JP6228495B2 - Structure design apparatus, structure design method, structure design program, and recording medium therefor - Google Patents

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Description

本発明は、建物の構造材の選択を可能な限り自動化する構造設計装置と構造設計方法と構造設計プログラム及びその記録媒体に関する。   The present invention relates to a structural design apparatus, a structural design method, a structural design program, and a recording medium for automating the selection of building structural materials as much as possible.

注文住宅を建てる場合には、施主の希望する間取りを決定し、主要な構造部材の配置を決める。その結果について構造計算をして評価する処理を、コンピュータにより自動化する様々な技術が開発されている。また、構造材を自動的に選択して設計者を支援する技術も開発されている。     When building a custom-built house, the floor plan desired by the owner is determined and the arrangement of the main structural members is determined. Various techniques have been developed to automate the process of calculating and evaluating the result by a computer. In addition, a technology for automatically selecting a structural material and supporting a designer has been developed.

特開2013−41418号公報JP 2013-41418 A 特開2013−11961号公報JP 2013-111961 A 特開2001−188812号公報JP 2001-188812 A

既知の従来の技術には、次のような解決すべき課題があった。
建物の設計を自動化する場合には、例えば、要求される間取りに応じた耐力壁の配置を決め、求められる強度の柱や梁の配置を決めながら屋根や床の構造を決定し、基礎構造を決定していく。これらに使用する構造材を選定するには、必要な強度を持つ構造材の候補を抽出した上で、要求される断面寸法や材料強度等を考慮して最も施工コストの安いものを選択する。
The known prior art has the following problems to be solved.
When automating the design of a building, for example, determine the layout of the load-bearing wall according to the required floor plan, determine the structure of the roof and floor while determining the layout of the required strength columns and beams, and I will decide. In order to select a structural material to be used for these, after extracting a candidate for a structural material having a required strength, a material having the lowest construction cost is selected in consideration of a required cross-sectional dimension, material strength, and the like.

木造軸組工法により施工される住宅の場合には、構造材の接合部を要求される強度の金物で接合することが行われる。その構造材の接合部では、構造材の一部を切り欠いたり金物の形状に合わせて切削したりすることが行われる。このとき、無切削の構造材を組み合わることを前提として行った強度計算の結果と実際との間に差異が生じることがある。その結果、その設計は安全でないという総合判定が出されると設計のやり直しになる。   In the case of a house constructed by the wooden frame construction method, joining of the joint portions of the structural materials is performed with a required strength metal. In the joint portion of the structural material, a part of the structural material is cut out or cut according to the shape of the hardware. At this time, there may be a difference between the result of the strength calculation performed on the assumption that the structural materials without cutting are combined and the actual result. As a result, if a comprehensive judgment is made that the design is not safe, the design will be redone.

また、使用するべき金物の寸法と構造材の寸法とが合致しないことがあり、その場合にも、設計をやり直すことになる。コンピュータを用いて構造材を自動的に選択して、評価をしながら繰り返し再設計をさせて、最適設計を得ることは技術的にみて不可能なことではない。   In addition, the size of the hardware to be used may not match the size of the structural material, and in this case, the design is re-executed. It is not technically impossible to obtain an optimum design by automatically selecting a structural material using a computer and repeatedly performing redesign while evaluating it.

しかしながら、木造軸組工法による住宅の場合、構造材の接合部が多数存在し、その接合構造も多種多様である。一箇所の構造材を変更したとき、他の箇所にも影響が及ぶ。従って、再設計のための繰り返し演算処理時間が膨大になる。しかも、最適設計に到達するまでの計算時間の予測がたたない。   However, in the case of a house using a wooden frame construction method, there are many joint portions of structural materials, and the joint structures are also various. When one structural material is changed, the other parts are affected. Therefore, the repeated calculation processing time for redesign becomes enormous. Moreover, it is difficult to predict the calculation time until the optimum design is reached.

これを防止するために、一般には、自動設計を部分的に行い、そのつどその建物の構造を熟知した設計者による修正と確認を行いながら設計作業を進める方法が採用されてきた。この場合には、熟練した設計者の負担が大きく、生産性の向上が容易でない。また、安全を見越した設計をすることにより、過剰な品質の構造材が選択されてコストが高くなる場合もあった。   In order to prevent this, in general, a method has been adopted in which a part of automatic design is performed, and a design work is performed while correction and confirmation are performed by a designer who is familiar with the structure of the building each time. In this case, the burden on the skilled designer is great, and it is not easy to improve productivity. In addition, by designing for safety, an excessively high quality structural material may be selected, resulting in high costs.

上記の課題を解決するために、本発明は次のような構造設計装置と構造設計方法と構造設計プログラム及びその記録媒体を提供することを目的とする。
(1)建物の構造材の選択をほぼ全自動化し、設計者による確認処理の負担を最小限にする。
(2)木造軸組工法の建物の設計に最適なシステムを提供する。
In order to solve the above problems, an object of the present invention is to provide the following structural design device, structural design method, structural design program, and recording medium therefor.
(1) Almost fully automates the selection of building structural materials, minimizing the burden of confirmation processing by the designer.
(2) To provide an optimal system for designing buildings with wooden frames.

以下の構成はそれぞれ上記の課題を解決するための手段である。   The following configurations are means for solving the above-described problems.

<構成1>
建物の構造設計を自動的に実行する部位毎計算モジュールと、検定計算モジュールと、接合部計算モジュールと構造計算モジュールと構造設計用のデータベースを記憶する記憶装置とを備え、
上記データベースは、構造設計に使用される全ての構造材の諸元を示す構造材データと、その構造材の接合部に採用される可能性のある少なくとも一種の接合部構造を含み、
上記部位毎計算モジュールは、指定された条件に従って建物の部位に使用される構造材の配置を決定し、上記データベースを参照して、上記部位の全ての場所に使用することができる単数または複数の構造材を選択して、選択した構造材に評価を付した候補データを生成する機能を持ち、
上記検定計算モジュールは、部位毎計算モジュールの選択する構造材が、指定された条件を満たしているかどうかを検定して、適合するものを上記候補データに残す機能を持ち、
上記接合部計算モジュールは、上記部位毎計算モジュールが選択した構造材のうち接合部を有するものについて、上記データベースから読み出したデータを比較して、接合部構造が共通するものを上記候補データに残す機能を持ち、
上記構造計算モジュールは、同一の箇所で複数の構造材の候補が選択されている場合に、上記複数の構造材を所定の評価基準でランク付けをするための評価が上記各候補データに付加されたとき、上記部位の全ての場所に対して、上記評価が最高位の構造材を採用する処理が実行された後に、所定の構造計算をして、その構造計算の結果を出力する機能を持つことを特徴とする構造設計装置。
<Configuration 1>
A calculation module for each part that automatically executes structural design of the building, a verification calculation module, a joint calculation module, a structural calculation module, and a storage device that stores a database for structural design;
The database includes structural material data indicating the specifications of all structural materials used in the structural design, and at least one joint structure that may be employed in the joint of the structural material,
The part-by-part calculation module determines the arrangement of the structural material used for the part of the building in accordance with the specified condition, and refers to the database, and can be used for all locations of the part or parts. Select a structural material and have a function to generate candidate data with an evaluation of the selected structural material.
The test calculation module has a function to test whether the structural material selected by the part-by-part calculation module satisfies the specified condition, and to leave a suitable one in the candidate data,
The said junction calculation module compares the data read from the said database about what has a junction among the structural materials selected by the said site | part calculation module, and leaves what has a common junction structure in the said candidate data It has a function
In the structural calculation module, when a plurality of structural material candidates are selected at the same location, an evaluation for ranking the plurality of structural materials according to a predetermined evaluation criterion is added to each candidate data. When a process for adopting the structural material with the highest evaluation is executed for all locations of the part, a predetermined structural calculation is performed and the result of the structural calculation is output. A structural design device characterized by that.

<構成2>
構成1に記載の構造設計装置において、
上記構造計算モジュールは、上記所定の構造計算において、建物全体に対して要求されている全ての条件を満たすかどうかの構造計算を実行し、この計算の結果が不適という判断がでた場合には、該当する部分の構造材を上記の候補データから除外して、上記評価が最高位の構造材を採用した結果を受け入れて再度所定の構造計算を実行することを特徴とする構造設計装置。
<Configuration 2>
In the structural design apparatus described in Configuration 1,
The structural calculation module performs a structural calculation as to whether or not all the required conditions for the entire building are satisfied in the predetermined structural calculation, and if the result of this calculation is determined to be inappropriate, The structural design apparatus, wherein the structural material of the corresponding part is excluded from the candidate data, and the result of adopting the structural material having the highest evaluation is accepted and the predetermined structural calculation is executed again.

