JPS62125471A - 鉄骨構造物の最適断面選出装置 - 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】 〔産業上の利用分野〕 本発明は骨組型鉄骨構造物の設計作業手順を効率良く行
い得る鉄骨構造物のＲ適所面泗出装匠に関する。

〔従来の技術〕

骨組型鉄骨構造物を設計する場合、通常汎用プログラム
を利用して各部材の応力解析を行い、上記各部材として
最適な断面形状を持つ鋼材を種々の規格化鋼材の中から
決定することが１了われる。

第４図はこの種の一般的な設計作業手順を示すものであ
る。

即ち先ず構造計画Ａでは、鉄骨構造物を構成する各部材
の位置と長さ、およびそれらの接合条件等を決定し、更
に上記各部材に作用する外力等を算定する。このｌｆｉ
造計両計画いて上記鉄骨構造物を構成する各部材毎の必
要断面が、経験的、或いは統計的データ等に基いてそれ
ぞれ仮定される（処理Ｂ）。

このようにして断面が仮定された各部材について、汎用
応力解析プログラムを用いる等して上記各部材に生じる
物理的な各種の力と変形がそれぞれ応力解析され、その
解析結果が求められる（処理Ｃ）。この応力解析Ｃによ
る解析結果から、面記各部材に対する応力表りが作成さ
れる。

しかして次に上記応力表りから前記各部材毎にその諸応
力データを法枠しく処理Ｅ）、各部材に対するＲ適断面
の選出処理Ｆが実行される。この際、事前に１１！漏さ
れた記録ファイルＧ、および鋼材リス１〜Ｈを参照して
各部材毎の最適鋼材データをＩ９　（処理Ｉ）、各部材
の最適断面鋼材表Ｊが作成される。以上の処理が前述し
た各部材の全てについて行われたか否かを判定しく処ｌ
Ｉｌ！Ｋ）、各部材について最適な鋼材がそれぞれ決定
されるまで繰返し実行する。

その後、上述した処理によって求められた各部材に対す
る最適断面鋼材の算出結果を、前記構造計画Ａに対して
求められた今回のデータであるとして前記記録ファイル
Ｇに格納する（処理し）。

そして、上記各部材に対する最適断面鋼材の算出結果の
中で、先に求められた断面と異なる部材が成るか否かを
判定する（処理Ｍ）。

ここで成る部材に関してＲ適断面の違うものが求められ
た場合には、構造計画された構造物全体の剛性バランス
が前記応力解析Ｃの前提条件に合致しなくなる。同時に
各部材の分担力にも変化が生じることになる。従ってこ
の場合には、上記析しく求められた断面を仮定断面とし
て、再び前記応力解析Ｃからの処理が繰返し実行される
。そして前記応力解析Ｃの前提条件と同じ最適断面選出
装置が求められた時点で、その設計作業が終了すること
になる。

〔発明が解決しようとする問題点〕

ところが上述した骨組型構造物の設計作業にあっては次
のような問題があった。

即ち、技術者は上記応力解析Ｃに先立って各部材の断面
を仮定することが必要である。この際、断面形状が規格
化されている市販の構造用形鋼リストの中から、最も経
済的であるものを選択するにはかなりの熟練を必要とす
る。しかもその仮定に誤りがある場合、その設計に多く
の時間が必要となることが否め匂い。更には、構造物全
体の鋼材重量が必要以上【大きくなり、経済性の点でも
問題が生じる。

また仮定断面が不足する場合、その程度に応じたより大
きな断面を選択することは比較的容易である。しかし、
逆に仮定断面に余裕がある場合、それより小さな断面を
持つ最適なものを探ずには多大な困難を伴う。

そこで各部材の断面を仮定する作業から、汎用解析プロ
グラムを用いて最適鋼材を選択する作業の自動化を進め
ることが種々試みられているが、その処理所要時間等の
点で多くの問題が残されている。

本発明はこのような事情を考虞してなされたもので、そ
の目的とするところは、骨組望鉄骨構造物の設計作業手
順を効率良く行い、各部材の最適断面を経済性良く選出
することのできる鉄骨構造物の最適断面選出装置を提供
することにある。

