JP4598226B2 - ユニット式建物の基礎設計システム - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、コンピュータを用いてユニット式建物の基礎の設計を行うユニット式建物の基礎設計システムに関する。
【０００２】
【背景技術】
従来より、工場で箱状の建物ユニットを各種製造しておき、完成した建物ユニットを建築現場で組合わせて建築されるユニット式建物が知られている。
このようなユニット式建物によれば、建物ユニットを工場で製造するので、建築現場での作業が軽減され、高品質の建物を従来建築に比べて著しく短期間で顧客に提供できるという利点がある。
ユニット式建物は、建築現場での作業を軽減するという観点から、箱形の建物ユニットを組み合わせるものが好ましい。
箱形の建物ユニットとしては、図１０に示されるように、四隅の柱301 の上端および下端を梁302,303で連結した直方体状のフレームを有する建物ユニット304が一般的である。この建物ユニット304 は、梁302,303の長さ寸法L1, L2が異なっており、平面形状が長辺および短辺を有する長方形となっている。
【０００３】
このようなユニット式建物を設計するにあたり、設計者の負担を軽減するとともに、設計作業に要する時間を短縮するために、コンピュータで設計を行う基礎設計システムが利用されている。
そして、ユニット式建物の基礎は、建物ユニットの種類および配置に応じて基礎の平面形状が設定されることから、基礎についても、その設計作業を行うにあたり、コンピュータで設計を行う基礎用基礎設計システムが利用されている。
このような基礎用基礎設計システムとしては、特階平１０−２１２８７号公報に示されるように、ユニット式建物の一階の平面図および一階に配置された建物ユニットに応じて、基礎の平面形状を設定し、設定した平面形状を図面化して基礎伏せ図を作成するものである。
ここで、基礎に加わる荷重は、その上に載置されるユニット式建物を構成する建物ユニットの種類や、建物ユニットの組み合わせにより異なる。
また、基礎の各部位に加わる荷重は、均等ではなく、その直上に配置される建物ユニットの重量や数量によって相違している。
このため、前述の基礎用基礎設計システムにおいては、予め基礎の各部位をそれぞれ個別に設定された基礎用部品とみなし、その直上に配置される建物ユニットの重量や数量等の条件に応じた複数種類の基礎用部品を用意しておき、基礎伏せ図を作成する際に、その直上に配置される建物ユニットの重量や数量に適合した基礎用部品を選定するとともに、基礎伏せ図に記された基礎の各部位に、基礎用部品番号を記載するようにしている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
このような基礎用基礎設計システムでは、予め用意された基礎用部品を組み合わせて基礎を形成するので、ユニット式建物側に、今までにない構造や重量を備えた建物ユニットが設けられる、あるいは、今までにない建物ユニットの組み合わせが存在していると、適合する基礎用部品が用意されていないので、基礎の伏せ図が作成できない。
このため、今までにない構造や重量を備えた新たな建物ユニットや、新たな建物ユニットの組み合わせが発生した際に、新規建物ユニットおよび新規組み合わせによる荷重に適合した、新たな基礎の各部位の構造設計が行える基礎設計システムが要望されている。
【０００５】
本発明の目的は、ユニット式建物の基礎の構造設計が行えるユニット式建物の基礎設計システムを提供することにある。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
本発明は、図面をも参照して説明すると、箱状に形成された建物ユニットが複数組み合わされたユニット式建物の基礎の設計を行うユニット式建物の基礎設計システムであって、前記建物ユニットから前記基礎へ伝達される、前記建物ユニットの柱毎の軸力と、前記ユニット式建物の設計を開始するにあたり必要となる当該ユニット式建物およびその敷地についての基本的なデータとを入力させる入力装置（キーボード3、マウス4）と、前記入力装置から入力された軸力および基本的なデータを用いて前記基礎の構造計算を行う演算装置（ＣＰＵ30）と、前記建物ユニットの種類毎に予め算出しておいた軸力を記憶している記憶装置（ハードディスク装置20）と、前記入力装置による入力で用いる入力画面を表示する表示装置（ディスプレイ5）とを備え、前記基本的なデータは、前記ユニット式建物が建築される地域、前記ユニット式建物の階層数、屋根の種別、バルコニーの有無、ハンガーユニットの有無、および、敷地の耐地力についてのデータを有し、前記演算装置は、前記記憶装置に記憶されていた軸力を前記表示装置に表示させて、前記入力装置で入力させる軸力の変更を促すことを特徴とする。
このような本発明では、建物ユニットの荷重が、当該建物ユニットの各柱から基礎へ伝達されるので、基礎は、建物ユニットの荷重を柱の下端が当接する極小部分で受ける、すなわち点で受けるとみなせるようになる。
このため、建物ユニットの荷重が基礎の所定の点にのみ伝達されるとみなせるので、新規な建物ユニットの荷重および新規に組み合わされた建物ユニットの荷重、すなわち軸力の算定が簡単なモデルに基づいて行えるようになる。
そして、このモデルから、基礎に加わる軸力の算定が容易となるうえ、予め軸力を算出しておくことが可能となり、ユニット式建物の階層数や規模および敷地の地耐力等の基本的なデータと軸力とから、基礎の構造設計が容易かつ迅速に行えるようになる。
【０００７】
