JPS59163665A - 鉄骨建築物構造設計システム - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 く技術分類、分野〉 開示技術はコンピュータ制御により規格化された住宅の
設定範囲内での自由度を有する構造設計を行うシステム
技術分野に属する。

く要旨の解説〉 而して、この発明は民生用住宅等の建築物が設定種類数
のタイプにモジュール化されており、選択された規格モ
ジュールに対して柱、大梁、耐力壁、間柱等の部材を入
力していくシステムと該入力部材の予め記憶された強度
等を基に所定計算によウ強度計算を行う演算システムと
、該演算システムからの出力データについて合否列ＩＩ
ｆＴを行うチェックシステムが設けられている建築物構
造設計システムに関する発明であり、特に、上記各部材
の入力システムが選定モジュールに従う設定部材の自動
生成と設定自由度の範囲内での柱、大梁等の設置と修正
か可能であるようにされた入力システムとされ、又、前
記ナエソクシステムがその合否の判定結果、或は、該判
定結果、及び、過不足分を出力データとし、これと上記
各部材の入力システムの生成出力テ〜タと共にＣＲＴに
表示され、１人の設計者が所望に規格モジール内での設
ｅｔＩ図、表が得られるようにした建築物の１・４一造
設計システムに係る発明である。

く従来技術〉 周知の如く、建築＃ｌ（ｃは各種のものがあるが、これ
らのうち、ビル、プラント等、発注による単一構造のも
のもあるが、プレハブ住宅、規格、鉄骨、規格コンクリ
ート壁等の規格モジュールを多種有する多様注文住宅等
の建築物がある。

而して、該規格モジュール住宅については基本モジュー
ル、及び、柱、梁、壁間部材等も、型式が予め規格化さ
れており、強度、抗力，等も決められている。

又、発注側の要望に対処して基本モジュールにある程度
の設計の自由度の範囲内で上記規格部材の選択、配列、
組合せも許容されるようにされ、要望のバラエティに応
える構造の多様化を保証するようにされている。

そのため、要望されたタイプにかな５ｍ構造設計速やか
に可及的正確さで、しかも、コスト的に見合うようにな
されることが求めらｉｔる。

この場合、基本的には上記自由度の範囲で選択された、
或は、選択される規格モジュールに対する部材の構造物
としての適合性、即ち、架構体チェックと、風力、地震
力に対する適応性、即ち、偏心のチェックが欠かせず、
これに加えて部材選択における低コスト化の追求が求め
られることになる。

これに対処するに旧来は多くの設計者が適合し得る複数
、又は、１つの規格モジュールに対して柱、大梁等の生
成、及び、修正を計痒尺、機械的計算機等により計算を
行い、偏心のチェック、小梁の生成後の架構チェック等
を試行錯誤的に行っていた。

ところが、核種入海作戦的作業は多くの労力とエネルギ
ーを使いコスト的にも合わず、データ集成過程での計算
ミスもさげられない欠点があり、したがって、結果的に
多様化にネックが生じ、多数のモジュールか生かされな
いという不具合があった。

これに対し、近時周知の如く、コンピュータの現出と、
これのマイクロ高速化の促進とが、大量の入カデータの
高速演算処理を可能にし、出力データの多様化を可能に
したことにより原則的１・ては上述旧来技術ネックは解
消されるに至ってきた。

さりながら、上述コンピュータにょる架構チェック、偏
心チェックは、出力データか、デジタル化されているた
め、膨大な出力データはファイル化には良いもの又、ア
ナログ化データとして設計に即応出来ない欠点があり、
特に、チェックに対して最適データに変更処理する場合
の反応に遅れを生じ、結果的に多様化された潜在構造設
計現出の要望に応え難いという難点があった。

〈発明の目的〉７ この発明の目的は上述在来技術に基づくコンピュータ利
用の建築物の多様構造設計の問題点を解決すべき技術的
課題とし、近時開発されているコンピュータ制御による
ｅＡＤｃＡＭシステムノ手法にのっとり、入力、演算、
チェックのサブシステムをＣＲＴに接続して全ての出力
データをアナログ、或は、アナログデジタル化表示して
トライアンドエラーによる最適設計が正確に、且つ、迅
速に、しかも、１人の設計者が成し得るようにして多様
化規格モジュールの現出化が図れるようにし、建築産業
におけるコンピュータ設計利用分野に益する優れた＠築
物の構造設計システムを提供せんとするものである。

