JP6786406B2 - 構造計算プログラム - Google Patents

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Description

本発明は、建築物の構造計算プログラムに関するものである。
図5〜図10は、従来の構造計算プログラム10、及び建設途中に用いる仮設物の検討について説明するために参照する図である。
従来は建築後の建築物(鋼構造、RC構造、SRC構造等)が、常時、及び地震時等において壊れないか否かを確かめるために、設計者が構造計算プログラム10(例えば、特許文献1参照)を実行していた。
構造計算プログラム10は、建築後の建築物に荷重や外力が加わった場合に、柱、梁、床等に生じる力や変形の度合がどの程度であるかを計算し、建築物が壊れないか否かの判定を行うように構成されていた。
図5は、構造計算プログラム10の大まかな流れを示したフローチャートである。
図5に示すように、先ず、ステップS101において、建築物の階高(建築物の各階の高さ)、スパン(柱と柱の間の距離)、建築物を構成する各部材の材質、及び断面寸法、積載荷重、積雪荷重などの構造計算における条件を設計者が入力(手入力、又はリストから選択)していた。
なお、コンクリートの比重等のような固定して使用する値は、定数として構造計算プログラム10内で定義され、設計者がコンクリートの比重等を入力する必要は無かった。
次に、ステップS102において、ステップS101で入力した計算条件を用いて、建築後の建築物の構造計算と、常時及び地震時等において建築物が壊れないか否かの判定を行う一貫構造計算を実行していた。
そして、ステップS103において、ステップS102で計算した一貫構造計算の結果を出力(印刷)していた。
図6は、設計者が構造計算プログラム10(S101→S102→S103)を実行した後に、施工現場の担当者が建設途中に用いる仮設物の検討を行い、その検討結果を出力するまでの大まかな流れを示したフローチャートである。前述において、ステップS101〜S103の処理内容は説明したため省略する。
図6に示すように、設計者が構造計算プログラム10を実行した後に、ステップS104において、施工現場の担当者が、構造計算書(構造計算の条件、計算結果等をまとめた書類)に記載された図面等から必要な情報を拾いながら、建設途中に用いる型枠の検討、支保の必要数の算出、支保の設置間隔の算出等の仮設物の検討を行っていた。
そして、ステップS105において、施工現場の担当者が、ステップS104で行った仮設物の検討結果を出力(紙に記載する等)していた。
このように、建築物が建設中に壊れることがないように、施工現場の担当者が電卓等を用いて、型枠、支保等の仮設物の検討を行っていた。
例えば、建築物の床面を形成するコンクリートスラブ1(図7参照)を建設する途中には、図9に示すように、コンクリートスラブ1を下側から支える支保6が必要だった。
図7に示すように、梁2と梁2の間を架け渡すように設置されたコンクリートスラブ1は、デッキプレート3、鉄筋5、及びコンクリート4から構成されていた。
鋼板製のデッキプレート3は、図7,8に示すように、山部と谷部とが傾斜部を介して交互に連続する波形の断面を有し、デッキプレート3の上方に複数本の鉄筋5が、縦横網目状に設置されていた。
そして、図8に示すように、デッキプレート3の図中上面側にコンクリート4が打設され、鉄筋5はコンクリート4中に埋もれていた。
このように、デッキプレート3は、コンクリート4が打設されてから固まるまでの間は型枠の働きをし、建築物の完成後は取り外されることなく、そのままコンクリートスラブ1の一部として使用されていた。
なお、鉄筋5は、スペーサ―(不図示)を利用してデッキプレート3の上方に設置され、コンクリート4の打設時に沈下したり、浮き上がったりしないように固定されていた。
デッキプレート3にコンクリート4を打設してから、コンクリート4が固まるまでの間は、コンクリート4の強度は弱い状態であるため、建築中の建築物が壊れたり、或いは壊れないまでもデッキプレート3が撓んでしまう恐れがあった。
そのため、コンクリート4が固まるまでの間は、図9に示すように、複数本の棒状の支保6がコンクリートスラブ1を下側から支え、コンクリート4が固まったら、支保6を取り除くようにしていた。
また、図10に示すように、コンクリート4が固まるまでの間は、コンクリートスラブ1の周縁部(図10(a)参照)には型枠7が設けられていた。型枠7を設けることにより、打設されたコンクリート4が横に広がって、デッキプレート3から流出するのを阻止していた。そして、コンクリート4が固まったら、型枠7を取り除くようにしていた。