また、前記記録装置は、前記建物ユニットの種類毎に予め算出しておいた軸力を記憶している。このため、実際に製造される建物ユニット以外にも、製造可能とみなせる構造および寸法を有する建物ユニットのすべての種類について軸力を算定し、算定した全軸力を建物ユニットの種類毎に記憶装置に記憶しておけば、基礎の構造設計を行うにあたり、軸力の計算が不要となり、基礎の構造設計が容易かつ迅速に行えるようになる。
しかも、軸力を算定した建物ユニットの種類を充分多くしておけば、記憶装置に記憶されていない構造や寸法を有する建物ユニットが新たに加わっても、構造や寸法が近似した建物ユニットが記憶装置に記憶されているので、近似した建物ユニットの軸力を採用して基礎の構造計算が可能となり、記憶装置に記憶されていない建物ユニットの基礎の構造計算についても、容易かつ迅速に行えるようになる。
【０００８】
また、前記基礎が、地中に埋設されたフーチン部と、このフーチン部から上方へ立ち上がる立ち上がり部とを有する布基礎である場合には、前記入力装置は、地震により基礎に加わる水平力を入力させ、前記記憶装置は、前記建物ユニットの種類毎に予め算出しておいた水平力を記憶しており、前記演算装置は、前記入力装置で水平力を入力する際に前記記憶装置に記憶されていた水平力を前記表示装置に表示させることが望ましい。
このようにすれば、地震により生じる水平力で転倒するおそれのある布基礎を設計する場合に、前述の記憶装置に記憶されている軸力と同様に、製造可能とみなせる構造および寸法を有する建物ユニットのすべての種類について水平力を算定しておけば、地震により生じる水平力で転倒しない布基礎について、その構造計算が容易かつ迅速に行えるようになる。
【０００９】
さらに、前記演算装置は、前記基礎の縦断面形状、内部の配筋および各部の寸法に関するデータを前記入力装置で入力させ、前記入力装置から入力された前記基礎の縦断面形状、内部の配筋および各部の寸法に関するデータにより特定される基礎の強度計算を行うことが好ましい。
このようにすれば、建物ユニットは、種類が異なっていても基本的構造は共通なので、演算装置で構造計算を行うのに必要なデータは、所定の範囲内に収まり、建物ユニットの寸法に応じてデータ入力が行えるように、入力項目が整理された所定のフォーマットを設定できる。
そして、このように設定されたフォーマットに基礎の縦断面形状、内部の配筋および各部の寸法に関するデータを入力するようにすれば、入力時における誤操作や入力すべきデータの入力忘れ等が少なくなり、演算装置で構造計算を行うにあたり、誤操作や入力忘れ等により生じる再計算が少なくなるので、構造計算が容易かつ迅速に行えるようになる。
【００１０】
また、前記記憶装置には、前記基礎の雛形の縦断面形状や各部の寸法に関する雛形基礎データが蓄積されていることが望ましい。
このようにすれば、構造計算の対象となる基礎について、その縦断面形状や各部の寸法に関するデータを入力するにあたり、記憶装置に蓄積されている雛形基礎データの基礎のなかから、構造計算の対象となる基礎と、構造や寸法が近似したものを選択し、その雛形基礎データを初期値として入力し、入力された雛形基礎データの一部を変更することで、構造計算の対象となる基礎の基礎データの入力が行えるようになり、入力の手間が省け、この点からも、その構造計算が容易かつ迅速に行えるようになる。
【００１１】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の一形態を図面に基づいて説明する。
図１には、本実施形態に係る基礎設計システム１の概略構成が示されている。この基礎設計システム１は、箱状に形成された複数の建物ユニットが組み合わされたユニット式建物を設計するためのものである。
基礎設計システム１には、の主要構成要素であるコンピュータ本体２と、キーボード３、マウス４およびディスプレイ５等のマン−マシンインターフェイスと、設計した基礎を印刷するためのプリンタ６とを備えたものとなっている。
コンピュータ本体２は、記憶装置であるハードディスク装置20と、各種の処理を行う演算装置であるＣＰＵ30とを含んで構成されたものである。
【００１２】
このうち、ハードディスク装置20には、ユニット式建物の基礎を設計するにあたり、その見本となる基礎の雛形の縦断面形状や各部の寸法に関する雛形基礎データが蓄積された基礎データ蓄積手段21と、建物ユニットの種類毎に予め算出しておいた軸力が記録された軸力参照手段22と、建物ユニットの種類毎に予め算出しておいた水平力が記録された水平力参照手段23とが設けられている。
ここで、予め算定される軸力としては、建物ユニットの重量により発生する鉛直荷重であって、長期間絶え間なく基礎に加わる長期軸力と、地震によって発生する鉛直荷重であって、基礎に瞬間的に加わる短期軸力とが採用されている。
予め算定される水平力としては、地震によって発生する水平荷重であって、基礎に瞬間的に加わる水平力が採用されている。
【００１３】
そして、基礎データ蓄積手段21には、実際に製造される建物ユニットに対応した基礎に基づいた雛形だけでなく、実際には製造されていないが製造可能とみなせる建物ユニットに対応した基礎に基づく雛形についても雛形基礎データが蓄積されている。
軸力参照手段22には、実際に製造される建物ユニットだけでなく、製造可能とみなせる構造および寸法を有する建物ユニットのすべての種類について算定された軸力が建物ユニットの種類毎に蓄積されている。
水平力参照手段23には、実際に製造される建物ユニットだけでなく、製造可能とみなせる構造および寸法を有する建物ユニットのすべての種類について算定された水平力が建物ユニットの種類毎に蓄積されている。
【００１４】