<構成3>
構成1または2に記載の構造設計装置において、
上記データベースは、上記構造材の接合部に採用される可能性のある少なくとも一種の接合部構造と、その接合部構造に使用される可能性のある少なくとも一種の金物データとを含み、
上記候補データは、目的とする建物に複数の部位があるとき、それらの部位の全ての場所に使用することが可能な構造材とその接合部構造と金物データとを評価を付して列挙したものであって、
上記接合部計算モジュールは、上記部位の場所毎に選択された構造材のうち、同じ箇所で接合される複数の構造材について、それらの接合部に採用される可能性のある接合部構造と金物とを相互に比較して、接合部構造を示すデータが共通する構造材を候補データに残すことを特徴とする構造設計装置。
<Configuration 3>
In the structural design apparatus according to Configuration 1 or 2,
The database includes at least one type of joint structure that may be employed in the joint of the structural material, and at least one type of hardware data that may be used in the joint structure,
When there are multiple parts in the target building, the candidate data listed the structural materials that can be used in all places of those parts, their joint structures, and hardware data with an evaluation. And
The joint calculation module includes a joint structure and a hardware that may be adopted for a plurality of structural materials to be joined at the same place among the structural materials selected for each location of the part. Are compared with each other, and a structural material having common data indicating the joint structure is left in the candidate data.

<構成4>
構成2に記載の構造設計装置において、
上記構造計算モジュールが上記構造計算の後に出力する処理結果には、全ての部位について使用する構造材と、全ての構造材の接合部構造と金物データと構造計算の結果を含み、
自動的に再度上記所定の構造計算を実行したときは、計算過程を処理結果に含めることを特徴とする構造設計装置。
<Configuration 4>
In the structural design apparatus described in Configuration 2,
The processing results output by the structural calculation module after the structural calculation include structural materials used for all parts, joint structures of all structural materials, hardware data, and structural calculation results.
A structural design apparatus characterized by including a calculation process in a processing result when the predetermined structural calculation is automatically executed again.

<構成5>
構造設計に使用される全ての構造材の種別を示す構造材データと、その構造材の接合部に採用される可能性のある少なくとも一種の接合部構造を含むデータベースを記憶装置に記憶させておき、
コンピュータにより構成されたモジュールの計算処理による、
指定された条件に従って建物の部位に使用される構造材の配置を決定するステップと、
上記データベースを参照して、上記部位の全ての場所に使用することができる単数または複数の構造材を選択して、指定された条件を満たしているかどうかを検定して、適合するものを候補データに残すステップと、
上記候補データに含まれた構造材のうち接合部を有するものについて、上記データベースから読み出したデータを比較して、接合部構造が共通するものを上記候補データに残すステップと、
同一の箇所で複数の構造材の候補が選択されている場合に、上記複数の構造材を所定の評価基準でランク付けをするための評価を付加するステップと、
上記部位の全ての場所に対して、上記評価が最高位の構造材を採用する処理を実行するステップと、
採用された構造材を使用した建物全体に対して要求されている全ての条件を満たすかどうかの構造計算を実行するステップと、
この計算の結果が不適という判断がでた場合には、該当する部分の構造材を上記の候補データから除外して、上記評価が最高位の構造材を採用した結果を受け入れて再度所定の構造計算を実行するステップと、
構造計算の処理結果を出力するステップと、
を含むことを特徴とする構造設計方法。
<Configuration 5>
The storage device stores a database containing structural material data indicating the types of all structural materials used in the structural design and at least one type of joint structure that may be employed in the joint of the structural material. ,
By calculation processing of modules configured by computers,
Determining the placement of structural materials used in the building site according to specified conditions;
Referring to the above database, select one or more structural materials that can be used in all locations of the above part, test whether the specified conditions are met, and find the candidate data that matches Step to leave and
Comparing the data read from the database for the structural materials included in the candidate data, and leaving the common joint structure in the candidate data,
A step of adding an evaluation for ranking the plurality of structural materials according to a predetermined evaluation criterion when a plurality of structural material candidates are selected at the same location;
Executing the process of adopting the structural material having the highest evaluation for all the locations of the part; and
Performing a structural calculation of whether all required conditions are met for the entire building using the adopted structural material; and
If it is judged that the result of this calculation is inappropriate, the structural material of the corresponding part is excluded from the candidate data, and the result of adopting the structural material with the highest evaluation is accepted and the predetermined structure is again obtained. Performing a calculation;
A step of outputting the result of the structural calculation;
A structural design method comprising:

<構成6>
コンピュータを、構成1に記載の構造設計装置として機能させる構造設計プログラム。
<Configuration 6>
A structural design program that causes a computer to function as the structural design device described in Configuration 1.

<構成7>
構成6に記載の構造設計プログラムを記録したコンピュータで読み取り可能な記録媒体。
<Configuration 7>
A computer-readable recording medium on which the structural design program according to Configuration 6 is recorded.

<構成1の効果>
データベースを参照して、上記部位の全ての場所に使用することができる単数または複数の構造材を選択し、接合部構造を考慮した構造材に評価を付した候補データを生成するので、接合部構造が適合しないために計算を始めからやり直す処理を防止することができる。
<構成2の効果>
構造計算をした結果、一部の構造材の強度不足等が判明したとき、候補データに含まれた次候補の構造材に切り替えて再計算をするので、速やかに再計算ができ、繰り返し演算処理の時間を短縮できる。
<構成3の効果>
建物の各部に使用する全ての構造材を、共通のデータベースから選択することができるので、データベースの管理を容易にすることができる。また、接合部に採用される可能性のある接合部構造と金物とを相互に比較すれば、接合部構造を示すデータが共通する構造材を候補データに残すことにより、選択した構造材の範囲を容易に絞り込むことができる。
<構成4の効果>
構造計算の結果を設計者の目で評価をして、総合的に適否を確認することができる。
<Effect of Configuration 1>
Refer to the database to select one or more structural materials that can be used in all locations of the above part and generate candidate data that evaluates the structural material considering the joint structure. Since the structure does not fit, it is possible to prevent the process of starting over from the beginning.
<Effect of Configuration 2>
As a result of structural calculation, when it is found that the strength of some structural materials is insufficient, etc., it is switched to the next candidate structural material included in the candidate data and recalculated. Can be shortened.
<Effect of Configuration 3>
Since all the structural materials used for each part of the building can be selected from a common database, the management of the database can be facilitated. In addition, if the joint structure that can be adopted for the joint and the hardware are compared with each other, the structure material having the same data indicating the joint structure is left in the candidate data, and the range of the selected structural material Can be easily narrowed down.
<Effect of Configuration 4>
The result of the structural calculation can be evaluated with the eyes of the designer, and the suitability can be confirmed comprehensively.

実施例1のシステムの主要機能を示すブロック図である。1 is a block diagram illustrating main functions of a system according to Embodiment 1. FIG. (a)は小屋組、(b)は床組、(c)は構造材の接合部の例を示す斜視図である。(A) is a hut assembly, (b) is a floor assembly, and (c) is a perspective view showing an example of a joint portion of a structural material. データベースの一例説明図である。It is an example explanatory drawing of a database. 基本設計フェーズにおける処理動作フロー図である。It is a processing operation flowchart in a basic design phase. 全ての構造材とその接合部構造を決定するまでの大きな流れのフロー図である。It is a flowchart of the big flow until it determines all the structural materials and its junction part structure. 部位毎に構造材を選択する具体的な動作フロー図である。It is a specific operation | movement flowchart which selects a structural material for every site | part. 接合部計算モジュールの具体的な動作フロー図である。It is a specific operation | movement flowchart of a junction part calculation module. 候補データに評価を付加する処理の具体的なフロー図である。It is a specific flowchart of the process which adds evaluation to candidate data. 候補データの最終処理動作を説明するフロー図である。It is a flowchart explaining the final processing operation | movement of candidate data.

以下、本発明の実施の形態を実施例毎に詳細に説明する。   Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail for each example.