したがって、図6のステップS104においては、コンクリートスラブ1の厚さ、長さ等の情報を構造計算書の図面等から読み取り、そこからコンクリート4の自重によりデッキプレート3に掛かってくる荷重、型枠7に掛かってくる荷重等を計算していた。
そして、その計算結果を用いて、支保6の必要数、設置間隔、型枠7が曲がらないための厚さ等を検討して、建築中の建築物が壊れないため、及び建築物を構成する部材が変形しないための工事計画を立てていた。
特開2003−316831号公報
しかしながら、従来は、建築後の建築物の一貫構造計算と、建設途中の仮設物の検討の二度の計算をそれぞれ別の担当者が行っていたため、その分だけ工期が長期化する共に、工期が長期化することにより人件費等のコストが増大するという問題があった。
また、施工現場の担当者が、構造計算書に記載された図面等から必要な情報を拾いながら、建設途中に用いる型枠7の検討、支保6の必要数の算出等を行っていく間に計算ミスが生じ、その計算ミスが原因でデッキプレート3が撓む等して建築物の品質が安定しないという問題があった。
そこで本発明は、上記問題点に鑑みて、工期が長期化し、コストが増大することを防止すると共に、建築物の品質を安定させることができる構造計算プログラムを提供することを課題とするものである。
上記課題を解決するために、本発明の構造計算プログラムは、
電子計算機に対して、建築後の建築物に荷重や外力が加わった場合に、柱、梁、床等に生じる力や変形の度合がどの程度であるかを計算して、建築物が壊れないか否かの判定を行う一貫構造計算を行わせるための構造計算プログラムであって、
前記電子計算機が、前記一貫構造計算を行うための計算条件入力を受け付けるステップと、
前記電子計算機が、前記計算条件を用いて、前記一貫構造計算を行う第1のステップと、
前記電子計算機が、記計算条件を用いて、前記建築物の建築途中における、前記建築物のコンクリートスラブを形成するためのコンクリート打設に伴って、前記コンクリートスラブの周縁部に配置される型枠や、前記コンクリートスラブの底部に配置されるデッキプレートを支持するための支保の検討を行う第2のステップを備えたことを特徴とするものである。
また、本発明の構造計算プログラムは、
前記電子計算機が、前記第1のステップを実行するか否か選択を受け付けるステップと、
前記電子計算機が、前記第2のステップを実行するか否か選択を受け付けるステップを備えたことを特徴とするものである。
また、本発明の構造計算プログラムは、
前記電子計算機が、前記一貫構造計算の結果を出力する第3のステップと、
前記電子計算機が、記検討の結果を出力する第4のステップを備えたことを特徴とするものである。
また、本発明の構造計算プログラムは、
前記電子計算機が、前記第3のステップを実行するか否か選択を受け付けるステップと、
前記電子計算機が、前記第4のステップを実行するか否か選択を受け付けるステップを備えたことを特徴とするものである。
このような本発明の構造計算プログラムによれば、
電子計算機に対して、建築後の建築物に荷重や外力が加わった場合に、柱、梁、床等に生じる力や変形の度合がどの程度であるかを計算して、建築物が壊れないか否かの判定を行う一貫構造計算を行わせるための構造計算プログラムであって、
前記電子計算機が、前記一貫構造計算を行うための計算条件入力を受け付けるステップと、
前記電子計算機が、前記計算条件を用いて、前記一貫構造計算を行う第1のステップと、
前記電子計算機が、記計算条件を用いて、前記建築物の建築途中における、前記建築物のコンクリートスラブを形成するためのコンクリート打設に伴って、前記コンクリートスラブの周縁部に配置される型枠や、前記コンクリートスラブの底部に配置されるデッキプレートを支持するための支保の検討を行う第2のステップを備えたことにより、
工期が長期化し、コストが増大することを防止すると共に、建築物の品質が安定させることができる。
