２５）と同じである。
（Ｓ１０３ａ）ブレースにより追加した梁が絶対梁（バルコニー等）の幅の中に有るかどうかを判断した際に有るという判断がなされた場合には、その梁をバルコニーで絶対梁▲４▼がある場合、及びオーバーハング部で絶対梁▲５▼がある場合にはそれを貫通する通し梁（絶対梁▲５▼）とする。
（Ｓ１０３ｂ）ブレースにより追加した梁が絶対梁（バルコニー等）の幅の中にない場合には、絶対梁で囲まれたエリアに大梁を設ける。その際に、ブロック毎に以下の優先度で梁を設ける。即ち、図４８に示されるように、外郭線の両端に柱が発生可能か否かを判断して可能なグリッドのみを抽出する。これはアルゴリズム▲３▼として後述する。
【００９１】
（Ｓ５９ｅ ）・（Ｓ５９ｆ ）上述の実施形態１（図２５）と同じである。
（Ｓ１０３ｃ）大梁で囲まれている範囲内で交差しているブレースを消去する。
（Ｓ１０３ｄ）ブレースの入っている箇所に中梁を配置する（ここではＸ方向）。
（Ｓ１０３ｅ）大梁間隔が２Ｐ以下であるかどうかについて判断する。２Ｐ以下である場合にはアルゴリズム（補剛材の配置ルール参照）を演算する。
（Ｓ１０３ｆ）大梁間隔が２Ｐ以下でない場合には、中梁間隔が２Ｐ以下になるよう中梁を設ける。
（Ｓ１０３ｇ）外郭ラインに中梁を配置する（ここではＸ方向）。
（Ｓ５９ｉ ）バルコニー部には大梁に直交して中梁を設ける。
（Ｓ１０３ｈ）今回の処理がブレースルーチンの１・２回目の場合にはブレースの自動配置に移行し、ブレースルーチンの階数＋１回目の場合には次の処理（Ｓ１０３ｉ）に移行する。
（Ｓ１０３ｉ）１Ｐ以下の上下の梁を投影してピン接合がブレースの両端にあるかどかを判断する（図４７参照）。なお、図４７において○印は接合ピンを示している。１Ｐを超える梁についてはブレースが発生可能である。
両側剛 タイプ１（強いブレース）
片側ピン タイプ２（弱いブレース）
両端ピン 発生不可のパターン
以上の処理が終わると、階数＋１回目のブレースの自動配置に移行する。
【００９２】
（アルゴリズム▲３▼）
上述のアルゴリズム▲３▼について説明する。（図４８、図４９）。
ここでは発生可能なグリッド中にて算定方向について柱が発生できる距離がｎ２・Ｐ以下となるような間仕切りが配置されているか否かを判断する。
１）外壁線の稜線に柱が発生可能か否かを判断して、可能なグリッドのみを抽出する。
２）確定グリットの選定：○印のスパンの内、ｎ２・Ｐピッチで割り込めるスパンを確定する。（図４８）
３）確定グリット外について：スパンがｎ２・Ｐ以下であるかどうかを判断して、ｎ２・Ｐ以下である場合にはこのアルゴリズムを抜ける。ｎ２・Ｐ以下でない場合には、ｎ＝ｎ２・Ｐ〜２Ｐまで０．５Ｐ刻みで選択していく。そして、最初に合うグリッドを確定グリッドとする。（図４９）
【００９３】
（Ｓ７）柱配置
（Ａ）柱の配置ルール
（Ａ１）ルール１及びルール２は上述の実施形態１と同じなので省略する。
（Ａ２）ルール３（図５０）
（Ｓ７４）絶対梁の端部に柱を配置できるか否かを判断する。できると判断された場合にはこのパスを抜け出る。ここでは、窓、出入口等があるとできないと判断される。
（Ｓ７５）できない（ＮＯ）と判断された場合には絶対梁端部を跨いで例えば３Ｐ以内に柱を配置する。
（Ｓ７５ａ ）絶対梁の端部を跨いで３Ｐ以内に柱を設ける。
（Ｓ７５ｂ ）外壁線の梁の勝負を入れ換えてみる。
（Ｓ７５ｃ ）入れ換えて勝ちになった梁についての両サイドに柱があるかどうか。
絶対梁を挟んでｎ２・Ｐ以下に柱があればよい。配置出来れば配置する（この後は補剛材配置の処理に移行する）。入れ換えても勝ちにならない場合には次の処理に移行する。
【００９４】
なお、柱の配置に関しては、その最大間隔はｎ２・Ｐにするという制約が設けられている。或るフレームにて２階にブレースが配置されており、１階に柱が無い場合には、２階のブレース際の柱の真下に柱を配置する。それが不可能な場合には、ブレース際の柱真下から外側に配置でできるまで繰り返す。