図1は実施例1のシステムの主要機能を示すブロック図である。また、図2(a)は小屋組、(b)は床組、(c)は構造材の接合部の例を示す斜視図である。
建物の構造設計は、コンピュータを使用して次のような手順で実行される。この処理を、基本設計フェーズと部分設計フェーズとに分けて説明する。なお、構造設計装置12を構成するコンピュータはディスプレイ13と演算処理装置16と記憶装置18とを備えている。
FIG. 1 is a block diagram illustrating main functions of the system according to the first embodiment. FIG. 2A is a perspective view showing an example of a hut assembly, FIG. 2B is a floor assembly, and FIG.
The structural design of the building is executed by the following procedure using a computer. This process will be described separately for the basic design phase and the partial design phase. The computer constituting the structural design device 12 includes a display 13, an arithmetic processing device 16, and a storage device 18.

[基本設計フェーズ]
始めに、図1に示すように、ディスプレイ13の操作画面14に間取り図データ15を表示する。間取り図データ15は、予め作成された建物の基本仕様17から取得すればよい。この間取り図データ15中の壁を配置する位置を全て選択し、そこに耐力要素を配置するか、それ以外の構造の壁にするかを決定する。その後、基礎計算モジュール39が基礎構造を決定する。
[Basic design phase]
First, as shown in FIG. 1, floor plan data 15 is displayed on the operation screen 14 of the display 13. The floor plan data 15 may be acquired from the basic specifications 17 of the building created in advance. All the positions for arranging the walls in the floor plan data 15 are selected, and it is determined whether the load bearing elements are arranged there or the walls of other structures. Thereafter, the basic calculation module 39 determines the basic structure.

ここまでの処理は、例えば、定型化された間取り図の壁配置データを自動的に当てはめる自動処理でもよいし、設計者がマウス等で指定をした場所に耐力要素を配置すると決める処理でもよい。自動処理の結果を設計者が適切に修正して建物の基本構造データ19を決定するとよい。この基本構造データ19を入力信号にして、部分設計フェーズを開始する。   The process so far may be, for example, an automatic process of automatically applying the wall layout data of the standard floor plan, or a process of determining that the load bearing element is to be arranged at a place designated by the designer with a mouse or the like. The designer may appropriately correct the result of the automatic processing to determine the basic structure data 19 of the building. Using this basic structure data 19 as an input signal, the partial design phase is started.

[部分設計フェーズ]
図1に示すように、コンピュータの演算処理装置16は、部位毎計算モジュール26と検定計算モジュール28と接合部計算モジュール30とを備えている。これらのモジュールは一定の機能を有する装置に相当し、後で説明するコンピュータプログラムを実行することにより実現する。部分設計フェーズでは、部位毎計算モジュール26と検定計算モジュール28と接合部計算モジュール30とが連携して自動計算をする。
[Partial design phase]
As shown in FIG. 1, the computer processing device 16 includes a part-by-part calculation module 26, a test calculation module 28, and a joint calculation module 30. These modules correspond to devices having a certain function, and are realized by executing a computer program described later. In the partial design phase, the part-by-part calculation module 26, the test calculation module 28, and the joint calculation module 30 cooperate to perform automatic calculation.

例えば、木造軸組工法による建物は、小屋と床と壁や柱といった部位に区分して設計を進めることができる。そのために、部位毎計算モジュール26は、図1に示すように、小屋計算モジュール32と床計算モジュール34と壁計算モジュール36と基礎計算もモジュールを含むように構成されている。   For example, a building using a wooden frame construction method can be divided into parts such as a shed, a floor, a wall, and a pillar and can be designed. Therefore, as shown in FIG. 1, the part-by-part calculation module 26 is configured to include a hut calculation module 32, a floor calculation module 34, a wall calculation module 36, and a basic calculation module.

一方、コンピュータの記憶装置18には、上記の建物の基本仕様17や間取り図データ15や基本構造データ19のほかに、データベース38や候補データ50や評価基準データ58等が記憶される。基本構造データ19とその他の予め指定された条件によって、小屋部分や小屋部分を支える壁や柱や床等の構造材の配置を決定することができる。即ち、例えば、図2(a)に示す小屋組や、図2(b)に示す床組を決定する。   On the other hand, in addition to the building basic specifications 17, floor plan data 15, and basic structure data 19, the database 38, candidate data 50, evaluation reference data 58, and the like are stored in the computer storage device 18. Based on the basic structure data 19 and other predesignated conditions, it is possible to determine the arrangement of the structural material such as the shed and the walls, columns, and floors that support the shed. That is, for example, the cabin set shown in FIG. 2A and the floor set shown in FIG.

構造材20は、これらの架構を構成する全ての柱や梁等の耐力要素のことをいう。図2(c)は構造材20の接合部22を示す。なお、この出願明細書中では、各部の構造材20を区別して取り扱わないので、図面では全て統一の符号を使用する。接合部22についても同様である。接合部22では、構造材20の一部を切削したり、金物24を取り付けて構造材20を接合したりする加工を施す。金物24を取り付けるときには構造材20の一部を切削することもある。   The structural material 20 refers to a load-bearing element such as all the columns and beams constituting these frames. FIG. 2C shows the joint 22 of the structural material 20. In the specification of the application, since the structural material 20 of each part is not handled separately, the same reference numerals are used in the drawings. The same applies to the joint 22. In the joining portion 22, a process of cutting a part of the structural material 20 or attaching the hardware 24 to join the structural material 20 is performed. When attaching the metal object 24, a part of the structural material 20 may be cut.

構造材20の一部を切削すれば、無切削のものに比べてその強度が低下する場合がある。そのときには、さらに断面寸法の大きい構造材20を使用しないと、設計強度を満たさないことがある。即ち、設計強度を満たすように全ての構造材20を選択しても、接合部22の構造を決定した段階で、一部の構造材20の選択を変更するといったことが少なくない。ところが、予定したものよりも太い構造材20に変更すると、その構造材を接合するための金物24が大型になり、再び接合部22の金物24の納まりが整合しなくなって他の構造材20の選択に影響するという場合も生じる。   If a part of the structural material 20 is cut, the strength may be reduced as compared with that without cutting. At that time, the design strength may not be satisfied unless the structural member 20 having a larger cross-sectional dimension is used. In other words, even if all the structural materials 20 are selected so as to satisfy the design strength, the selection of a part of the structural materials 20 is often changed when the structure of the joint portion 22 is determined. However, if the structural material 20 is changed to a thicker structural material 20 than planned, the hardware 24 for joining the structural material becomes large, and the fitting of the hardware 24 in the joint 22 becomes inconsistent again, so that the other structural materials 20 In some cases, it affects the choice.

木造軸組工法のように多数の構造材20を複雑に組み合わせる場合には、一部の構造材20の変更がその周辺の構造材20の変更につながり、構造設計がきわめて煩雑になる。従って、熟練者が、経験値に基づいて多少構造強度に余裕のある構造材を選択して、計算のやり直しを防ぐといった方法が採用されていた。その場合には、強度や材質や寸法的に過剰ぎみの設計になり、コストダウンや建物の軽量化の妨げになる。また、平面空間や天井高さなどに影響が発生するおそれもある。   When a large number of structural members 20 are combined in a complicated manner as in the wooden frame construction method, a change in a part of the structural members 20 leads to a change in the surrounding structural members 20 and the structural design becomes extremely complicated. Therefore, a method has been adopted in which a skilled person selects a structural material having a slight margin in structural strength based on experience values to prevent recalculation. In that case, the design becomes excessive in terms of strength, material and dimensions, which hinders cost reduction and weight reduction of the building. In addition, there is a risk of affecting the planar space, ceiling height, and the like.

本発明では、この設計をほぼ全自動化するために、図1に示すように、予め固有のデータベース38を作成して記憶装置18に記憶させている。部位データ40と構造材の配置データ42とを対応させたデータは、図2の(a)や(b)に示したような建物の部位毎の構造材20の配置を決定するために使用される。例えば、部位データ40は、切り妻や陸屋根といった屋根の意匠や種別を示し、構造材の配置データ42はそれぞれの構造材の基本的な配置を示す。この配置データ42には、各場所に配置される構造材の適切な断面寸法や材質の範囲を示す情報も含められるとよい。屋根の寸法や間取りを入力すると、具体的な全ての構造材の配置が算出されるというように使用される。   In the present invention, in order to almost fully automate this design, a unique database 38 is created in advance and stored in the storage device 18 as shown in FIG. The data in which the part data 40 and the structural material arrangement data 42 are made to correspond is used to determine the arrangement of the structural material 20 for each part of the building as shown in FIGS. The For example, the part data 40 indicates a design or type of a roof such as a gable or a flat roof, and the structural material arrangement data 42 indicates a basic arrangement of each structural material. The arrangement data 42 may include information indicating an appropriate cross-sectional dimension and material range of the structural material arranged at each location. When the dimensions and floor plan of the roof are input, the specific arrangement of all structural materials is calculated.