本発明の第1の実施の形態に係る構造計算プログラム20のフローチャートである。 本発明の第2の実施の形態に係る構造計算プログラム30のフローチャートである。 本発明の第3の実施の形態に係る構造計算プログラム40のフローチャートである。 本発明の第4の実施の形態に係る構造計算プログラム50のフローチャートである。 従来の構造計算プログラム10のフローチャートである。 設計者が構造計算プログラム10を実行した後に、施工現場の担当者が行う仕事内容を説明するためのフローチャートである。 梁2と梁2の間を架け渡すように設置されたコンクリートスラブ1の一部分(コンクリート4の一部分)を切欠いた斜視図である。 図7のコンクリートスラブ1の側面の一部を拡大して示す一部拡大側面図。 建設途中のコンクリートスラブ1を支保6が支持している状態を示す図である。 図10(a)は、型枠7が取り付けられたコンクリートスラブ1の上面図で、図10(b)は、図10(a)に示すコンクリートスラブ1のA−A線矢視断面図である。
以下、本発明に係る構造計算プログラム20を実施するための形態について、図面に基づいて具体的に説明する。
図1は、本発明の第1の実施の形態に係る構造計算プログラム20について説明するために、構造計算プログラム20の大まかな流れを示したフローチャートである。
なお、図5に示した従来の構造計算プログラム10における処理ステップと、同じ処理ステップには同じ符号を付して説明するものとする。
図1に示すように、先ず、ステップS101において、建築物の階高(建築物の各階の高さ)、スパン(柱と柱の間の距離)、建築物を構成する各部材の材質、及び断面寸法、積載荷重、積雪荷重などの構造計算における条件を設計者が入力(手入力、又はリストから選択)する。
なお、コンクリートの比重等のような固定して使用する値は、定数として構造計算プログラム20内で定義され、設計者がコンクリートの比重等を入力する必要は無い。
次に、ステップS102(第1のステップ)の処理と、ステップS202(第2のステップ)の処理が、同時に実行(並列実行)される。
ステップS102においては、ステップS101で入力した計算条件を用いて、建築後の建築物の構造計算と、常時及び地震時等において建築物が壊れないか否かの判定を行う一貫構造計算を実行する。
ステップS202においては、ステップS101において入力した計算条件(コンクリートスラブ1の厚さ、長さ等の情報)を用いて、建設途中に用いる型枠7の検討、支保6の必要数の算出、支保6の設置間隔の算出等の仮設物の検討を行う。
そして、ステップS102と、ステップS202の処理が共に終了した後に、ステップS103(第3のステップ)において、ステップS102で行った一貫構造計算の結果を出力(印刷)する。
そして、ステップS103の処理が終了した後に、ステップS203(第4のステップ)において、ステップS202で行った仮設物の検討の結果(支保6の必要数、設置間隔、型枠7の必要な厚み等)を出力(印刷)する。
このように、構造計算プログラム20においては、建築後の建築物の一貫構造計算に係る処理ステップ(S101,S102,S103)と、建設途中に用いる仮設物(コンクリートスラブ1の周縁部に設けられる型枠7、及び、コンクリートスラブ1を下側から支える支保6等のコンクリート打設に伴う仮設物)の検討に係る処理ステップ(S202,S203)を備えている。
そして、建築後の建築物の一貫構造計算に用いる計算条件を用いて、建築後の建築物の一貫構造計算(ステップS102)と、新たに条件を入力することなく建設途中に用いる仮設物の検討(ステップS202)を一括して行っている。
設計者は、構造計算プログラム20を実行した後に、ステップS203で出力された、仮設物の検討結果(支保6の必要数等が記載された書面)を構造計算書に付す等して、施工現場の担当者に施工前に渡すことができる。
このように、施工現場の担当者が、施工前の段階で支保6の必要数等の仮設物の検討結果を知ることができるため、従来のように施工が開始してから仮設物の手配をする場合に比べて仮設物の手配が早くなる。
そして、その分だけ工期を短縮することができると共に、工期短縮に伴って人件費等のコストを削減することができる。特に、設計から施工までを一社で行うような会社においては、施工前に仮設物の手配が可能になることにより、かなりの工期短縮を図ることができる。
また、構造計算プログラム20におけるステップ101は、従来の構造計算プログラム10(図5参照)におけるステップ101と同じ処理内容であるため、計算条件を入力する設計者の作業量は、従来の構造計算プログラム10を用いた場合と同じである。
このように、計算条件を入力する設計者の作業量は、従来の構造計算プログラム10を用いた場合と同じであるにも関わらず、施工現場の担当者が仮設物の検討を行う作業は必要無くなる。したがって、その分だけ工期を短縮することができると共に、工期短縮に伴って人件費等のコストを削減することができる。