ＣＰＵ30は、各種のソフトウェアがインストールされ、これらのソフトウェアを並列処理するマルチタスク機能を有するものである。
ＣＰＵ30には、ソフトウェアにより、基礎設計における基本的なデータを入力するための基本データ入力手段31と、設計対象となる基礎の縦断面形状、内部の配筋および各部の寸法に関するデータを入力するための基礎形状入力手段32と、建物ユニットから基礎へ伝達される軸力を入力するための軸力入力手段33と、基礎に加わる水平力を入力するための水平力入力手段34と、基礎形状入力手段32で入力されたデータにより特定される基礎の強度計算を行う基礎構造計算手段35と、ハードディスク装置20との間のデータの入出力を制御する情報制御手段36とが設けられている。
【００１５】
基本データ入力手段31は、ユニット式建物の基礎設計を開始するにあたり必要となる当該ユニット式建物およびその敷地についての基本的なデータを、設計者であるオペレータに入力させるものである。
この基本データ入力手段31により、ユニット式建物が建築される地域、ユニット式建物の階層数、屋根の種別、バルコニーの有無、ハンガーユニットの有無、および、敷地の耐地力についてのデータが基本的なデータとして入力されるようになっている。
また、基本データ入力手段31は、基本的なデータ以外に、基礎を形成するコンクリートの内部に設けられる配力筋やあばら筋（スターラップ）等の鉄筋に関するデータもオペレータに入力させるようになっている。
【００１６】
基礎形状入力手段32は、ディスプレイ５に基礎の断面図を表示させ、表示された断面図の各部の寸法等のデータをオペレータに入力させるものである。
ここで、基礎が布基礎の場合、布基礎の各部位、すなわち、ユニット式建物の外周部分に配置されるとともに、その妻方向に沿った側基礎と、同じく外周部に配置されるとともに、その桁方向に沿った側桁基礎と、対向する一対の側桁基礎の中間部分を連結する中基礎とでは、ユニット式建物から受ける重力荷重の大きさが互いに異なるので、フーチン部の幅が相違している。
側基礎は、建物ユニットの荷重を直接支持するものであるので、その上に載せられる建物ユニットの寸法により、フーチン部の幅が相違している。
中基礎は、長辺方向に配列された二つの建物ユニットの短辺部分が載置され、これらの建物ユニットの荷重を直接支持するものであるので、その上に載せられる建物ユニットの寸法により、フーチン部の幅が相違している。
基礎形状入力手段32は、側基礎に支持させる建物ユニットの寸法を入力させるとともに、中基礎に支持させる二つの建物ユニットの寸法を入力させるようになっている。
【００１７】
また、基礎形状入力手段32は、基本データ入力手段31により入力された基本的なデータに基づき、基礎データ蓄積手段21から、構造計算の対象となる基礎に近似する、雛形基礎の縦断面形状や各部の寸法に関するデータを検索し、初期値として入力し、そして、ディスプレイ５に表示させる機能を有している。
基礎形状入力手段32によってディスプレイ５に表示される雛形基礎データは、一部または全部がオペレータにより変更可能となっている。
【００１８】
軸力入力手段33は、建物ユニットの四隅に配置された各柱から基礎へ伝達される軸力を個別に入力させるものであり、柱毎に軸力をオペレータに設定入力させるようになっている。
ここで、軸力入力手段33は、軸力参照手段22に蓄積された軸力をディスプレイ５に表示し、ディスプレイ５に表示された軸力をオペレータに参照させるとともに、そのなかから適切な軸力を選択させることにより、軸力の入力を行うようになっている。
【００１９】
水平力入力手段34は、建物ユニットの四隅に配置された各柱から基礎の側基礎および中基礎に伝達される水平力を個別に入力させるものであり、側基礎および中基礎の上に立設された柱毎に軸力をオペレータに設定入力させるようになっている。
ここで、水平力入力手段34は、水平力参照手段23に蓄積された水平力をディスプレイ５に表示し、ディスプレイ５に表示された水平力をオペレータに参照させるとともに、そのなかから適切な軸力を選択させることにより、水平力の入力を行うようになっている。
【００２０】
基礎構造計算手段35は、基本データ入力手段31および基礎形状入力手段32で入力されたデータにより布基礎を生成し、生成された布基礎が軸力入力手段33および水平力入力手段34によりデータが入力された軸力および水平力に耐えうるか否かを判定するための構造計算を行うものである。
【００２１】
情報制御手段36は、基本データ入力手段31および基礎形状入力手段32と、軸力入力手段33および水平力入力手段34との間、あるいは、基本データ入力手段31および基礎形状入力手段32と、基礎構造計算手段35との間で行われるデータの配送を制御するものである。
【００２２】
次に、本実施形態の基礎設計システム１を利用した基礎の設計作業を、ディスプレイ５に表示される入力画面とともに説明する。
まず、基礎設計システム１を起動すると、ディスプレイ５には、設計すべき基礎の種類、すなわち、布基礎およびべた基礎の一方を選択するための図示しない選択画面が表示される。
この選択画面で、布基礎を選択すると、ディスプレイ５には、布基礎用の入力画面S100が表示される。
入力画面S100は、図２に示されるように、設計条件入力画面S101、基礎形状入力画面S102、柱軸力入力画面S103、側基礎入力画面S104および中基礎入力画面S105の五枚の画面の表示が、タグ100Aのクリックにより瞬時に切換可能となったものである。
【００２３】
ここで、設計条件入力画面S101を選択すると、図２の如く、設計対象となる基礎の上に構築されるユニット式建物に関する基本的なデータ等の入力を行う画面が表示される。