構造材の配置データを選択するための建物の意匠等の条件は、設計者が指定するようにすればよい。一方、その後の各構造材20の選択や構造材20の接合部22の選択は、原則として上記の各モジュールが全て自動処理をする。設計者は結果だけを確認すればよいようにする。   Conditions such as the design of the building for selecting the arrangement data of the structural material may be specified by the designer. On the other hand, the selection of each structural material 20 and the selection of the joint portion 22 of the structural material 20 are all automatically performed by the above-described modules in principle. The designer only needs to confirm the result.

記憶装置18に記憶されている次の一組のデータは、構造材データ44と接合部構造46データと金物データ48とを含む。構造材データ44は、建物の構造設計に使用される全ての構造材20を特定するデータである。即ち、構造材データ44は、構造材20の識別記号と諸元(材質、断面寸法、形状、材料強度等)を含むデータである。諸元は、少なくとも以下の構造設計に必要なデータを含めばよい。接合部構造46データは、その構造材20の接合部22に採用される可能性のある全ての接合部構造46を示すデータである。金物データ48は、それらの接合部構造46に使用される可能性のある全ての金物24を特定するデータで、金物24の識別記号や諸寸法や材料強度等を含むデータである。   The next set of data stored in the storage device 18 includes structural material data 44, joint structure 46 data, and hardware data 48. The structural material data 44 is data for specifying all the structural materials 20 used for building structural design. That is, the structural material data 44 is data including identification symbols and specifications (material, cross-sectional dimensions, shape, material strength, etc.) of the structural material 20. The specifications should include at least the data necessary for the following structural design. The joint structure 46 data is data indicating all the joint structures 46 that may be employed in the joint 22 of the structural material 20. The hardware data 48 is data that identifies all the hardware 24 that may be used in the joint structure 46, and includes data such as an identification symbol, various dimensions, and material strength of the hardware 24.

以下、各モジュールの動作とともに、このデータベース38の使用方法を説明する。まず、部位毎計算モジュール26は、建物を複数の部位に区分して、部位毎に指定された条件に従って構造材20の配置を決定する。この処理は上記のように、小屋や床や壁といった部位毎に実行する。さらに、その部位に使用される全ての構造材20について、指定された設計強度等の条件を満たすように、それぞれ特定の構造材20を選択する。   Hereinafter, the usage of this database 38 will be described along with the operation of each module. First, the part-by-part calculation module 26 divides the building into a plurality of parts, and determines the arrangement of the structural members 20 according to the conditions specified for each part. As described above, this process is executed for each part such as a hut, a floor, or a wall. Furthermore, the specific structural material 20 is selected so as to satisfy the specified design strength and the like for all the structural materials 20 used for the part.

例えば、最初は、場所毎に、条件を満たす多数の構造材を選択するとよい、その後、検定計算モジュール28と接合部計算モジュール30に計算を実行させて、条件に適合する構造材のみを残していき、最終的に全ての部位の全ての構造材20を決定するとよい。   For example, at first, it is preferable to select a large number of structural materials that satisfy the conditions for each location. After that, let the test calculation module 28 and the joint calculation module 30 perform the calculation, and leave only the structural materials that meet the conditions. Finally, it is preferable to finally determine all the structural members 20 in all the parts.

検定計算モジュール28は、部位毎計算モジュール26の選択した構造材が、それぞれ例えば、法規制等の制約条件を満たしているかどうかを検定する機能を持つ。理論的な強度だけでなく、法規制による材質や強度や寸法等の条件を満たすものを残して、それ以外の構造材を選択の対象から除外する。   The verification calculation module 28 has a function of verifying whether the structural material selected by the part calculation module 26 satisfies a constraint condition such as legal regulations. Not only the theoretical strength but also those that satisfy the conditions of material, strength, dimensions, etc., according to laws and regulations, are excluded from selection.

接合部計算モジュール30は、部位毎計算モジュール26が配置を決定した構造材20の接合部構造46を決定する。例えば、ある接合部22で接合される2本の構造材20があるとする。それらの構造材20の構造材データ44に対応する接合部構造46と金物データ48を比較する。共通する接合部構造46と金物データ48があれば、その構造の接合部を選択する。複数あれば、いずれも候補に選択して、候補データ50を生成する。   The joint calculation module 30 determines the joint structure 46 of the structural material 20 for which the location calculation module 26 has determined the arrangement. For example, it is assumed that there are two structural members 20 that are joined at a joint 22. The joint structure 46 and the hardware data 48 corresponding to the structural material data 44 of those structural materials 20 are compared. If there is a common joint structure 46 and hardware data 48, the joint of that structure is selected. If there are a plurality of candidates, they are all selected as candidates, and candidate data 50 is generated.

図3はデータベースの一例説明図である。
図のA、B、Cは、構造材データa1の構造材の接合部構造等を示すデータである。図のD、Eは、構造材データa2の構造材の接合部構造等を示すデータである。図のF、Gは、構造材データa3の構造材の接合部構造等を示すデータである。ここで、構造材データa1と構造材データa2の構造材が、相互に一箇所で接合されるとする。このとき、両者の接合部構造46と金物データ48とを比較する。接合部構造46と金物データ48とが共通する場合には、両構造材20が正常に接合可能であると判断する。
FIG. 3 is an explanatory diagram of an example of a database.
A, B, and C in the figure are data showing the joint structure of the structural material in the structural material data a1. D and E in the figure are data indicating the joint structure of the structural material in the structural material data a2. F and G in the figure are data indicating the joint structure of the structural material in the structural material data a3. Here, it is assumed that the structural materials of the structural material data a1 and the structural material data a2 are joined to each other at one place. At this time, the joint structure 46 and the hardware data 48 are compared. When the joint structure 46 and the hardware data 48 are common, it is determined that the two structural members 20 can be joined normally.

上記の例では、AとDが該当するから、構造材データa1の構造材と構造材データa2の構造材とは、接合部構造b1で、金物データc1の金物により接合することができるということが分かる。採用可能な接合部構造46と金物24の種類は一つとは限らない。該当する場合が複数あれば全てのデータの組を候補に残す。   In the above example, since A and D correspond, the structural material of the structural material data a1 and the structural material of the structural material data a2 can be joined by the hardware of the hardware data c1 in the joint structure b1. I understand. The number of joint structure 46 and hardware 24 that can be employed is not limited to one. If there are multiple cases, all data sets are left as candidates.

一方、構造材データa1と構造材データa3の構造材20とが、相互に一箇所で接合されるものとする。このとき、接合部構造46と金物データ48とを比較しても共通のものがない。その場合には、いずれか一方の構造材20を候補から除外して、別の構造材を選択する。構造材の配置場所毎に複数の構造材を候補にあげて、接合部があれば、どの構造材の場合には、どの接合部構造46と金物24を採用するというデータを候補としてリストアップする。   On the other hand, the structural material data a1 and the structural material 20 of the structural material data a3 are joined to each other at one place. At this time, even if the joint structure 46 and the hardware data 48 are compared, there is no common thing. In that case, one of the structural members 20 is excluded from the candidates, and another structural member is selected. A plurality of structural materials are listed as candidates for each arrangement position of the structural material, and if there are joints, the data indicating which joint structure 46 and hardware 24 are used for any structural material is listed as a candidate. .

こうしておけば、候補データ中のどの構造材を採用しても、候補データ中に必ず適合する接合部構造と金物データが存在することになる。また、候補データ中に含まれた別の構造材に変更をしても、必ず適合する接合部構造と金物データを有する他の構造材が存在することになる。従って、構造計算をしながら最適な構造材を決定する処理のための計算時間を十分に短縮できる。   In this way, no matter which structural material in the candidate data is adopted, there is always a joint structure and hardware data that fits in the candidate data. Further, even if a change is made to another structural material included in the candidate data, there is always another structural material having a matching joint structure and hardware data. Therefore, it is possible to sufficiently shorten the calculation time for the process of determining the optimum structural material while performing the structural calculation.