また、前述のように、構造計算プログラム20においては、建築後の建築物の一貫構造計算に用いる計算条件を用いて、建築後の建築物の一貫構造計算と、仮設物の検討を一括して行うことができるため、施工現場の担当者が電卓等を用いて仮設物の検討を行う場合に比べて、仮設物の検討における計算ミスを少なくすることができる。
また、従来は、仮設物の検討結果(支保6の必要数等)が正しいか否かを設計者や監督者が確認することは無かったが、本実施の形態に係る構造計算プログラム20を用いた場合には、ステップS203で出力した仮設物の検討結果を用いて、設計者や監督者が、支保6の本数等を施工現場でチェックすることができる。
このように、本実施の形態に係る構造計算プログラム20を用いることにより、仮設物の検討における計算ミスを少なくすることができると共に、設計者及び監督者が、施工現場で仮設物のチェックをすることができるため、建築物の品質を安定させることができる。
したがって、以上に説明したように、本実施の形態に係る建築物の構造計算プログラム20によれば、工期が長期化し、コストが増大することを防止すると共に、建築物の品質を安定させることができる。
図2は、本発明の第2の実施の形態に係る構造計算プログラム30について説明するために参照する図である。なお、前記第1の実施の形態に係る構造計算プログラム20における処理ステップと、同じ処理ステップには同じ符号を付して説明するものとする。
前記第1の実施の形態に係る構造計算プログラム20においては、図1に示すように、ステップS102の処理と、ステップS202の処理が同時に実行(並列実行)されていた。
一方、本実施の形態に係る構造計算プログラム30においては、図2に示すように、ステップS102の処理が終了してから、ステップS202の処理が実行(順次処理)されている点において、前記第1の実施の形態に係る構造計算プログラム20と異なるものである。その他は、前記第1の実施の形態に係る構造計算プログラム20と同様である。
このような本実施の形態に係る構造計算プログラム30によっても、前記第1の実施の形態に係る構造計算プログラム20と同様に、工期が長期化し、コストが増大することを防止すると共に、建築物の品質を安定させることができる。
図3は、本発明の第3の実施の形態に係る構造計算プログラム40について説明するために参照する図である。なお、前記第1の実施の形態に係る構造計算プログラム20における処理ステップと、同じ処理ステップには同じ符号を付して説明するものとする。
本実施の形態に係る建築物の構造計算プログラム40は、一貫構造計算(ステップS102)、及び仮設物の検討(ステップS202)を実行するか否かをそれぞれ選択することができる点において、前記第1の実施の形態に係る構造計算プログラム20と異なるものである。
すなわち、構造計算プログラム40においては、図3に示すように、ステップS401において、ステップS102、S202の処理を実行するか否かを設計者が選択することができるようになっている。
そして、ステップS401で行ったステップS102の処理を実行するか否かの選択に従ってステップS402の判定処理が実行され、ステップS401で行ったステップS202の処理を実行するか否かの選択に従って、ステップS403の判定処理が実行される。
ステップS402において、ステップS102の処理を実行する(YES)と判定した場合には、ステップS102、及びステップ103の処理が順次行われ、ステップS402において、ステップS102の処理を実行しない(NO)と判定した場合には、ステップS102,S103の処理は行われず、一貫構造計算に係る処理は終了する。
また、ステップS403において、ステップS202の処理を実行する(YES)と判定した場合には、ステップS202、及びステップS203の処理が順次行われ、ステップS403において、ステップS202の処理を実行しない(NO)と判定した場合には、ステップS202,S203の処理は行われず、仮設物の検討に係る処理は終了する。
なお、構造計算プログラム40においては、一貫構造計算に係る処理(ステップS402,S102,S103)と、仮設物の検討に係る処理(ステップS403,S202,S203)が互いに独立して並列処理されている。
このような本実施の形態に係る構造計算プログラム40によっても、前記第1の実施の形態に係る構造計算プログラム20と同様に、工期が長期化し、コストが増大することを防止すると共に、建築物の品質を安定させることができる。