〈発明の構成〉 上述目的に沿い先述特許請求の範囲を要旨とするこの発
明の構成は前述問題点を解決するために、建築物構造設
計システムの−・−ドウエアに設けられたデジタル変換
入力装置に選定された建物の基本規格モジュールをセッ
トしてデジタイザによる建物外部部槽成部材を入力し、
柱、大梁等を自動生成し、更に設計者の設計減覚（・ζ
したがってバランス良く配列入力を行って修正を成し、
又、ベランダ、玄関等の外部付属物を入力すると共に間
柱、プレース等を入力し、これらに対して風、地震等の
水平力、偏心のチェックをコンピュータ内蔵の記１祿部
材データと強度計算式により演算して行い、その判定の
結果を合否アナログ表示、及び、デジタル表示にてＣＲ
Ｔ上に行う合格出力データが得られるまで、修正入力を
反復するようにし、合格出力データが得られた後は玄関
、階段等の建物内部の構造部材の入力を行い小梁の自動
生成、修正を行い、演算により梁の耐力が充分であるか
否かの架構チェックを行って、合否判定の′ｒナログ表
示をＣＲＴ上に行うことにより迅速に合格の架構チェッ
クデータ出力が得られるようにし、最終的に部材番号表
示付アナログ図及び表がＣＲＴ表示されると共に印刷出
力データとして得られるようにした技術的手段を講じた
ものである。

〈実施例の説明〉 第１図はこの発明の建築物構造設計システム１の機能説
明図であり、基本モジュールの設計図、部材リスト等の
入力データ２．２・・・をキーボード、メニュー、ベン
タッチ操作部、等により入力させるデジタル入力変換装
置（デジタイザー）３が設置ｔうれて入力システム４を
成し、コンピュータ５の比較回路６、記憶回路７に接続
されている。

又、該コンピュータ５の比較回路は設定回路８と接続さ
れて演算回路９を経て判定回路１０に接続され、該判定
回路１０は記憶回路７と共にＣＲＴｌｌに接続されてい
る。

そして、上記演算回路９での操作が演算システムを成し
、判定回路１０での操作がチェックシステムを成すよう
にされている。

又、第２図はこの発明のシステムのコンピュータ５によ
る操作のフローシートであり、第３図以下のＣＲＴ表示
説明図と併せて説明する。

まず、注文先からの所望タイプの発注に基づいた基本規
格モジュール図面をデジタル入力変換装置３に対してセ
ットし第２図のフローシートに示す様に始めの入力スイ
ッチを入れ、建物外郭部の入力を始め、建物のタイプ、
基進目盛線のＸ通り（横方向間隔）、Ｙ通り（縦方向間
隔）外周等をデジタイザー人力により行うと、第３図妬
示す様にＣＲＴ上に外周１２を中心にＸ通り、Ｙ通り、
件名、タイプ等が表示される。（以下符号は図面上引出
線のあるもののみとする。） 尚、第３図以丁の全ての図面は文字を含めて、ＣＲＴ上
表示のものである。

次にフローにしたがって、柱、大梁の位置決めキーを押
すと、基本規格モジュールに対して予め設定されて記憶
回路１に記憶されている設定記憶データに従い、第４図
に示す様に柱１３．１３・・・、大梁１４．１４・・・
が自動生成されてＣＲＴｌｌ上に表示されていく。

次いで、設計者の所望に応じて設計感覚に従いバランス
よく第５図に示す様に柱１３′、１３′す・、大梁１４
′、１４′・・・をキー、及び、基本モジュールに対す
るベンタッチ入力で行い、修正を行う。