構造材20の候補データ50は、図1に示すように、構造材の場所52と構造材の候補54と接合部構造46と金物データ48と評価56とを含む。構造材を配置する全ての場所について、一種または二種以上の構造材の候補を挙げた候補データ50が生成される。同一の場所で複数の構造材の候補54が選択されている場合に、複数の構造材20を所定の評価基準でランク付けをして、最終的に最高位の構造材20を採用する。評価56は、そのランク付けのために使用される。   As shown in FIG. 1, the candidate data 50 for the structural material 20 includes a structural material location 52, a structural material candidate 54, a joint structure 46, hardware data 48, and an evaluation 56. Candidate data 50 that lists one or more structural material candidates is generated for all locations where structural materials are to be placed. When a plurality of structural material candidates 54 are selected at the same place, the plurality of structural materials 20 are ranked according to a predetermined evaluation standard, and the highest structural material 20 is finally adopted. Rating 56 is used for that ranking.

評価基準は、図1に示すように、記憶装置18に評価基準データ58として記憶されている。例えば、コスト面では○○点、サイズ(重量)面では○○点、工数(施工時間)の面では○○点という評価をして、合計点数が評価56になる。例えば、選択された候補を採用したときのコストを算出して、コストが低いほど高い点数を付ける。また、サイズ(重量)が軽いほど高い点数を付ける。施工時間が短いほど高い点数を付ける。点数は5段階評価のようなものでよい。その評価点の算定式が評価基準データ58に含められる。   The evaluation criteria are stored as evaluation criteria data 58 in the storage device 18 as shown in FIG. For example, the cost is evaluated as XX, the size (weight) is evaluated as XX, and the man-hour (construction time) is evaluated as XX, and the total score becomes 56. For example, the cost when the selected candidate is adopted is calculated, and a higher score is assigned as the cost is lower. Also, the smaller the size (weight), the higher the score. The shorter the construction time, the higher the score. The score may be something like a five-level evaluation. The evaluation point calculation formula is included in the evaluation reference data 58.

全ての候補について、評価56を算出して、構造材の場所毎に最高点数のものを優先的に選択して、その場所毎に一種類の構造材20を決定する。小屋計算モジュール32と床計算モジュール34と壁計算モジュール36とは、それぞれ同様の計算をしてその結果を出力する。なお、いずれのモジュールも、その後の結果修正を容易にするために、生成した候補データ50を記憶装置18に残しておく。   Evaluation 56 is calculated for all candidates, the one with the highest number of points is preferentially selected for each location of the structural material, and one type of structural material 20 is determined for each location. The hut calculation module 32, the floor calculation module 34, and the wall calculation module 36 perform the same calculation and output the results. In any module, the generated candidate data 50 is left in the storage device 18 in order to facilitate subsequent correction of the result.

以上の計算によって、全ての部位について、全ての場所に使用される構造材とその接合部の構造とが決定された。構造計算モジュール37は、その結果を入力データとして、建物全体の構造計算を実行し、荷重条件と構造と強度との関係で、建物に対して要求されている全ての条件を満たすかどうかを計算する。この計算の結果不適という判断がでた場合には、該当する部分の構造材を上記の候補データ50から除外して、次候補の構造材20を採用し再計算をする。   With the above calculation, the structural materials used at all locations and the structures of the joints were determined for all the parts. The structural calculation module 37 executes the structural calculation of the entire building using the result as input data, and calculates whether all the requirements for the building are satisfied in relation to the load condition, the structure and the strength. To do. If it is determined that the calculation is inappropriate, the corresponding structural material is excluded from the candidate data 50, and the next candidate structural material 20 is adopted and recalculated.

そして、再度構造計算モジュール37による構造計算を実行する。処理結果は、全ての部位について使用する構造材と、全ての構造材の接合部構造と、構造計算の結果を含み、これをディスプレイに表示したり、図示しないプリンタにより印刷したりして出力する。なお、自動処理により再計算をした場合には、設計担当者が確認し易いようにその経過を処理結果60に含めるとよい。また、設計者の目で評価をして一部再計算をすることができるように、処理結果の出力データに候補データ50を含めておくとよい。   Then, the structural calculation by the structural calculation module 37 is executed again. The processing result includes the structural material used for all the parts, the joint structure of all the structural materials, and the result of the structural calculation, which are displayed on a display or printed by a printer (not shown) and output. . When recalculation is performed by automatic processing, the progress may be included in the processing result 60 so that the person in charge of design can easily confirm. Further, the candidate data 50 may be included in the output data of the processing result so that the evaluation can be performed by the designer's eyes and partly recalculated.

以上の実施例では、部位毎計算モジュール26が選択した構造材を検定計算モジュール28が検定し、接合部計算モジュール30が接合部の計算をした。この連携のタイミングは任意である。例えば、部位毎計算モジュール26が、ひとつの部位全体の構造材を選択した後で検定計算モジュール28と接合部計算モジュール30が順に計算処理をしても構わない。順番に候補データ50を更新しながら完成させていけばよい。   In the above embodiment, the structural material selected by the part calculation module 26 is verified by the verification calculation module 28, and the joint calculation module 30 calculates the joint. The timing of this cooperation is arbitrary. For example, after the part-by-part calculation module 26 selects the structural material for the entire part, the test calculation module 28 and the joint calculation module 30 may perform calculation processing in order. What is necessary is just to complete while updating the candidate data 50 in order.

図4〜図9は、上記のモジュールを使用した構造設計手順を示すフロー図である。
これらの図を用いて、構造設計方法と構造設計プログラムの具体例を説明する。構造設計プログラムは、任意の記録媒体に記録され図1に示したコンピュータにインストールされる。
4 to 9 are flowcharts showing a structural design procedure using the above module.
Specific examples of the structural design method and the structural design program will be described with reference to these drawings. The structural design program is recorded on an arbitrary recording medium and installed in the computer shown in FIG.

図4は基本設計フェーズにおける処理動作フロー図である。
まず、ステップS11で、構造設計装置12のディスプレイ13に操作画面14の表示をする。次に、ステップS12で、記憶装置18から間取り図データ15を取得して、操作画面14に表示する。ステップS13では、例えば、設計担当者が耐力壁の位置をマウスで選択し、構造設計装置12はその結果を受付ける。
FIG. 4 is a processing operation flowchart in the basic design phase.
First, in step S11, the operation screen 14 is displayed on the display 13 of the structural design apparatus 12. Next, floor plan data 15 is acquired from the storage device 18 and displayed on the operation screen 14 in step S12. In step S13, for example, the person in charge of the design selects the position of the load-bearing wall with the mouse, and the structural design device 12 receives the result.

さらに、ステップS14で、設計者が既存の図示しないデータを利用してそれぞれの壁構造を決定する。さらに、ステップS15で基礎構造の決定をする。その結果を含めて、ステップS16で基本構造データ19を生成して、記憶装置18に記憶させる。   In step S14, the designer determines each wall structure using existing data (not shown). Further, the basic structure is determined in step S15. Including the result, basic structure data 19 is generated and stored in the storage device 18 in step S16.

図5は全ての構造材とその接合部構造を決定するまでの大きな流れのフロー図である。
まず、ステップS21でデータベース38をオープンして、全てのモジュールがこれを参照する準備をする。ステップS22では、部位毎計算モジュールと検定計算モジュールによる構造材の選択処理が実行される。その具体的な処理は図6で説明する。
FIG. 5 is a flow chart of a large flow until all structural materials and their joint structure are determined.
First, in step S21, the database 38 is opened, and all modules are prepared to refer to it. In step S22, a structural material selection process is performed by the part calculation module and the test calculation module. The specific process will be described with reference to FIG.

ステップS23では、接合部計算モジュールによる接合部構造と金物の選択処理が実行される。その具体的な処理は図7で説明する。上記の処理を経て、候補データ50が生成される。ステップS25では、候補データ50に付加された評価の最も高い構造材を自動的に選択して、全構造材と接続構造を決定する。その後、ステップS26で構造計算モジュール37による構造計算が実行される。   In step S23, the joint structure and hardware selection processing by the joint calculation module is executed. The specific process will be described with reference to FIG. Through the above processing, candidate data 50 is generated. In step S25, the structural material with the highest evaluation added to the candidate data 50 is automatically selected to determine all structural materials and connection structures. Thereafter, the structural calculation by the structural calculation module 37 is executed in step S26.