図4は、本発明の第4の実施の形態に係る構造計算プログラム50について説明するために参照する図である。なお、前記第1の実施の形態に係る構造計算プログラム20における処理ステップと、同じ処理ステップには同じ符号を付して説明するものとする。
本実施の形態に係る構造計算プログラム50は、一貫構造計算結果の出力(ステップS103)、及び仮設物の検討結果の出力(ステップS203)を実行するか否かをそれぞれ選択することができる点において、前記第1の実施の形態に係る構造計算プログラム20と異なるものである。
すなわち、構造計算プログラム50においては、図4に示すように、ステップS501において、ステップS103、S203の処理を実行するか否かを設計者が選択することができるようになっている。
そして、ステップS102の処理が実行された後に、ステップS501で行ったステップS103の処理を実行するか否かの選択に従って、ステップS502の判定処理が実行される。
また、ステップS202の処理が実行された後に、ステップS501で行ったステップS203の処理を実行するか否かの選択に従って、ステップS503の判定処理が実行される。
ステップS502において、実行する(YES)と判定された場合には、ステップS103の処理が行われ、ステップS502において、実行しない(NO)と判定された場合には、ステップS103の処理は行われず、一貫構造計算に係る処理は終了する。
ステップS503において、実行する(YES)と判定された場合には、ステップS203の処理が行われ、ステップS503において、実行しない(NO)と判定された場合には、ステップS203の処理は行われず、仮設物の検討に係る処理は終了する。
なお、構造計算プログラム50においては、一貫構造計算に係る処理(ステップS102,S502,S103)と、仮設物の検討に係る処理(ステップS202,S503,S203)が互いに独立して並列処理されている。
このような本実施の形態に係る構造計算プログラム50によっても、前記第1の実施の形態に係る構造計算プログラム20と同様に、工期が長期化し、コストが増大することを防止すると共に、建築物の品質を安定させることができる。
なお、本発明は、前記第1から第4の実施の形態のみに限定されるものではなく、本発明の目的を達成することができる範囲内であれば、種々の変更が可能である。
例えば、前記第3の実施の形態に係る構造計算プログラム40においては、ステップ102の処理、及びステップ202の処理を実行するか否かをそれぞれ選択することができ、前記第4の実施の形態に係る構造計算プログラム50においては、ステップ103の処理、及びステップ203の処理を実行するか否かをそれぞれ選択することができるようになっていたが、ステップ102の処理、及びステップ202の処理を実行するか否かの選択と、ステップ103の処理、及びステップ203の処理を実行するか否かの選択の両方とも行うことができるように構成されていてもよい。
また、前記第1〜4の実施の形態に係る構造計算プログラム20,30,40,50においては、ステップS103において、ステップS102で行った一貫構造計算の結果を出力(印刷)し、ステップS203において、ステップS202で行った仮設物の検討の結果を出力(印刷)していたが、印刷(紙媒体への出力)に限定される必要はなく、ファイル保存等の他の出力方法であってもよい。
また、前記第2の実施の形態に係る構造計算プログラム30においては、図2に示すように、ステップS102→S202→S103→S203の順で実行されていたが、この順番に限定される必要はなく、ステップS202→S102→S203→S103、ステップS102→S103→S202→S203、ステップS202→S203→S102→S103等の順に実行されていてもよい。
また、前記第3の実施の形態に係る構造計算プログラム40においては、図3に示すように、一貫構造計算に係る処理(ステップS402,S102,S103)と、仮設物の検討に係る処理(ステップS403,S202,S203)が互いに独立して並列処理されていたが、一貫構造計算に係る処理が終了した後に、仮設物の検討に係る処理を実行(順次実行)されるように構成されていてもよいし、その逆であってもよい。
また、前記第4の実施の形態に係る構造計算プログラム50においては、図4に示すように、一貫構造計算に係る処理(ステップS102,S502,S103)と、仮設物の検討に係る処理(ステップS202,S503,S203)が互いに独立して並列処理されていたが、一貫構造計算に係る処理が終了した後に、仮設物の検討に係る処理を実行(順次実行)されるように構成されていてもよいし、その逆であってもよい。