【００９５】
（Ｂ）柱の手動配置（図２９、図３０）
この処理は上述の実施形態と同じでありその説明は省略する。
【００９６】
（Ｓ１０４ ）２回柱下に中梁追加（図５１）
２階の柱の下に梁の無い箇所は最も短い方向に梁を設ける。
【００９７】
（Ｓ８）〜（Ｓ１３）の各処理の内、土台配置（Ｓ１０）を除いて、上述の実施形態１の処理と同様であり、その説明は省略する。
【００９８】
（Ｓ１０）土台配置
▲１▼１階の外壁線に基礎を設ける。
▲２▼建物屋内の短辺方向のブレース上に基礎を設け、最短距離の基礎まで延ばす。
▲３▼残りの屋内のブレース上に基礎を設け、最短距離の基礎まで延ばす。
▲４▼間柱があれば独立基礎を設ける。
【００９９】
ここで、本発明において用いられている用語は次のように定義される。

【０１００】

【０１０１】

【０１０２】
通り名 ：
・平面図の左下の隅角部を基点とする（Ｘ１０ 、Ｙ１０ ）
・バルコニーによるマイナス側については
Ｘ１０ （Ｙ１０ ）通りより１Ｐマイナスの場合
通り名は Ｘ００ （Ｙ００ ）
Ｘ１０ （Ｙ１０ ）通りより１．５Ｐマイナスの場合
通り名は Ｈ０５ （Ｖ０５ ）
とする。
【０１０３】
図５４〜図６０は上述の実施形態１，２の処理過程のコンピュータの画面を示した図である。
▲１▼図５４は１階及び２階の部屋割りと屋根の状態を示している。１階及び２階の太い黒い線が壁（めくら壁）を示しており、正方形の黒塗りの部分が吹き抜けの部分を示している。
▲２▼図５５は吹き抜けの部分に上述の絶対梁を発生させて、その絶対梁を基準としてブロック割し（図の×印が１ブロックの領域を示す）、そして、各ブロックについて、垂直ブレース（弱い）を配置するための壁を特定して、その壁にブレースを配置した状態を示している。図において、太い黒い線がブレースの配置された壁である。
▲３▼図５６は図５５の状態から垂直ブレースを間引いた結果を示している。１階では内側の壁に一部残っているものの、垂直ブレースはその殆どが外壁に配置さている。
▲４▼図５７は、その後、大梁及び中梁を配置した状態を示している。なお、図５７の太い黒い線は垂直ブレースが配置されている壁である。
▲５▼図５８は上記にて配置された梁に基づいてブロック分けを行い（図の×印が１ブロックの領域を示す）、その梁の線上にある壁（ブレース配置可能な壁）にブレースを復活させた状態を示している。
▲６▼図５９は上記の状態から再び垂直ブレースを間引いてその配置を確定した状態を示している（図の太い黒い線）。
▲７▼図６０は、更に、柱配置、補剛材配置、床ブレース配置（図の×印）、土台配置の各処理を行った最終状態を示している。
【０１０４】
【発明の効果】
以上のように本発明によれば、鉄骨構造物の基本事項データを入力し、その基本事項データと所定の部材の配置ルールとに基づいて鉄骨構造物の構造部材データを生成するようにしたことから、専門知識がなくとも簡単に構造設計をすることができ、しかも、その設計変更も容易に行うことができるという実用上優れた効果が得られている。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施形態１に係る鉄骨構造物の設計支援システムにおける処理過程を示したフローチャートである。
【図２】図１のシステム１において基本事項を入力する際の画面を示した図である。
【図３】図１のシステム１において２階の外壁線を確定する際の入力画面の説明図である。
【図４】図１のシステム１において２階部分の屋根を確定する際の入力画面の説明図である。
【図５】図１のシステム１においてバルコニーを確定する際の入力画面の説明図である。
【図６】図１のシステム１において２階部分の壁を確定する際の入力画面の説明図である。