ここで建物全体の総合的な構造計算をして、ステップS27で構造材の選択が「適合」かどうかという判断をする。適合しなければステップS25の処理に戻って、別の候補データを選択する。適合していれば、ステップS28で処理結果60を出力する。なお、このとき、構造計算の結果構造材が再選択されたという自動処理の計算過程は、処理結果60に含めるとよい。専門の技術者がこの計算過程をみて、再計算前の構造材の選択に戻すことも可能にする。これで、構造計算の適合かどうかの基準がやや厳しいとき、コストを優先するような条件変更も可能になる。   Here, comprehensive structural calculation of the entire building is performed, and it is determined in step S27 whether or not the selection of the structural material is “adapted”. If not, the process returns to step S25 to select another candidate data. If it matches, the processing result 60 is output in step S28. At this time, a calculation process of automatic processing in which a structural material is reselected as a result of structural calculation may be included in the processing result 60. Specialized engineers can see this calculation process and return to the selection of structural material before recalculation. This makes it possible to change conditions so that costs are prioritized when the criteria for conformity of structural calculations are somewhat strict.

図6は、部位毎に構造材を選択する具体的な動作フロー図である。
処理対象となる部位が小屋と壁と床であれば、それらの部位を順に選択して、このフローを実行する。まず、ステップS31でこれから処理する部位の選択をする。次に、ステップS32で条件の入力受付をする。意匠等の条件が入力される。ステップS33では、構造材の配置を決定する。図2に示したような配置である。
FIG. 6 is a specific operation flow diagram for selecting a structural material for each part.
If the parts to be processed are huts, walls, and floors, these parts are selected in order and this flow is executed. First, in step S31, a part to be processed is selected. Next, in step S32, input of conditions is accepted. A condition such as a design is input. In step S33, the arrangement of the structural material is determined. The arrangement is as shown in FIG.

その後部位毎計算モジュール26が、ステップS34では、データベース38を参照する。そして、ステップS35以下で、場所毎の構造材の選択を始める。ステップS36では、検定計算モジュール28による検定計算が実行される。その検定の結果に基づいて、ステップS37で「適合」かどうかという判断をする。   Thereafter, the part calculation module 26 refers to the database 38 in step S34. Then, in step S35 and subsequent steps, selection of the structural material for each location is started. In step S36, the test calculation by the test calculation module 28 is executed. Based on the result of the test, it is determined in step S37 whether or not it is “conforming”.

この判断の結果がイエスのときはステップS38の処理に移行し、ノーのときはステップS34の処理に戻って、別の構造材を選択する。ステップS38では、選択の結果から候補データ50を生成する。なお、この候補データ50は、後で数回更新されるので、そのバージョンをV1と表示した。   If the result of this determination is yes, the process proceeds to step S38, and if no, the process returns to step S34 to select another structural material. In step S38, candidate data 50 is generated from the selection result. Since this candidate data 50 is updated several times later, its version is displayed as V1.

図7は、接合部計算モジュール30の具体的な動作フロー図である。
ステップS41で、図6の処理で得られた候補データを読み取る。そして、ステップS42で、その構造材を使用した接合部があるかどうかを判断する。この判断の結果がイエスのときはステップS43の処理に移行し、ノーのときはステップS46の処理に移行する。ステップS43では、接合部を構成する構造材データの比較をする。
FIG. 7 is a specific operation flowchart of the joint calculation module 30.
In step S41, the candidate data obtained by the process of FIG. 6 is read. In step S42, it is determined whether there is a joint using the structural material. When the result of this determination is yes, the process proceeds to step S43, and when no, the process proceeds to step S46. In step S43, the structural material data constituting the joint is compared.

ステップS44では、接合部を構成する構造材の共通する接合部構造と金物を選択する。その結果を利用して、ステップS45で候補データ50の生成をする。ステップS46では、「全ての場所が終了したか」という判断をする。構造材を配置すべき全ての場所の処理が終了していればこの判断の結果がイエスで、ステップS47の処理に移行する。ノーのときはステップS41の処理に戻る。ステップS47では、「全ての部位が終了したか」という判断をする。全ての部位の処理が終了していなければステップS41の処理に戻る。   In step S44, a joint structure and a hardware that are common to the structural members constituting the joint are selected. Using the result, candidate data 50 is generated in step S45. In step S46, it is determined whether or not all locations have been completed. If the processing of all the places where the structural material is to be arranged has been completed, the result of this determination is yes, and the process proceeds to step S47. If no, the process returns to step S41. In step S47, it is determined whether or not all the parts have been completed. If all the parts have not been processed, the process returns to step S41.

ここで生成された候補データ50はまだ評価56が付加されていないので、そのバージョンをV2と表示した。この評価は次の図8に示す処理で付加される。   Since the candidate data 50 generated here has not yet been added with the evaluation 56, its version is displayed as V2. This evaluation is added by the process shown in FIG.

図8は、候補データに評価を付加する処理の具体的なフロー図である。
この処理は部位毎計算モジュール26が実行する。ステップS51では、これまでに生成された候補データ50の読み取りをする。ステップS52では、評価基準データ58の読み取りをする。ステップS53では、その候補データの評価を算出する。ステップS54では、算出結果をもとに、候補データに評価を付け加えて更新をする。ステップS55では、「全ての候補データ更新」かどうかという判断をする。この判断の結果がイエスのときは処理を終了し、ノーのときはステップS31の処理に戻る。
FIG. 8 is a specific flowchart of processing for adding evaluation to candidate data.
This processing is executed by the part calculation module 26. In step S51, the candidate data 50 generated so far is read. In step S52, the evaluation reference data 58 is read. In step S53, the evaluation of the candidate data is calculated. In step S54, the candidate data is evaluated and updated based on the calculation result. In step S55, it is determined whether or not “update all candidate data”. If the result of this determination is yes, the process ends. If no, the process returns to step S31.

この処理の結果得られた候補データのバージョンを(V3)と表示した。これで目的とする候補データ50(図1)が完成する。このとき得られた候補データ50は、目的とする建物の各部位の全ての場所にそれぞれ使用することが可能な構造材とその接合部構造と金物データとを評価を付して列挙したものである。いずれの構造材を採用しても検定計算モジュールによる検定の結果は適合とされるものであるが、最後の構造計算により適合しないという結果が出る可能性があり、次候補を含めたものが列挙されている。   The version of the candidate data obtained as a result of this processing is displayed as (V3). Thus, the target candidate data 50 (FIG. 1) is completed. The candidate data 50 obtained at this time is a list of structural materials that can be used in all locations of each part of the target building, their joint structures, and hardware data with an evaluation. is there. Even if any structural material is adopted, the result of the test by the test calculation module is considered to be acceptable, but the result of the last structural calculation may not be met, and the results including the next candidate are listed. Has been.

図9は、候補データの最終処理動作を説明するフロー図である。
ステップS61では、これまでの処理で生成した評価済みの候補データを読み取る。ステップS62では、同一の場所に配置される構造材の評価を比較する。そして、ステップS63で評価が最上位のものを選択して、構造材を決定する。ステップS64では、「全ての場所が終了したか?」という判断をする。この判断の結果がイエスのときはステップS65の処理に移行し、ノーのときはステップS61の処理に戻って別の候補についての処理をする。
FIG. 9 is a flowchart for explaining the final processing operation of candidate data.
In step S61, the evaluated candidate data generated by the processing so far is read. In step S62, the evaluations of the structural materials arranged at the same place are compared. Then, in step S63, the one with the highest evaluation is selected to determine the structural material. In step S64, it is determined whether or not all places have been completed. If the result of this determination is yes, the process proceeds to step S65, and if no, the process returns to step S61 to process another candidate.