すなわち、図２において、設計条件入力画面S101には、ユニット式建物に関するデータを入力するための設計条件入力エリア101Aと、基礎を構成する鉄筋コンクリートの強度等に関するデータを入力するためのＲＣ強度等入力エリア101Bと、基礎を構成する鉄筋コンクリート内に設けられる配筋に関するデータを入力するための配筋入力エリア101Cと、配筋のピッチに関するデータを入力するための鉄筋ピッチ入力エリア101Dとが設けられている。
【００２４】
このうち、設計条件入力エリア101Aにより、基礎設計における基本的なデータの入力を行う。
設計条件入力エリア101Aには、ユニット式建物が建築される地域、ユニット式建物の階層数、屋根の種別、バルコニーの有無、および、ハンガーユニットの有無のそれぞれを入力するための入力欄101Eが設けられている。これらの入力欄101Eの右側には、三角の図形が設けられ、この三角の図形をクリックすると、それぞれの入力欄における選択可能な項目が複数表示される。
オペレータは、設計条件入力エリア101Aの各入力欄101Eの三角図形をクリックし、選択可能な項目を表示させ、これらの項目の中から適当なものを選択することにより、ユニット式建物に関する基本的なデータを入力する。
【００２５】
そして、ＲＣ強度等入力エリア101Bにより、基礎の鉄筋コンクリートに関するデータの入力を行う。
ＲＣ強度等入力エリア101Bには、基礎を構成する鉄筋コンクリートの強度等を数値入力する入力欄の他に、基礎設計における基本的なデータである、敷地の耐地力についてのデータを数値入力するための入力欄101Fが設けられいる。
オペレータは、ＲＣ強度等入力エリア101Bに対し、鉄筋コンクリートの強度等のデータ入力を行う際に、敷地の耐地力をも入力欄101Fに入力する。
【００２６】
また、配筋入力エリア101Cにより、基礎の配筋に関するデータを入力する。
配筋入力エリア101Cには、地中梁、スターラップ、ベース筋および配力筋の種類をそれぞれ入力する入力欄101Gが設けられている。これらの入力欄101Gの右側には、三角の図形が設けられ、この三角の図形をクリックすると、それぞれの入力欄における選択可能な項目が複数表示される。
オペレータは、配筋入力エリア101Cの各入力欄101Gの三角図形をクリックし、選択可能な項目を表示させ、これらの項目の中から適当なものを選択することにより、配筋に関するデータを入力する。
【００２７】
さらに、鉄筋ピッチ入力エリア101Dにより、鉄筋ピッチに関するデータを入力する。
配筋入力エリア101Cには、スターラップおよびベース筋のピッチなどを数値入力する入力欄が設けられている。
オペレータは、配筋入力エリア101Cの各入力欄に適当な数値を入力することにより、鉄筋のピッチに関するデータを入力する。
【００２８】
次に、基礎形状入力画面S102を選択すると、図３に示されるように、基礎の断面図を参照しながら、基礎の各部の寸法を入力するための画面に切り替わる。
すなわち、図３において、基礎形状入力画面S102には、布基礎の各部位である側基礎、側桁基礎および中基礎の各々に共通の寸法を設定・入力する共通パラメータ入力エリア102Aと、側基礎の幅寸法を設定・入力する側基礎幅入力エリア102Bと、側桁基礎の幅寸法を設定・入力する側桁基礎幅入力エリア102Cと、中基礎の幅寸法を設定・入力する中基礎幅入力エリア102Dと、基礎の断面図を表示するための断面図表示エリア102Eとが設けられている。
【００２９】
これらのうち、共通パラメータ入力エリア102Aには、断面図表示エリア102Eに示される各寸法を入力するための入力欄が設けられている。
側基礎幅入力エリア102Bには、側基礎の幅寸法を入力するための入力欄102Fが複数設けられている。側基礎には、その桁方向寸法が異なる複数種類の建物ユニットが載置されることが想定されているので、側基礎幅入力エリア102Bの入力欄102Fは、建物ユニットの異なる桁方向寸法毎に設けられている。具体的にいえば、入力欄102Fは、建物ユニットの桁方向寸法である２．５Ｍ（モジュール），３Ｍ，４Ｍ，５Ｍおよび６Ｍに対応して５箇所設けられている。
また、側基礎幅入力エリア102Bには、構造計算を行うか否かを指示するためのチェック入力欄102Gが入力欄102Fに対応して設けられている。構造計算が必要となる側基礎である場合には、チェック入力欄102Gをクリックしてチェックが表示された状態にする。
【００３０】
側桁基礎幅入力エリア102Cには、側桁基礎の幅寸法を入力するための入力欄が設けられている。ここで、側桁基礎には、原則的に建物ユニットの荷重を支持させないので、上方に設けられる建物ユニットの寸法によらず、一つの幅寸法を入力すればよいので、側桁基礎幅入力エリア102Cの入力欄は一つで充分である。
【００３１】
中基礎幅入力エリア102Dには、中基礎の幅寸法を入力するための入力欄102Hが複数設けられている。ここで、中基礎には、二つの建物ユニットが載置され、これらの建物ユニットの各々は、その桁方向寸法が異なる複数種類のものが想定されているので、側基礎幅入力エリア102Bの入力欄102Hは、二つの建物ユニットの桁方向寸法が異なる組み合わせ毎に設けられている。具体的にいえば、中基礎幅入力エリア102Dの入力欄102Hは、桁方向寸法がそれぞれ２．５Ｍ，３Ｍ，４Ｍ，５Ｍおよび６Ｍとされた５種類の建物ユニットを二つ組み合わせた組合わせに対応して設けられている。