【図７】図１のシステム１において２階部分の床を確定する際の入力画面の説明図である。
【図８】図１のシステム１の部材自動発生における耐力壁の間引きの状態を示す画面の説明図（その１）である。
【図９】図１のシステム１の部材自動発生における耐力壁の間引きの状態を示す画面の説明図（その２）である。
【図１０】図１のシステム１において部材を自動発生させるための処理過程を示したフローチャート（その１）である。
【図１１】図１のシステム１において部材を自動発生させるための処理過程を示したフローチャート（その２）である。
【図１２】吹抜けが矩形の場合の絶対梁▲１▼▲２▼の配置方法を示した説明図である。
【図１３】吹抜けが矩形以外の場合の絶対梁▲１▼▲２▼等の配置方法を示した説明図である。
【図１４】オーバーハングに絶対梁▲３▼等の配置方法を示した説明図である。
【図１５】バルコニーの配置例を示す説明図である。
【図１６】バルコニーの配置が直角に配置されている場合の絶対梁の配置方法の説明図である。
【図１７】入角のある建物の絶対梁の配置方法の説明図である。
【図１８】バルコニーの配置が直角でない場合の絶対梁の配置方法の説明図である。
【図１９】絶対梁がある場合のブレースの配置ルールを示した説明図である。
【図２０】ブレースの自動配置の処理過程を示すフローチャート（その１）である。
【図２１】ブレースの自動配置の処理過程を示すフローチャート（その２）である。
【図２２】ブレースの自動配置の処理過程を示すフローチャート（その３）である。
【図２３】絶対梁がなく、建物が矩形である場合の処理過程を示すフローチャートである。
【図２４】絶対梁がなく、建物に入隅がある場合の処理過程を示すフローチャートである。
【図２５】絶対梁がある場合の処理過程を示すフローチャート（その１）である。
【図２６】絶対梁がある場合の処理過程を示すフローチャート（その２）である。
【図２７】柱の配置ルール２の処理過程を示すフローチャートである。
【図２８】柱の配置ルール３の処理過程を示すフローチャートである。
【図２９】柱の手動配置の例１についての処理過程を示すフローチャートである。
【図３０】柱の手動配置の例２についての処理過程を示すフローチャートである。
【図３１】補剛材を挿入例の説明図である。
【図３２】鋼材のデータベースのデータ構造の一例を示した図である。
【図３３】柱等に取り付く金物の例を示す説明図である。
【図３４】上述の処理によって生成されたデータの例を示す説明図である。
【図３５】図３４におけるＬ（端部勝）、Ｍ（端部通り芯）及びＳ（端部負）の概念を示した説明図である。
【図３６】本発明の実施形態２において部材を自動発生させるための処理過程を示したフローチャート（その１）である。
【図３７】本発明の実施形態２において部材を自動発生させるための処理過程を示したフローチャート（その２）である。
【図３８】バルコニーの幅の中に吹き抜けがある場合とない場合の例を示す説明図である。
【図３９】ブレースの配置ルールの説明図である。
【図４０】ブレースの自動配置の処理過程を示すフローチャート（その１）である。
【図４１】ブレースの自動配置の処理過程を示すフローチャート（その２）である。
【図４２】ブレースの自動配置の処理過程を示すフローチャート（その３）である。
【図４３】絶対梁がありかつバルコニーの幅の中に吹き抜けがある場合の処理の説明図（その１）である。
【図４４】絶対梁がありかつバルコニーの幅の中に吹き抜けがある場合の処理の説明図（その２）である。
【図４５】絶対梁がある場合の処理過程を示すフローチャート（その１）である。
【図４６】絶対梁がある場合の処理過程を示すフローチャート（その２）である。
【図４７】絶対梁がある場合の処理過程を示すフローチャート（その３）である。
【図４８】アルゴリズム▲３▼の説明図（その１）である。