次にフローに従い建物付属物、例えば、ベランダ、玄関
等を入力し、ＣＲＴ上に自動表する。

それから、フローに示す様にプレース、間柱等の入力を
行うが、設計者の減電、所望に応じ、デジタル変換入力
装置３上の基本モジュール上にベンタッチを介して入力
すると、該入力データは二１ンビュータ５の記憶回路７
を介してｃＲＴ１１上の対応図上に第６図に示す様に間
柱１５．１５・・・、プレース１６．１６・・・とじて
表示される。

このようにして鉄骨部の基本的構造設計入力が終了する
と、風力、地震力に対する水平力と偏心の計算を耐力壁
の剛性評価として行うが、これらの計算入力スイッチを
押すと、コンピュータ５の記憶回路７に予め入力記憶さ
せておいた部材の強度、張力等と計算式により比較回路
６に設定値からの入力データと共に入力して演算回路９
にて演算し第７図に示す様に下側に１階（ＩＦ）、２階
（２Ｆ）の柱１３．１３・・・間柱１５．１５・・・大
梁１４．１４・・の配列ディスプレーが、上側に各種入
力データの出力値、例えば、Ｗ（風圧力）、Ｅ（地震力
）、Ｓ　ＵＭ−ＷＥ　Ｉ　Ｇ　ＨＴ　（重量）、ＳＣ（
層別断力係数）、Ｂ’ＲＡＣＥ（プレース量）、Ｇ（重
心位置）、Ｊ（プレース重心の位置）、Ｅ（偏心距離）
、ＢＥ（偏心率）、ＭＡＸ−Ａ（最大補正係数）、Ｄ（
水平力／プレース量）Ｐ’ｌＡ（ＰＸＡ　）　Ｊ　Ｇ　
（−ｔ４Ｊ定）がデジタル表示され、上段右隅の判定Ｊ
Ｇには設計耐力合格基準を１（実際には内規等により０
．９５等とおさえる。）として１以上を不合格、１より
小さいものを合格として合格をＯＫ、不合格をＮｏとア
ナログ表示すると共にデジタル表示するようにされであ
る。

したがって、設計者は直ちにＣＲＴ上にプレース１６．
１６・・・の耐力がＣＲＴＪ：に合否視認することが出
来、例えば、合否判定ＪＧ上から１番目のものがＮｏで
ＰＸＡが１．０９５で不合格であることを知り、フロー
シート結果出力のＮＯからプレース、間柱のループ修正
作業に移行するようになり、デジタイザーのプレース、
間柱加入の入力を行い、例えば、第８図の１６に示す様
な第７図にないプレース、間柱１６を加入修正すること
により再演算の結果、上記不合格の判定ＪＧはＮ。

からＯＫに変わり、０９０４と極めて良好な設計が行え
る。

この場合、合格ＯＫに対してもＯＫがＰＸＡで０．８７
５のような場合、修正して１に近づけるようにループ作
業をしても良い。

このようにして偏心チェックシステムのチェックが合格
された後は第２図に示すフローシートに畿・玄関、階段
等の建物内部の付属物の構造物の配列入力を行う。

まず、例えば、玄関、階段等の設置を前記デジタイザー
上の初期セットモジュール上にベンタッチで入力すると
コンピュータ５の記憶回路７を介して第９図に示す様に
ＣＲＴＩ　ｉ上に玄関１７、階段１８が出力表示される
。

その他、ひさしや吹抜は等所望設計構造を入力した後、
小梁の自動生成のキーを押すと、記憶回路７と演算回路
９による計算による小梁の決定がなされ、第１０図に示
す様に小梁１９．１９・・・が該小梁１９．１９・・・
の記号と共に自動生成されＣＲＴＪ１上に表示される。

そして、フローシートに示す様に自動生成後、設計者の
設計感覚に応じて更に所望位置に小梁と同様を入力して
修正作業を行い、デジタイザーの架構チェックキーを押
してコンピュータ５の演算回路９により各部材の予め入
力されている強度、耐力、等をこれも予め決められて入
力されている計算式により演算され、当該設定／Ｊ＼梁
１９．１９・・が大梁１４．１４・・・と共に充分な強
度材たり得るか否か判定回路１０でチェックされ、その
出力データがＣＲＴＪ１上に当該不適合な小梁１９につ
いてはその小梁１６の部分表示が赤小梁で表示される。