中基礎幅入力エリア102Dには、側基礎幅入力エリア102Bと同様に、構造計算を行うか否かを指示するためのチェック入力欄102Iが入力欄102Hに対応して設けられている。構造計算が必要となる側基礎である場合には、オペレータは、チェック入力欄102Hをクリックしてチェックが表示された状態にする。
【００３２】
そして、基礎形状入力画面S102の各入力欄には、予め、基礎データ蓄積手段21から抽出された雛形基礎データが、初期値として入力・表示されている。これらの初期値の一部または全部をオペレータが変更することで、基礎各部の寸法入力を行う。
【００３３】
続いて、柱軸力入力画面S103を選択すると、図４に示されるように、基礎の伏せ図を参照しながら、基礎の各部に加わる軸力を入力するための画面に切り替わる。
すなわち、図４において、柱軸力入力画面S103には、布基礎の伏せ図を表示するための伏せ図表示エリア103Aと、伏せ図表示エリア103Aの伏せ図に示された布基礎の各部位Ａ〜Ｆに加わる軸力を入力するための軸力入力エリア103Bと、布基礎に載置される建物ユニットの妻方向寸法を設定・入力するための入力欄103Cとが設けられている。
ここで、軸力入力エリア103Bには、軸力を入力するためのマトリクス表が設けられている。このマトリクス表は、載置される建物ユニットの桁方向寸法毎に設けられた縦入力欄と、布基礎の各部位Ａ〜Ｆ毎に設けられた横入力欄とを備えている。
【００３４】
建物ユニットの妻方向寸法を設定・入力するための入力欄103Cの右側には、三角の図形が設けられ、この三角の図形をクリックすると、選択可能な妻方向寸法が複数表示される。
そして、柱軸力入力画面S103の各入力欄には、予め、軸力参照手段22から抽出された軸力が、初期値として入力・表示されている。これらの初期値は、一部または全部が変更可能となっている。
オペレータは、軸力参照手段22により表示される軸力表（図示略）を参照しながら、柱軸力入力画面S103に表示された初期値の一部または全部を必要に応じて変更することで、軸力入力を行う。
【００３５】
そして、側基礎入力画面S104を選択すると、図５に示されるように、側基礎の伏せ図を参照しながら、地震により側基礎に加わる外力である水平力および軸力を入力するための画面に切り替わる。
すなわち、図５において、柱軸力入力画面S103には、側基礎の伏せ図を表示するための伏せ図表示エリア104Aと、伏せ図表示エリア104Aの伏せ図に示された側基礎の中間部Ｃ、Ｅに加わる水平力および軸力を入力するための外力入力エリア104Bと、側基礎に載置される建物ユニットの数、換言すると、建物ユニットの短辺方向（ユニット式建物の妻方向）に配列される建物ユニットの数を、入力するための入力欄104Cと、外力の方向を説明するための断面図を示す断面図表示エリア104Dとが設けられている。
【００３６】
ここで、外力入力エリア104Bには、外力を入力するためのマトリクス表が設けられている。このマトリクス表は、載置される建物ユニットの桁方向寸法毎に設けられた縦入力欄と、布基礎の各部位Ｃ、Ｅに加わる水平力および軸力毎に設けられた横入力欄とを備えている。
なお、軸力として、部位Ｃに加わる圧縮力NO21、部位Ｅに加わる圧縮力NO22，部位Ｃに加わる張力NE11および部位Ｅに加わる張力NE12が入力される。
また、水平力として、部位Ｃに加わる水平力Ｐ11および部位Ｅに加わる水平力Ｐ12が入力される。
建物ユニットの数を設定・入力するための入力欄104Cの右側には、三角の図形が設けられ、この三角の図形をクリックすると、選択可能な数値が複数表示される。
【００３７】
そして、側基礎入力画面S104の各入力欄には、予め、軸力参照手段22から抽出された軸力と、水平力参照手段23から抽出された水平力とが、初期値として入力・表示され、これらの初期値は、一部または全部が変更可能となっている。
オペレータは、軸力参照手段22により表示される軸力表（図示略）または水平力参照手段23により表示される水平力表（図示略）を参照しながら、側基礎入力画面S104に表示された初期値の一部または全部を必要に応じて変更することで、外力入力を行う。
【００３８】
また、中基礎入力画面S105を選択すると、地震により中基礎に加わる外力である水平力および軸力を入力するための画面に切り替わる。この中基礎入力画面S105は、側基礎入力画面S104とほぼ同一のレイアウトを備え、その入力操作の要領についても側基礎入力画面S104とほぼ同一に行うものとなっているので、その説明を省略する。
【００３９】
これらの入力画面S101〜S105で必要なデータについての入力がすべて完了したら、基礎構造計算手段35を起動し、設計条件入力画面S101および基礎形状入力画面S102で入力したデータに基づいて生成した布基礎の構造計算を行い、当該布基礎に充分な強度がある場合には、図６に示されるように、布基礎について詳細な仕様が示された基礎断面リスト106が自動的に作成される。
また、生成した布基礎に充分な強度がない場合には、その旨の表示がなされ、オペレータは、強度不足の原因を把握した後、設計条件入力画面S101および基礎形状入力画面S102により、データ入力をやり直す。
【００４０】
一方、前述の選択画面で、べた基礎を選択すると、ディスプレイ５には、べた基礎用の入力画面S200が表示される。
入力画面S200は、図７に示されるように、設計条件入力画面S201、基礎形状入力画面S202および柱軸力入力画面S203の三枚の画面の表示が、タグ200Aのクリックにより瞬時に切換可能となったものである。
ここで、設計条件入力画面S201を選択すると、図７の如く、設計対象となる基礎の上に構築されるユニット式建物に関する基本的なデータ等の入力を行う画面が表示される。