【図４９】アルゴリズム▲３▼の説明図（その２）である。
【図５０】柱の配置ルール３ａの処理過程を示すフローチャートである。
【図５１】２階の柱下に中梁を追加する場合の説明図である。
【図５２】本発明の外壁の説明図である。
【図５３】本発明の矩形ブロックの説明図である。
【図５４】上述の実施形態１，２の処理過程のコンピュータの画面（その１）を示した図である。
【図５５】上述の実施形態１，２の処理過程のコンピュータの画面（その２）を示した図である。
【図５６】上述の実施形態１，２の処理過程のコンピュータの画面（その３）を示した図である。
【図５７】上述の実施形態１，２の処理過程のコンピュータの画面（その４）を示した図である。
【図５８】上述の実施形態１，２の処理過程のコンピュータの画面（その５）を示した図である。
【図５９】上述の実施形態１，２の処理過程のコンピュータの画面（その６）を示した図である。
【図６０】上述の実施形態１，２の処理過程のコンピュータの画面（その７）を示した図である。

Claims (5)

1. 建物の階数、建物高さ、外壁線、外壁及び屋内で、鉛直ブレースの設置対象となる耐力壁の位置、並びに吹き抜けの位置の各入力情報を入力画面を介して入力する入力手段と、
   少なくとも鉛直ブレース、梁及び柱を含む各部材の部材配置ルールが格納されたデータベースと、
   前記入力情報と、前記データベースに格納された部材配置ルールとに基づいて、鉄骨構造物の構造部材の配置データを生成する演算手段とを備え、
   前記演算手段は、
   （ａ）前記吹き抜け部を囲むようにして絶対梁となる通し梁を配置し、
   （ｂ）前記絶対梁を支える大柱を所定の間隔で配置し、
   （ｃ）前記鉛直ブレースを前記絶対梁の線上及び前記耐力壁の線上に配置し、
   （ｄ）配置された前記鉛直ブレースの個数が、各階の面積と鉛直ブレースの剛性より算出される鉛直ブレースの最低個数を下回る場合には、前記耐力壁の位置の追加入力を前記入力画面を介して促し、前記入力手段を介して前記耐力壁の位置の追加情報を取り込んで該当する位置に前記鉛直ブレースを配置し、
   （ｅ）前記鉛直ブレースの配置部分に梁を配置し、且つ、梁相互の間隔が所定の間隔以下になるように梁を追加する
   ことを特徴とする鉄骨構造物の設計支援システム。
2. 前記演算手段は、前記鉛直ブレースの両脇に絶対柱を配置し、前記耐力壁の中で柱間隔が許容最大間隔以下になるように柱を配置し、柱が必要な箇所に前記耐力壁がない場合には、前記入力画面を介して前記耐力壁がないこと、及び追加する柱の最適位置と選択可能な位置の範囲を表示し、前記入力手段を介して前記柱の配置情報を取り込んで該当する位置に柱を追加することを特徴とする請求項１記載の鉄骨構造物の設計支援システム。
3. 前記入力手段は、バルコニーの位置情報を入力し、
   前記演算手段は、前記バルコニーの両端に片持ち梁を配置し、該片持ち梁を絶対梁とすることを特徴する請求項１又は２記載の鉄骨構造物の設計支援システム。
4. 前記演算手段は、前記鉄骨構造物の構造部材の配置データを用いて構造解析を行って構造部材の安全を確認した後に、確認申請に必要な構造計算書を作成することを特徴とする請求項１〜３の何れかに記載の鉄骨構造物の設計支援システム。
5. 前記演算手段は、前記鉄骨構造物の構造部材の配置データを用いて構造解析を行って構造部材の安全を確認した後に、前記鉄骨構造物の構造部材の配置データを用いて各々の構造部材の寸法、孔位置及び各仕口に取合う金物のデータを生成し、各種図面データ、各種集計表及び部材の工場加工用データを作成することを特徴とする請求項１〜４の何れかに記載の鉄骨構造物の設計支援システム。

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