ステップS65では、全ての構造材決定後の構造計算を実行する。構造計算では、全ての部位の構造を総合し、上記の基礎構造データも含めた建物各部の強度計算を行う。そして、ステップS66で「適合」かどうかという判断をする。この判断の結果がイエスのときはステップS69の処理に移行し、処理結果の出力をし、全ての処理を終了する。ノーのときはステップS67と68の処理を経由して、ステップS65の処理に戻る。即ち、ステップS67で、不適の原因になった構造材を削除する。ステップS68では、次の順位の構造材を決定する。その後、再び構造計算を実行する。   In step S65, the structural calculation after all structural materials are determined is executed. In the structural calculation, the structures of all the parts are combined, and the strength of each part of the building including the basic structure data is calculated. Then, in step S66, it is determined whether or not “conforming”. If the result of this determination is yes, the process proceeds to step S69, the process result is output, and all processes are terminated. If no, the process returns to step S65 via steps S67 and 68. That is, in step S67, the structural material causing the inappropriateness is deleted. In step S68, the structural material of the next order is determined. Thereafter, the structural calculation is executed again.

以上説明をした実施例によれば、建物の各部の構造材20を選択する場合に、設計の最終段階で決定される接合部22の構造を予測できるようにデータベース38を設計している。構造設計をするモジュールがこのデータベース38を参照しながら構造材20を選択する。このとき、その後採用される可能性のある接合部の構造を判断要素に含めながら構造材の候補を選択するので、最終的に構造計算をしてから、多数の構造材20の選択や接合部22の構造の選択を始めからやり直すような処理が生じるのを防ぐことができる。   According to the embodiment described above, the database 38 is designed so that the structure of the joint portion 22 determined in the final stage of design can be predicted when the structural material 20 of each part of the building is selected. A module for structural design selects the structural material 20 while referring to the database 38. At this time, since the candidate of the structural material is selected while including the structure of the joint portion that may be adopted later as a determination element, the selection of a large number of structural materials 20 and the joint portion are performed after the final structural calculation. It is possible to prevent the process of redoing the selection of the 22 structures from the beginning.

即ち、建物の各部位に配置される全ての構造材の候補を選択して、それぞれ候補データを生成し、その候補データに評価を付加して、最も評価の高いものを組み合わせるようにするので、常にコストパフォーマンスの高い構造材を自動的に優先的に採用することができる。   That is, select all the structural material candidates to be placed in each part of the building, generate candidate data for each, add evaluation to the candidate data, and combine the highest rated ones. A structural material with high cost performance can always be automatically and preferentially adopted.

さらに、構造材データと接合部構造と金物データを組み合わせたデータベースは、建物の全ての部位の構造材の選択に共通に利用できるので、データベースの管理運用が容易になるという効果もある。   Furthermore, since the database combining the structural material data, the joint structure, and the hardware data can be used in common for selecting the structural material for all the parts of the building, there is also an effect that the management operation of the database becomes easy.

同時に、各構造材に接合部が存在するとき、それらの構造材に採用される可能性のある全ての接合部構造を候補データに含めておくので、接合部を構成する全ての構造材の候補データが生成された後で各候補データを比較して、同一の接合部構造を採用できる構造材を自動的に決定することができる。しかも、その後の構造計算の結果、適合しないと判断されたときには、上記評価の順に自動的に別の候補データを採用すればよいから、すみやかに自動的に構造材の再選択ができる。   At the same time, when joints exist in each structural material, all the joint structures that may be adopted for those structural materials are included in the candidate data, so all the structural material candidates that constitute the joints After the data is generated, the candidate data can be compared to automatically determine a structural material that can employ the same joint structure. Moreover, when it is determined that the result does not match as a result of the subsequent structural calculation, another candidate data may be automatically adopted in the order of the evaluation, so that the structural material can be automatically reselected promptly.

従って、上記の実施例の方法によれば、構造材の選択から構造計算までの処理を無人で全自動で処理することができる。例えば、従来方法により部分的な自動設計を利用して、専門の設計者が手を加えながら約15時間をかけて設計した建物がある。これに上記の全自動設計を採用すると、最終結果を専門の設計者が確認する時間を含めても全体で3分の1程度の時間で設計と確認処理が終了することがわかった。さらに、高度に熟練した設計者が拘束される時間を大幅に短縮できる。即ち、コンピュータで自動処理をさせて処理結果を出力し、これを設計者が検証すれば足りる。   Therefore, according to the method of the above embodiment, the processing from the selection of the structural material to the structural calculation can be performed unattended and fully automatically. For example, there is a building designed by taking about 15 hours by using a partial automatic design according to a conventional method while a specialist designer works. When the above-described fully automatic design is adopted for this, it has been found that the design and the confirmation process are completed in about one third of the total time including the time for the expert designer to confirm the final result. Furthermore, the time for which a highly skilled designer is restrained can be greatly shortened. In other words, it is sufficient if the computer performs automatic processing and outputs the processing result, which is verified by the designer.

また、詳細なデータベース38を使用して構造材20の選択処理をするので、評価基準データを適切に設定すれば、過少あるいは過剰な構造材20を使用した設計を防止し、完成度の高い最適設計が自動的に作成できる。   In addition, since the detailed database 38 is used to select the structural material 20, if the evaluation standard data is set appropriately, design using the insufficient or excessive structural material 20 can be prevented, and an optimal high degree of completion can be achieved. Design can be created automatically.

構造材20を選択する処理を実行するために、複数のモジュールに対して部位毎に構造材20の選択処理を実行させるとともに、建物のいずれの部位についても共通した形式のデータベース38を参照して計算をすることができるので、データベース38の更新処理も簡素化できる。これは、特に木造軸組工法の場合に顕著な効果が期待できる。さらに、法令や技術基準の改正等にも容易に対応できる保守性と柔軟性を備えるという効果がある。   In order to execute the process of selecting the structural material 20, the selection process of the structural material 20 is executed for each part for a plurality of modules, and a common database 38 is referred to for any part of the building. Since the calculation can be performed, the update process of the database 38 can be simplified. In particular, a remarkable effect can be expected in the case of the wooden frame construction method. Furthermore, it has the effect of providing maintainability and flexibility that can easily cope with revisions to laws and technical standards.

なお、上記の実施例で説明したデータ名やモジュール名はその性質を表すために使用したものであって、同等の役割を持つデータに自由に置き換えることができる。また、モジュールも、同等の機能を持つものに置き換えることができ、各モジュールをさらに細分化してもよいし、いずれかのモジュールを一体化しても構わない。一台のコンピュータにこれらのモジュールやデータが全て格納されていなくてもよく、複数台のコンピュータに分散されていてもよい。また、スタンドアローン型のシステムを利用してもよいし、クラウド型のシステムを利用しても構わない。   Note that the data names and module names described in the above embodiments are used to express their properties, and can be freely replaced with data having an equivalent role. Also, the module can be replaced with one having an equivalent function, and each module may be further subdivided, or one of the modules may be integrated. All of these modules and data may not be stored in one computer, and may be distributed to a plurality of computers. Further, a stand-alone type system or a cloud type system may be used.

また、上記の装置は木造軸組工法以外の構造設計にも応用できる。また、上記の実施例では、複数の部位が存在する建物について、部位毎に構造材を選択する計算を実行したが、構造材の選択をする部位が一箇所しかない建物についても、同様の演算処理を実行することができる。   Moreover, said apparatus can be applied also to structural designs other than a wooden frame construction method. In the above embodiment, the calculation for selecting the structural material for each part is executed for the building having a plurality of parts, but the same calculation is performed for the building having only one part for selecting the structural material. Processing can be executed.