すなわち、図２において、設計条件入力画面S201には、ユニット式建物に関するデータを入力するための設計条件入力エリア201Aと、基礎を構成する鉄筋コンクリートの強度等に関するデータを入力するためのＲＣ強度等入力エリア201Bと、基礎を構成する鉄筋コンクリート内に設けられる配筋に関するデータを入力するための配筋入力エリア201Cと、配筋のピッチに関するデータを入力するための鉄筋ピッチ入力エリア201Dとが設けられている。
【００４１】
このうち、設計条件入力エリア201Aにより、基礎設計における基本的なデータの入力を行い、ＲＣ強度等入力エリア201Bにより、基礎の鉄筋コンクリートに関するデータの入力を行う。
設計条件入力エリア201AおよびＲＣ強度等入力エリア201Bは、前述の設計条件入力エリア101Aと同様のレイアウトを備え、同様の入力操作を行うためのものなので、詳細な説明は省略する。
【００４２】
また、配筋入力エリア201Cにより、基礎の配筋に関するデータを入力する。
配筋入力エリア201Cには、地中梁、スターラップおよびスラブ筋の種類をそれぞれ入力する入力欄201Gが設けられている。これらの入力欄201Gの右側には、三角の図形が設けられ、この三角の図形をクリックすると、それぞれの入力欄における選択可能な項目が複数表示される。
オペレータは、配筋入力エリア201Cの各入力欄201Gの三角図形をクリックし、選択可能な項目を表示させ、これらの項目の中から適当なものを選択することにより、配筋に関するデータを入力する。
【００４３】
さらに、鉄筋ピッチ入力エリア201Dにより、鉄筋ピッチに関するデータを入力する。
配筋入力エリア201Cには、スターラップおよびスラブ筋のピッチなどを数値入力する入力欄が設けられている。
オペレータは、配筋入力エリア201Cの各入力欄に適当な数値を入力することにより、鉄筋のピッチに関するデータを入力する。
【００４４】
次に、基礎形状入力画面S202を選択すると、図８に示されるように、基礎の断面図および基礎伏せ図を参照しながら、基礎の各部の寸法を入力するための画面に切り替わる。
すなわち、図８において、基礎形状入力画面S202には、建物ユニットの寸法によらず値が同じとなる、べた基礎の共通寸法を設定・入力する共通パラメータ入力エリア202Aと、建物ユニットの寸法によって値が異なる、べた基礎の長辺方向のはね出し寸法を設定・入力する長辺方向のはね出し入力エリア202Bと、同様に建物ユニットの寸法によって値が異なる、べた基礎の短辺方向のはね出し寸法を設定・入力する短辺方向のはね出し入力エリア202Cと、基礎の断面図を表示するための断面図表示エリア202Dと、基礎伏せ図を表示するための伏せ図表示エリア202Eとが設けられている。
【００４５】
これらのうち、共通パラメータ入力エリア202Aには、断面図表示エリア202Dあるいは伏せ図表示エリア202Eに示される各寸法を入力するための入力欄が設けられている。
はね出し入力エリア202Bには、長辺方向のはね出し寸法を入力するための入力欄202Fが複数設けられている。基礎の周縁部分には、その長辺方向（桁方向）寸法が異なる複数種類の建物ユニットが載置されることが想定されているので、はね出し入力エリア202Bの入力欄202Fは、建物ユニットの異なる長辺方向寸法毎に設けられている。具体的にいえば、入力欄202Fは、建物ユニットの長辺方向寸法である２．５Ｍ（モジュール），３Ｍ，４Ｍ，５Ｍおよび６Ｍに対応して５箇所設けられている。
【００４６】
はね出し入力エリア202Cには、短辺方向のはね出し寸法を入力するための入力欄202Gが複数設けられている。はね出し入力エリア202Bと同様に、基礎の周縁部分には、その長辺方向（桁方向）寸法が異なる複数種類の建物ユニットが載置されることが想定されているので、はね出し入力エリア202Cの入力欄202Gは、建物ユニットの異なる長辺方向寸法毎に設けられている。具体的にいえば、入力欄202Gは、建物ユニットの長辺方向寸法である２．５Ｍ（モジュール），３Ｍ，４Ｍ，５Ｍおよび６Ｍに対応して５箇所設けられている。
そして、基礎形状入力画面S202の各入力欄には、予め、基礎データ蓄積手段21から抽出された雛形基礎データが、初期値として入力・表示されている。これらの初期値の一部または全部をオペレータが変更することで、基礎各部の寸法入力を行う。
【００４７】
続いて、柱軸力入力画面S203を選択すると、図９に示されるように、基礎の伏せ図を参照しながら、基礎の各部に加わる軸力およびべた基礎に加わる付加重量を入力するための画面に切り替わる。
すなわち、図９において、柱軸力入力画面S203には、布基礎の伏せ図を表示するための伏せ図表示エリア203Aと、伏せ図表示エリア203Aの伏せ図に示された布基礎の各部位Ａ〜Ｆに加わる軸力および建物ユニットＧ、Ｈによる付加重量を入力するための荷重入力エリア203Bと、基礎に載置される建物ユニットの妻方向寸法を設定・入力するための入力欄203Cとが設けられている。
ここで、荷重入力エリア203Bには、軸力および付加重量を入力するためのマトリクス表が設けられている。このマトリクス表は、載置される建物ユニットの桁方向寸法毎に設けられた縦入力欄と、布基礎の各部位Ａ〜Ｆ毎および建物ユニットＧ、Ｈ毎に設けられた横入力欄とを備えている。
【００４８】
建物ユニットの妻方向寸法を設定・入力するための入力欄203Cの右側には、三角の図形が設けられ、この三角の図形をクリックすると、選択可能な妻方向寸法が複数表示される。
そして、柱軸力入力画面S203の各入力欄には、予め、軸力参照手段22から抽出された軸力が、初期値として入力・表示されている。これらの初期値は、一部または全部が変更可能となっている。