また、前記第1〜4の実施の形態に係る構造計算プログラム20,30,40,50においては、ステップS101において、構造計算における条件を設計者が入力(手入力、又はリストから選択)するようになっていたが、例えば、デッキプレート4の寸法等の仕様(情報)を記号化して、その記号を入力(手入力、又はリストから選択)することで、構造計算における条件を入力できるようになっていてもよい。
このように、記号化されたデッキプレート4等の部材の情報を用いて、構造計算における計算条件を入力(手入力、又はリストから選択)できるようにすることにより、ステップS101における計算条件の入力を簡素化することができる。
また、前記第1〜4の実施の形態に係る構造計算プログラム20,30,40,50においては、ステップ202で、デッキプレート3、鉄筋5、及びコンクリート4から構成されるコンクリートスラブ1(図7,8参照)に用いる仮設物(支保6,型枠7)の検討を行っていたが、コンクリートスラブ1に用いる仮設物の検討に限定される必要はない。
例えば、前記第1〜4の実施の形態に係る構造計算プログラム20,30,40,50のステップ202で、鉄筋5を有しないコンクリートスラブに用いる仮設物を検討していてもよいし、コンクリートスラブ以外の他の部材に用いる仮設物を検討していてもよい。
また、前記第1〜4の実施の形態に係る構造計算プログラム20,30,40,50においては、コンクリートスラブ1(図7,8参照)に用いる仮設物の検討を行い、そのコンクリートスラブ1のデッキプレート3と鉄筋5はあらかじめ一体化されていなかったが、デッキプレート3と鉄筋5が、あらかじめ工場で一体化されていてもよい。
また、前記第1〜4の実施の形態に係る構造計算プログラム20,30,40,50においては、コンクリートスラブ1(図7,8参照)に用いる仮設物の検討を行い、そのコンクリートスラブ1のデッキプレート3の断面は波形に形成されていたが、デッキプレート3が平板状等の他の形状に形成されていてもよい。
また、前記第1〜4の実施の形態に係る構造計算プログラム20,30,40,50においては、コンクリートスラブ1(図7,8参照)に用いる仮設物の検討を行い、そのコンクリートスラブ1の鉄筋5は縦横網目状(図7参照)に設置されていたが、コンクリートスラブ1の鉄筋5が縦横網目状以外の他の状態(トラス状等)になるように設置されていてもよい。
1 コンクリートスラブ
2 梁
3 デッキプレート
4 コンクリート
5 鉄筋
6 支保
7 型枠
10 柱脚計算プログラム
20 柱脚計算プログラム
30 柱脚計算プログラム
40 柱脚計算プログラム
50 柱脚計算プログラム

Claims (4)

  1. 電子計算機に対して、建築後の建築物に荷重や外力が加わった場合に、柱、梁、床等に生じる力や変形の度合がどの程度であるかを計算して、建築物が壊れないか否かの判定を行う一貫構造計算を行わせるための構造計算プログラムであって、
    前記電子計算機が、前記一貫構造計算を行うための計算条件入力を受け付けるステップと、
    前記電子計算機が、前記計算条件を用いて、前記一貫構造計算を行う第1のステップと、
    前記電子計算機が、記計算条件を用いて、前記建築物の建築途中における、前記建築物のコンクリートスラブを形成するためのコンクリート打設に伴って、前記コンクリートスラブの周縁部に配置される型枠や、前記コンクリートスラブの底部に配置されるデッキプレートを支持するための支保の検討を行う第2のステップを備えた
    ことを特徴とする構造計算プログラム。
  2. 前記電子計算機が、前記第1のステップを実行するか否か選択を受け付けるステップと、
    前記電子計算機が、前記第2のステップを実行するか否か選択を受け付けるステップを備えた
    ことを特徴とする請求項1に記載の構造計算プログラム。
  3. 前記電子計算機が、前記一貫構造計算の結果を出力する第3のステップと、
    前記電子計算機が、記検討の結果を出力する第4のステップを備えた
    ことを特徴とする請求項1又は2に記載の構造計算プログラム。
  4. 前記電子計算機が、前記第3のステップを実行するか否か選択を受け付けるステップと、
    前記電子計算機が、前記第4のステップを実行するか否か選択を受け付けるステップを備えた
    ことを特徴とする請求項3に記載の構造計算プログラム。
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