〔問題点を解決する為の手段〕

本発明は断面形状が規格化されている鋼材毎に入力され
た、各鋼材の市場価格の高低の程度や工場における製作
難易度等の重み付けを示すハンディ定数をハンディ定数
記録装置に記録しておき、前記各鋼材の断面形状に関す
る工学内路数値を記憶した。鋼材リスト記録装置から（
友枠される鋼材毎の単位重最に前記ハンディ定数記録装
置に記憶されている対応鋼材の前記ハンディ定数を掛合
わせて前記各鋼材だのハンディｆｆ１ｆｆｉをそれぞれ
求め、これらの各鋼材のハンディ重Ｒ値に従って該ハン
ディ重■値の小さい鋼材から順に、その工学内路定数と
共に並べた選出対象鋼材リストを作成し、この選出対象
鋼材リストの上位の鋼材から順に対象部材に対する工学
的条件を満すか否かを調べて、上記工学的条件を最初に
満した鋼材を上記対象部材の最適断面として順に選出す
るようにしたことを特徴とするものである。

（作用〕 かくして本発明によれば、各鋼材に対するハンディ定数
とその単位重量とに暴いて作成された選出対象鋼材リス
トの上位のものから順に、その鋼材が鉄骨構造物を構成
する各部材の線応力に対する強度等の条件が工学的に検
討される。そして、最初にその条件を満足した鋼材を上
記対象部材の最適断面として選出するので、鉄骨構造物
を構成する各部材の前記ハンディ定数を考慮した最適断
面を前記規格鋼材中から簡易に、且つ効果的に選出する
ことが可能となる。

〔実施例〕

以下、図面を参照して本発明の一実施例につき説明する
。

第１図は実施例装置の概略構成図である。

図において　１は最適断面選出装置本体であり、２は断
面形状が規格化されている鋼材毎に、その市場価格の高
低の程度や工場における製作難易度等の重み付けを示す
ハンディ定数を上記最適断面選出装置本体１に入力する
為のハンディ定数表入力装置である。また３は上記各鋼
材について、その断面形状に関する工学内路数値、例え
ば各鋼材の単位重量等を記憶した鋼材リスト記録装置で
あり、４は構造計画で実施された骨組型の鉄骨構造物を
構成する各部材についての線応力を記憶した諸応力表記
録装置である。

そして最適鋼材表示器５は、上記ハンディ定数表入力装
置２から入力されたハンディ定数、鋼材リスト記Ｈ％Ｎ
１３に記録された各鋼材の断面形状に関する工学内路数
値、および諸応力表記録装置５に記憶された前記各部材
についての線応力に従って前記最適断面選出装置本体１
が算出した各部材に対する最適断面の鋼材を表示するも
のである。

また作動スピード促進装置６については後述するが、上
記最適断面選出装置本体１による各部材に対する最適断
面の鋼材の算出処理を促進制御するものである。

しかしてハンディ定数表入力装置２から、各種鋼材に関
するハンディ定数が入力されると、装置本体１ではその
ハンディ・データを各鋼材毎に管理してハンディ定数記
録装置１１に順次記憶し、ハンディ定数表を作成してい
る。このハンディ定数表は、複数の鋼材に１．に２．〜
に１に対する各ハンディ定数をそれぞれＡ　Ｉ、Ａ　２
．〜Ａ１として整理記憶することによって作成される。

一方、装置本体１における鋼材単位重量抜粋器上記は、
前記鋼材リスト記憶装置３に格納された鋼ｔオに１．に
２．〜Ｋｎについて断面形状に関する工学内路数値の中
から、上記ハンディ定数Ａ　ＬＡ　２．〜Ａ１が入力さ
れた！１４材１（＋、に２．〜ｌ（ｉの各単位型ｆｉｗ
ｌ、ｗ２．〜ｗｎをそれぞれ抜粋している。ハンディ重
旦譚出器１３は、この鋼材単泣重同抜粋器上記にて抽出
された鋼材に１．に２．〜Ｋｉの各単位１ｍ〜ヤ１．　
Ｗ　２、〜ＷＯに、前記ハンディ定数Ａ　１．Ａ　２．
〜Ａｉをそれぞれ掛合わせて前記各鋼材Ｋｌ、に２．〜
Ｋｉのハンディ重ｆｉＷｋ　　（ｋ＝１．２．〜ｉ）を
Ｗｋ　　＝　　Ａｋ　　ｘ　　ｗｋ としてそれぞれ降出している。