オペレータは、軸力参照手段22により表示される軸力表（図示略）を参照しながら、柱軸力入力画面S203に表示された初期値の一部または全部を必要に応じて変更することで、軸力入力を行う。
【００４９】
これらの入力画面S201〜S203で必要なデータについての入力がすべて完了したら、基礎構造計算手段35を起動し、設計条件入力画面S201および基礎形状入力画面S202で入力したデータに基づいて生成した布基礎の構造計算を行い、当該布基礎に充分な強度がある場合には、べた基礎について詳細な仕様が示された基礎断面リスト（図示略）が自動的に作成される。
また、生成したべた基礎に充分な強度がない場合には、その旨の表示がなされ、オペレータは、強度不足の原因を把握した後、設計条件入力画面S201および基礎形状入力画面S202により、データ入力をやり直す。
【００５０】
前述のような本実施形態によれば、次のような効果がある。
すなわち、建物ユニットから前記基礎へ伝達される軸力を入力するための軸力入力手段33と、ユニット式建物の設計を開始するにあたり必要となる当該ユニット式建物およびその敷地についての基本的なデータを入力するための基本データ入力手段31と設け、建物ユニットの荷重が、柱の下端から基礎の極小部分に伝達されるモデルに基づいて軸力の算定を行うようにしたので、基礎に加わる軸力の算定が容易となるうえ、予め軸力を算出しておくことが可能となり、ユニット式建物の階層数や規模および敷地の地耐力等の基本的なデータと軸力とから、基礎の構造設計を容易かつ迅速に行うことができる。
【００５１】
また、建物ユニットの種類毎に予め算出しておいた軸力が記録され、軸力入力手段33で軸力を入力する際に軸力の値が参照可能となった軸力参照手段22を設け、軸力参照手段22に、実際に製造される建物ユニット以外にも、製造可能とみなせる構造および寸法を有する建物ユニットのすべての種類についての軸力を記録しておいたので、基礎の構造設計を行うにあたり、軸力の計算が不要となり、この点からも、基礎の構造設計を容易かつ迅速に行うことができる。
しかも、軸力参照手段22には、軸力を算定した建物ユニットの種類を充分多くしておけるので、軸力参照手段22に記録されていない構造や寸法を有する建物ユニットが新たに加わっても、構造や寸法が近似した建物ユニットが軸力参照手段22に記録されているので、近似した建物ユニットの軸力の採用して基礎の構造計算が可能となり、軸力参照手段に記録されていない建物ユニットの基礎の構造計算についても、容易かつ迅速に行うことができる。
【００５２】
さらに、地震により布基礎に加わる水平力を入力するための水平力入力手段34と、建物ユニットの種類毎に予め算出しておいた水平力が記録され、水平力入力手段34で水平力を入力する際に水平力の値が参照可能となった水平力参照手段23とを設けたので、地震により生じる水平力で転倒するおそれのある布基礎を設計する場合に、軸力参照手段22と同様に、製造可能とみなせる構造および寸法を有する建物ユニットのすべての種類について水平力を算定しておけば、地震により生じる水平力で転倒しない布基礎について、その構造計算が容易かつ迅速に行えるようになる。
【００５３】
また、基礎の縦断面形状、内部の配筋および各部の寸法に関するデータを入力する基礎形状入力手段32と、この基礎形状入力手段で入力されたデータにより特定される基礎の構造計算を行う基礎構造計算手段35とを設け、入力項目が整理された所定のフォーマットとなった入力画面S102, S202を基礎形状入力手段32に設定したので、入力時における誤操作や入力すべきデータの入力忘れ等が少なくなり、構造計算において、誤操作や入力忘れ等により生じる再計算が少なくなるので、構造計算を容易かつ迅速に行うことができる。
【００５４】
さらに、基礎の雛形の縦断面形状や各部の寸法に関する雛形基礎データが蓄積された基礎データ蓄積手段21を設け、構造計算の対象となる基礎について、その縦断面形状や各部の寸法に関するデータを入力するにあたり、基礎データ蓄積手段21に、雛形基礎データが蓄積されている基礎のなかから、構造計算の対象となる基礎と、構造や寸法が近似したものを選択し、その雛形基礎データを初期値として入力し、入力された雛形基礎データの一部を変更ようにしたので、構造計算の対象となる基礎の基礎データの入力が行えるようになり、入力の手間が省け、この点からも、その構造計算を容易かつ迅速に行うことができる。
【００５５】
以上、本発明について好適な実施形態を挙げて説明したが、本発明は、この実施形態に限られるものでなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲において種々の改良並びに設計の変更が可能である。
例えば、軸力参照手段および水平力参照手段としては、ハードディスク装置等の記憶手段に電子的なデータとして記録されているものに限らず、紙面に記録されたものでもよく、要するに、軸力や水平力をシステムに入力する際に、軸力や水平力の値を参照できるものであればよい。を
【００５６】
【発明の効果】
本発明の請求項１に記載の発明によれば、予め基礎に加わる軸力を算出しておくことにより、基礎設計時に、軸力の算定作業が不要となり、軸力の入力作業が容易に行え、算出しておいた軸力と、ユニット式建物の階層数や規模および敷地の地耐力等の基本的なデータとから、基礎の構造設計を容易かつ迅速に行うことができる。
【００５７】