12 構造設計装置
13 ディスプレイ
14 操作画面
15 間取り図データ
16 演算処理装置
17 建物の基本仕様
18 記憶装置
19 基本構造データ
20 構造材
22 接合部
24 金物
26 部位毎計算モジュール
28 検定計算モジュール
30 接合部計算モジュール
32 屋根計算モジュール
34 床計算モジュール
36 壁計算モジュール
37 構造計算モジュール
38 データベース
39 基礎計算モジュール
40 部位データ
42 構造材の配置データ
44 構造材データ
46 接合部構造
48 金物データ
50 候補データ
52 構造材の場所
54 構造材の候補
56 評価
58 評価基準データ
60 処理結果
DESCRIPTION OF SYMBOLS 12 Structural design apparatus 13 Display 14 Operation screen 15 Floor plan data 16 Arithmetic processing apparatus 17 Basic specification 18 Building 18 Storage device 19 Basic structure data 20 Structural material 22 Joint part 24 Hardware 26 Part calculation module 28 Test calculation module 30 Joint part calculation Module 32 Roof calculation module 34 Floor calculation module 36 Wall calculation module 37 Structural calculation module 38 Database 39 Basic calculation module 40 Site data 42 Structural material arrangement data 44 Structural material data 46 Joint structure 48 Hardware data 50 Candidate data 52 Structural material Location 54 Candidate for structural material 56 Evaluation 58 Evaluation standard data 60 Processing result

Claims (7)

建物の構造設計を自動的に実行する部位毎計算モジュールと、検定計算モジュールと、接合部計算モジュールと構造計算モジュールと構造設計用のデータベースを記憶する記憶装置とを備え、
上記データベースは、構造設計に使用される全ての構造材の諸元を示す構造材データと、その構造材の接合部に採用される可能性のある少なくとも一種の接合部構造を含み、
上記部位毎計算モジュールは、指定された条件に従って建物の部位に使用される構造材の配置を決定し、上記データベースを参照して、上記部位の全ての場所に使用することができる単数または複数の構造材を選択して、選択した構造材に評価を付した候補データを生成する機能を持ち、
上記検定計算モジュールは、部位毎計算モジュールの選択する構造材が、指定された条件を満たしているかどうかを検定して、適合するものを上記候補データに残す機能を持ち、
上記接合部計算モジュールは、上記部位毎計算モジュールが選択した構造材のうち接合部を有するものについて、上記データベースから読み出したデータを比較して、接合部構造が共通するものを上記候補データに残す機能を持ち、
上記構造計算モジュールは、同一の箇所で複数の構造材の候補が選択されている場合に、上記複数の構造材を所定の評価基準でランク付けをするための評価が上記各候補データに付加されたとき、上記部位の全ての場所に対して、上記評価が最高位の構造材を採用する処理が実行された後に、所定の構造計算をして、その構造計算の結果を出力する機能を持つことを特徴とする構造設計装置。
A calculation module for each part that automatically executes structural design of the building, a verification calculation module, a joint calculation module, a structural calculation module, and a storage device that stores a database for structural design;
The database includes structural material data indicating the specifications of all structural materials used in the structural design, and at least one joint structure that may be employed in the joint of the structural material,
The part-by-part calculation module determines the arrangement of the structural material used for the part of the building in accordance with the specified condition, and refers to the database, and can be used for all locations of the part or parts. Select a structural material and have a function to generate candidate data with an evaluation of the selected structural material.
The test calculation module has a function to test whether the structural material selected by the part-by-part calculation module satisfies the specified condition, and to leave a suitable one in the candidate data,
The said junction calculation module compares the data read from the said database about what has a junction among the structural materials selected by the said site | part calculation module, and leaves what has a common junction structure in the said candidate data It has a function
In the structural calculation module, when a plurality of structural material candidates are selected at the same location, an evaluation for ranking the plurality of structural materials according to a predetermined evaluation criterion is added to each candidate data. When a process for adopting the structural material with the highest evaluation is executed for all locations of the part, a predetermined structural calculation is performed and the result of the structural calculation is output. A structural design device characterized by that.
請求項1に記載の構造設計装置において、
上記構造計算モジュールは、上記所定の構造計算において、建物全体に対して要求されている全ての条件を満たすかどうかの構造計算を実行し、この計算の結果が不適という判断がでた場合には、該当する部分の構造材を上記の候補データから除外して、上記評価が最高位の構造材を採用した結果を受け入れて再度所定の構造計算を実行することを特徴とする構造設計装置。
The structural design device according to claim 1,
The structural calculation module performs a structural calculation as to whether or not all the required conditions for the entire building are satisfied in the predetermined structural calculation, and if the result of this calculation is determined to be inappropriate, The structural design apparatus, wherein the structural material of the corresponding part is excluded from the candidate data, and the result of adopting the structural material having the highest evaluation is accepted and the predetermined structural calculation is executed again.
請求項1または2に記載の構造設計装置において、
上記データベースは、上記構造材の接合部に採用される可能性のある少なくとも一種の接合部構造と、その接合部構造に使用される可能性のある少なくとも一種の金物データとを含み、
上記候補データは、目的とする建物に複数の部位があるとき、それらの部位の全ての場所に使用することが可能な構造材とその接合部構造と金物データとを評価を付して列挙したものであって、
上記接合部計算モジュールは、上記部位の場所毎に選択された構造材のうち、同じ箇所で接合される複数の構造材について、それらの接合部に採用される可能性のある接合部構造と金物とを相互に比較して、接合部構造を示すデータが共通する構造材を候補データに残すことを特徴とする構造設計装置。
In the structural design device according to claim 1 or 2,
The database includes at least one type of joint structure that may be employed in the joint of the structural material, and at least one type of hardware data that may be used in the joint structure,
When there are multiple parts in the target building, the candidate data listed the structural materials that can be used in all places of those parts, their joint structures, and hardware data with an evaluation. And
The joint calculation module includes a joint structure and a hardware that may be adopted for a plurality of structural materials to be joined at the same place among the structural materials selected for each location of the part. Are compared with each other, and a structural material having common data indicating the joint structure is left in the candidate data.
請求項2に記載の構造設計装置において、
上記構造計算モジュールが上記構造計算の後に出力する処理結果には、全ての部位について使用する構造材と、全ての構造材の接合部構造と金物データと構造計算の結果を含み、
自動的に再度上記所定の構造計算を実行したときは、計算過程を処理結果に含めることを特徴とする構造設計装置。
The structural design device according to claim 2,
The processing results output by the structural calculation module after the structural calculation include structural materials used for all parts, joint structures of all structural materials, hardware data, and structural calculation results.
A structural design apparatus characterized by including a calculation process in a processing result when the predetermined structural calculation is automatically executed again.
構造設計に使用される全ての構造材の種別を示す構造材データと、その構造材の接合部に採用される可能性のある少なくとも一種の接合部構造を含むデータベースを記憶装置に記憶させておき、
コンピュータにより構成されたモジュールの計算処理による、
指定された条件に従って建物の部位に使用される構造材の配置を決定するステップと、
上記データベースを参照して、上記部位の全ての場所に使用することができる単数または複数の構造材を選択して、指定された条件を満たしているかどうかを検定して、適合するものを候補データに残すステップと、
上記候補データに含まれた構造材のうち接合部を有するものについて、上記データベースから読み出したデータを比較して、接合部構造が共通するものを上記候補データに残すステップと、
同一の箇所で複数の構造材の候補が選択されている場合に、上記複数の構造材を所定の評価基準でランク付けをするための評価を付加するステップと、
上記部位の全ての場所に対して、上記評価が最高位の構造材を採用する処理を実行するステップと、
採用された構造材を使用した建物全体に対して要求されている全ての条件を満たすかどうかの構造計算を実行するステップと、
この計算の結果が不適という判断がでた場合には、該当する部分の構造材を上記の候補データから除外して、上記評価が最高位の構造材を採用した結果を受け入れて再度所定の構造計算を実行するステップと、
構造計算の処理結果を出力するステップと、
を含むことを特徴とする構造設計方法。
The storage device stores a database containing structural material data indicating the types of all structural materials used in the structural design and at least one type of joint structure that may be employed in the joint of the structural material. ,
By calculation processing of modules configured by computers,
Determining the placement of structural materials used in the building site according to specified conditions;
Referring to the above database, select one or more structural materials that can be used in all locations of the above part, test whether the specified conditions are met, and find the candidate data that matches Step to leave and
Comparing the data read from the database for the structural materials included in the candidate data, and leaving the common joint structure in the candidate data,
A step of adding an evaluation for ranking the plurality of structural materials according to a predetermined evaluation criterion when a plurality of structural material candidates are selected at the same location;
Executing the process of adopting the structural material having the highest evaluation for all the locations of the part; and
Performing a structural calculation of whether all required conditions are met for the entire building using the adopted structural material; and
If it is judged that the result of this calculation is inappropriate, the structural material of the corresponding part is excluded from the candidate data, and the result of adopting the structural material with the highest evaluation is accepted and the predetermined structure is again obtained. Performing a calculation;
A step of outputting the result of the structural calculation;
A structural design method comprising:
コンピュータを、請求項1に記載の構造設計装置として機能させる構造設計プログラム。   A structural design program for causing a computer to function as the structural design device according to claim 1. 請求項6に記載の構造設計プログラムを記録したコンピュータで読み取り可能な記録媒体。   A computer-readable recording medium on which the structural design program according to claim 6 is recorded.
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