ハンディ重量整列器１４は、上述の如く計算されｔｃ各
Ａ材に１．に２．〜Ｋ　ｉ　（７）ハ＞ティｆｆ１ｆｆ
ｌＷ１．Ｗ２゜〜Ｗｉをその値の小さいものから順に並
べるちので、選出対＠、鋼鋼材リス１成成器５は、並べ
換えられた各ハンディ重量Ｗ１．Ｗ２．〜Ｗ　ｉにそれ
ぞれ対応する鋼材Ｋｌ、に２．〜に１の前記鋼材リスト
記憶装置３におけるリスト・ナンバーをそれぞれ求めて
いる。この鋼材リスト・ナンバーに従って選出対象鋼材
リスト記憶装置１Ｇに、上記ハンディ重量値に従う順序
で各鋼材Ｋｌ、に２．〜Ｋｉの断面形状に関する工学内
路数値が選出対象！４月リストとして求められる。

しかして前記諸応力表記録装置４には、前述したように
構造計画で実施された骨組型の鉄骨構造物を構成する各
部材についての線応力がそれぞれ記憶されている。最適
鋼材選出器１７は、この諸応力表記憶装置４から上記鉄
骨構造物を構成する各部材毎にその工学的諸条件を得、
例えば応力に対する強度等の物理的条件を満足する鋼材
であって、そのハンディ重量の最も軽いものを上記選出
対象鋼材リスト中から選出している。そしてその選出し
た鋼材を採点断面鋼材Ｋｐとして表示器５に出力し、設
計者に提示している。

この最適鋼材選出器１７に対して前述した作動スピード
促進Ｖ装置６が作用し、最適断面の鋼材選出処理が円滑
に効率良く行われる。

この最適鋼材選出器１７について更に詳しく説明する。

第２図に示すように、先ず最適鋼材選出器１７は作動ス
ピード促進装置６からその制御パラメータＮＱ＠ｌ込み
（ステップａ）、その値を鋼材選出制御パラメータＮと
する（ステップｂ）。

そして前記諸応力表記憶装置４から処理対象とする部材
の諸応力データと撓みの制限値等を求め（ステップＣ）
、前記鋼材選出制御パラメータＮに従って前記選出対象
嘱材リストからＮ番目の鋼材に関するデータを求める（
ステップｄ）。

そしてこのＮ番目の鋼材について、その細長比や板幅厚
比等が処理対象部材の基準に合格しているかをチェック
しくステップｅ）、このチェックに合格した場合には更
にその強度が十分であるかをチェックする（ステップｆ
）。そしてこのチェックにも合格した場合には、次に上
記Ｎ番目の鋼材の撓み値が制限値以内であるか否かをチ
ェック特開昭悶−上記５４７１（４） する（ステップｇ）。

以上のチェックの全てに合格した場合、そのＮ番目の鋼
材を該当部材に対する最適鋼材Ｋｐであると決定する（
ステップｈ）。

また上述したチェックのいずれか１つが不合格である場
合には、上記Ｎ番目の鋼材が該当部材に対して不適確な
ものであると判定し、前記ｒＡ材選出制御パラメータＮ
をインクリメントシくステップｌ）、次の順位の鋼材に
対する工学的な検定処理を同様にして繰返す。

このような処理が、構造計画された骨相型鉄骨構造物を
構成する各部材についてそれぞれ行われる。

ところで前記作動スピード促進装置６は次のようにして
制御パラメータＮＱｆｉ−設定し、最適鋼材選出器１７
における鋼材選出処理の高速化（促進化）を図っている
。

即ち、作動スピード促進装置６は、例えば第３図に示す
ようにして制御パラメータＮＱを設定している。先ず過
去に設計された構造物の各部材に関する情報を記録ファ
イルから求める（ステップｍ）。この記録ファイルから
の情報の読出しは、該当対象部材について先の計算時に
求められた最適鋼材の番号Ｎｂ、この部材に作用する力
を上記Ｎｂ番目の鋼材の断面で割ったときの値σ（ｔｏ
ｎ、／Ｃｍ２）　、およびこの値σについて規準で定め
られている許容ｆｉｆｉｆ　（ｔｏｎ／ｃｍ２　）のデ
ータをそれぞれ求めることにより行われる。

ここで（ｆ≧σ）でなければ、当該部材は破壊されると
巻数される。

しかして作動スピード促進装置６では、このような記録
が記録ファイルに存在したか否かを判定しくステップｎ
）、該当部材に関する記録が存在しない場合には制御パ
ラメータＮ（Ｉに（１）をセットしてくステップＯ）、
これを前記Ｒ適鋼材選出器１７に与える。