本発明の請求項１に記載の発明によれば、実際に製造される建物ユニット以外にも、製造可能とみなせる構造および寸法を有する建物ユニットのすべての種類について算定した全軸力を建物ユニットの種類毎に、記憶装置に記憶しておけば、基礎の構造設計を行うにあたり、軸力の計算が不要となり、基礎の構造設計を容易かつ迅速に行うことができる。
しかも、軸力を算定した建物ユニットの種類を充分多くしておけば、記憶装置に記憶されていない構造や寸法を有する建物ユニットが新たに加わっても、構造や寸法が近似した建物ユニットが記憶装置に記憶されているので、近似した建物ユニットの軸力を採用して基礎の構造計算が可能となり、記憶装置に記憶されていない建物ユニットの基礎の構造計算についても、容易かつ迅速に行うことができる。
【００５８】
本発明の請求項２に記載の発明によれば、地震により生じる水平力で転倒するおそれのある布基礎を設計する場合に、製造可能とみなせる構造および寸法を有する建物ユニットのすべての種類について水平力を算定しておけば、基礎設計時に、水平力の算定が不要となり、布基礎についても、その構造計算を容易かつ迅速に行うことができる。
【００５９】
本発明の請求項３に記載の発明によれば、建物ユニットは、種類が異なっていても基本的構造は共通なので、演算装置で構造計算を行うのに必要なデータは、入力項目が整理された所定のフォーマットで入力可能となり、これにより、入力時における誤操作や入力すべきデータの入力忘れ等が少なくなり、演算装置で構造計算を行うにあたり、誤操作や入力忘れ等により生じる再計算が少なくなるので、構造計算を容易かつ迅速に行うことができる。
【００６０】
本発明の請求項４に記載の発明によれば、構造計算の対象となる基礎について、その縦断面形状や各部の寸法に関するデータを入力するにあたり、記憶装置に、蓄積された雛形基礎のなかから、構造計算の対象となる基礎と、構造や寸法が近似したものを選択し、その雛形基礎データを初期値として入力し、入力された雛形基礎データの一部を変更することが可能となるので、入力の手間が省け、この点からも、その構造計算が容易かつ迅速に行えるようになる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施形態に係る基礎設計システムを示すブロック図である。
【図２】前記実施形態の設計条件入力画面を示す図である。
【図３】前記実施形態の基礎形状入力画面を示す図である。
【図４】前記実施形態の柱軸力入力画面を示す図である。
【図５】前記実施形態の側基礎入力画面を示す図である。
【図６】前記実施形態の基礎断面リストを示す図である。
【図７】前記実施形態の異なる設計条件入力画面を示す図である。
【図８】前記実施形態の異なる基礎形状入力画面を示す図である。
【図９】前記実施形態の異なる柱軸力入力画面を示す図である。
【図１０】本発明に係る建物ユニットの骨組みを示す斜視図である。
【符号の説明】
１ 基礎設計システム
21 基礎データ蓄積手段
22 軸力参照手段
23 水平力参照手段
31 基本データ入力手段
32 基礎形状入力手段
33 軸力入力手段
34 水平力入力手段
35 基礎構造計算手段

Claims (4)

1. 箱状に形成された建物ユニットが複数組み合わされたユニット式建物の基礎の設計を行うユニット式建物の基礎設計システムであって、
   前記建物ユニットから前記基礎へ伝達される、前記建物ユニットの柱毎の軸力と、前記ユニット式建物の設計を開始するにあたり必要となる当該ユニット式建物およびその敷地についての基本的なデータとを入力させる入力装置と、
   前記入力装置から入力された軸力および基本的なデータを用いて前記基礎の構造計算を行う演算装置と、
   前記建物ユニットの種類毎に予め算出しておいた軸力を記憶している記憶装置と、
   前記入力装置による入力で用いる入力画面を表示する表示装置とを備え、
   前記基本的なデータは、前記ユニット式建物が建築される地域、前記ユニット式建物の階層数、屋根の種別、バルコニーの有無、ハンガーユニットの有無、および、敷地の耐地力についてのデータを有し、
   前記演算装置は、前記記憶装置に記憶されていた軸力を前記表示装置に表示させて、前記入力装置で入力させる軸力の変更を促す
   ことを特徴とするユニット式建物の基礎設計システム。
2. 請求項１に記載のユニット式建物の基礎設計システムにおいて、
   前記基礎は、地中に埋設されたフーチン部と、このフーチン部から上方へ立ち上がる立ち上がり部とを有する布基礎とされ、
   前記入力装置は、地震により基礎に加わる水平力を入力させ、
   前記記憶装置は、前記建物ユニットの種類毎に予め算出しておいた水平力を記憶しており、
   前記演算装置は、前記入力装置で水平力を入力する際に前記記憶装置に記憶されていた水平力を前記表示装置に表示させる
   ことを特徴とするユニット式建物の基礎設計システム。
3. 請求項１または請求項２に記載のユニット式建物の基礎設計システムにおいて、
   前記演算装置は、
   前記基礎の縦断面形状、内部の配筋および各部の寸法に関するデータを前記入力装置で入力させ、
   前記入力装置から入力された前記基礎の縦断面形状、内部の配筋および各部の寸法に関するデータにより特定される基礎の強度計算を行う
   ことを特徴とするユニット式建物の基礎設計システム。
4. 請求項１ないし請求項３のいずれかに記載のユニット式建物の基礎設計システムにおいて、
   前記記憶装置には、前記基礎の雛形の縦断面形状や各部の寸法に関する雛形基礎データが蓄積されている
   ことを特徴とするユニット式建物の基礎設計システム。

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