・第１１図は出願明細書に付随する図面として赤表示不
能であるため、図示の都合上傍線の太線で示し、部材信
号の後番号にエラー内容コードを示し、別表コードで小
梁を太くとか、間柱を介設するとかのエラーメツセージ
をひく。

尚、第１１図で５０アンダーラインはその部分がＣＲＴ
上で狭いため、エラーメツセージのみ示されている。

そして、上述チェックシステムによる小梁１９．１９・
・・のチェックが終わり、補正作業をするに再びデジタ
イザーに対して小梁１９、間柱１６の修正を図るべく設
計者の感覚により削除、追加、位置代え等のベンタッチ
操作をフローにしたがっておこなう。

その結果は第１２図妬示す様に、例えば、間柱１６．１
６・・・の介装設置により小梁１９に対する赤小梁表示
は消え、当該小梁が耐え得ることが分り合格となる。

このようにして最終的に、例えば、各階の合格した部材
配列組合せが決定されＨｆ、それらを順にＣＲＴｉｉ上
に表示すると共に、或は、別個に適宜併設する印刷シス
テムにより、第１３因子面図、第１４図軸組立図に示す
様に大梁、柱、小梁、間柱の配列構造のアナログ表示、
及び、それらの部材番号をデジタル表示したシートを連
続的、不連続的（て印刷して出力表示する。

〈他の実施例〉 尚、この発明の実施態様は上述実施例に限るものでない
ことは勿論であり、例えば、偏心チェックのみならず、
架構体チェックにおいても合否判定アナログ表示に対し
て小梁がどの程度もつがもたないかデジタル表示するよ
うにする等種々の実施態様が採用可能である。

〈発明の効果〉 以上この発明によれば、住宅等の鉄骨構造建築物の構造
設計を行うシステムにおいて、基本的にコンピュータに
対して規格部材の強度、張力、耐力等のテークが全て部
材番号と共に予ｙ）インプットされており、応力計算式
もインプットされているため、基本規格モジュールに従
って、本梁、柱を入力し、基本構造が決められたところ
へ発注者の多様な注文構造、或は、設計者の自由な感覚
に基づくデザイン設計による間柱、プレース、小梁の介
設が許容され、しかも、その都度、或は、全体介設後の
修正が演算システムの完了後のチェックシステムにより
確認を介して行われるため、確実、且つ、迅速な構造設
計が行える優れた効果が奏される。

、又、上記チェックシステムの判定結果が演算結果と共
に部材生成に対する結果としてＣＲＴ上にアナログ的に
、或は、デジタル的に表示されるために、設計者は基本
モジュールの設計は勿論、自己の所望する設計デザイン
の構造がもつかどうか常にコンピュータと対話を絖げる
状態でＣＲＴで視認して数値的に視確的に設計していく
ことが出来る優れた効果が奏される。

又、ＣＲＴ上に構造図が入力に応じて付加削除される表
示されるため、設計者は常に当該階の側面、平面の全体
、或は、部分を視認し、付加削除部材の配設位置確認、
設置、削除の確認、部材番号等を周囲の構造との相対関
係を考慮判断しながら当該付加削除は勿論のこと、次の
間柱、小梁の付加、削除の行為に移ることが出来る優れ
た効果が奏される。

しかも、水平偏心のチェック、及び、架構のチェックの
その都度の合否、エラーチェックがチェックシステムを
通して確実になされるのみならず、総構造設計が終了し
た時点で順次印刷するプロセスで再確認してＣＲＴ上で
エラーミス表示を視認出来るため、全体設計が正確に行
え、実際上は、Ｃ，ＡＤＣＡＭシステムと同じ効果が奏
される。

更に、設計者が１人でシステムを操作して設計すること
が出来ることにより多数、或は、複数の設計者の協働計
算による交換、或は、集合情報集成に基づくミスも避け
られる上（Ｆ：、、１人の設計者であるが故の自由度が
設計上にフルに発揮され、設計の本来的な創造性、独創
性が充分に生がされ、創作のｊｊｔさが発揮される良さ
もある。

加えて、許容荷重、耐力の中での部材選定が常に他の部
材との構造物応力関係で成されるため、最終行的設計も
出来、コストダウンにつながる設計も出来る優れた効果
もある。

而して、１つの発注に対して複数の設計者洸よる複数の
構造設計が生まれ、それも製図化され、コスト計算もさ
れて発注者に提示可能となるため最終的な発注者の選択
決定にも弾力性が許容される利点があり、それだけ構造
設計例の蓄積量も増える効果もある。

【図面の簡単な説明】

図面はこの発明の１実施例の説明図であり、第１図はシ
ステムの機能概略図、第２図はフローシート図、第３図
以下は出力デ〜りのＣＲＴ表示画像そのものの乃至印刷
図であり、第３図は建物外郭図、第４図は主柱配置生成
図、第５図は主柱、大梁修正図、第６図は間柱、プレー
ス配列図、第７図は水平力、編上・カチェック図、第８
図は水平力、偏心力の修正合格図、第９図は建物付属配
列図、第１０図小梁自動生成図、第１１図は小梁配列設
計の架構チェックのエラー表示図、第１２図は小梁配列
後の架構チェック合格図、第１３図はシステムによる構
造設計終了の設計平面図、第１４図は軸組側面図である
。 手続補正書（自発） 昭和５８年３月３１′Ｂ 特許庁長官若杉オロ夫　　殿 １　事件の表示 昭和５８年特　許　願第０３６６５７号２　発明の名称
　　建築物構造設計システム３、　補正をする者 事件、！：、）関係　　特許出願人 ４、代理人ｆ１０５ ６　補正により増加する発明の数　７ｋＬ（２）トレー
ス図面（内容に変更なし）別紙の通り。 ４１７−

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 （１１建築物の規格モジュールに対して建物外郭部人カ
   システム及び各部材の入力システムと該各部材入力シス
   テムに対応する演算システムと、該演算システムに対す
   るチェックシステムを有している建築物構造設計システ
   ムにおいて、上記各部材の入力システムが各部材自動生
   成可能であると共に修正生成可能であるシステムにされ
   、又、前記チェックシステムが上記生成部材の合否の少
   くとも判定結果を出力し、而して該判定出力と上記各部
   材の入力システム生成出力とがＣＲＴに表示されるよう
   にされていることを特徴とする建築物構造設計システム
   。 （２）前記規格モジュールが選択的に入力可能にされ、
   その入力情報が上記ＣＲＴ上に表示されることを特徴と
   する特許 建築物構造設計システム。 （３）前記部材の入力システムと演算システム及びチェ
   ックシステムが２段にされ、一段目では主部材の生成、
   修正、偏心のチェックがなされるようにし、２段目では
   副部材の生成、修正、架構チェックがなされることを特
   徴とする上記特許請求の範囲第１、２項のいづれか記載
   の建築物構造設計システム。 （４）上記チェックシステムの前記判定出力が偏心チェ
   ックκついてはＣＲＴ上にデジタル表示され、架構チェ
   ックについてはＣ　Ｒ　Ｔ，ｆＫアナログ表示するよう
   にされたことを特徴とする上記特許請求の範囲第３項記
   載の建築物構造設計システム。 （５）一ヒ記アナログ表示が選択部材についてＣＲＴ上
   に合格部材とは色彩が変えられてなされることを特徴と
   する上記特許請求の範囲第４項記載の建築物構造設計シ
   ステム。 （６）　　前記各部材の入力データが規格データであり
   、前記演算システムが該規格データの標準仕様記憶デー
   タとの対比演算システムであることを特徴とする前記特
   許請求の範囲第１項記載の建築物構造設計システム。 （７）＠記チェックシステムが結果出方をＣＲＴ上に構
   造部材部品番号を角して示されることを特徴とする特許
   請求の範囲第１．６項のいづれが記載の建築物構造設計
   システム。 （８）上述建築物が鉄骨構造住宅であって各部材が規格
   化されていることを特徴とする特許の範囲第１〜７項記
   載のいづれかの建築物構造設計システム。