また当該部材に関する記録が前記記録ファイルから求め
られた場合には、上述したσの（直とその許容１ｉｆと
の比較を行う（ステップｐ）。そして（ｆ＜σ）なる関
係にある場合には、その！４材を当該部材としてとき、
確実に破壊することが明らかであることから、前述した
鋼材番号Ｎｂに（１）を加えてこれを制御パラメータＮ
Ｑとする（ステップｑ）。これによって過去に計算され
た情報が活かされて、前記鋼材リスト中で既に不合格と
なった鋼材Ｎｂ以降の順位の鋼材について、対象部材へ
の適用性の検討が行われることになる。

一方、上記σの値とその許容値ｆとの比較において（σ
＞ｆ）なる関係が見出されなかった場合には、Ｎｂ番目
の鋼材が作用力に対して余裕を持っていることを意味す
る。そこでこの場合には、作動スピード促進装置６では
、例えば Ｎｂ×（σ、／　ｆ　）　２ なる計算を行い、その計算値を整数化して前記制御パラ
メータＮＱとしている（ステップｒ）。従ってこの場合
には、作用力に対するＮｂ番目の鋼材の余裕に応じて、
前記鋼材リストにおいてＮ　ｂ番目の鋼材よりも上位に
ある鋼材から対象部材に対する適応性が検定されること
になる。

このように本装置にあっては、作動スピード促進装置６
で求められた制御パラメータＮＱに従って最適鋼材選出
器１７は選出対象鋼材リストに基き鉄骨構造物を構成す
る各部材の最適鋼材をそれぞれ求めることになる。しか
もその部材について過去に求められたデータが存在する
場合には、データを有効に活用して最適鋼材の選出が行
われる。

従って鋼材選出の為の無駄な処理を大幅に軽減して、簡
易に効率良く各部材に対する最適断面の鋼材をそれぞれ
求めることが可能となる。

（効果〕 以上説明したように本発明によれば、鋼材に対するハン
ディ定数に応じて各鋼材の上記ハンディ定数を考慮した
選出対象鋼材リストが作成され、この選出対象鋼材リス
トの上位側から順に各部材に対する工学的条件を満足す
るものが選出される。

しかも過去に求められた情報が存在する場合には、その
情報が示す順位の鋼材からその適合条件の検定が行われ
て最適断面の鋼材が算出される。

従って骨組型鉄骨構造物の設計作業を簡易に効率良く実
行することが可能となる。また各部材に対する断面をそ
の都度仮定する必要がなく、経済性に優れた構造物設計
を可能とする等の実用上多大なる効果が奏せられる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例装置の概略構成図、第２図は
実施例装置におけ丞最適鋼材選出器の処理動作の流れを
示す図、第３図は実施例装置における作動スピード促進
装置の処理動作の流れを示す図、第４図は従来における
一般的な鉄骨構造物の設計手順を示す図である。 １・・・最適断面選出装置本体、２・・・ハンディ定数
表入力装置、３・・・鋼材リスト記録装置、４・・・諸
応力表記録装置、５・・・最適ａＡ材表字器、６・・・
作動スピード促進装置、１１・・・ハンディ定数記録装
置、上記・・・鋼材単位重量仮枠器、１３・・・ハンデ
ィ重量算出器、−１４・・・ハンディ重量整列器、１５
・・・選出対象！ｇ材シリスト作成器１６・・・選出対
象鋼材リスト記憶装置、１７・・・最適鋼材選出器。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 断面形状が規格化されている鋼材毎に入力されたハンデ
   ィ定数を上記各鋼材に対応させて記録するハンディ定数
   記録装置と、前記各鋼材の断面形状に関する工学的諸数
   値を記録している鋼材リスト記録装置と、この鋼材リス
   ト記録装置から抜粋される鋼材毎の単位重量に前記ハン
   ディ定数記録装置に記憶されている対応鋼材のハンディ
   定数を掛合わせて前記各鋼材毎のハンディ重量をそれぞ
   れ求めるハンディ重量算出器と、上記各鋼材のハンディ
   重量値に従って該ハンディ重量値の小さいものから順に
   上記各鋼材とその断面形状に関する工学的諸数値を並べ
   た選出対象鋼材リストを作成する手段と、対象部材に対
   する工学的条件を満す鋼材を上記選出対象鋼材リストか
   ら順に検索して上記工学的条件を最初に満した鋼材を上
   記対象部材の最適断面として選出する最適鋼材選出器と
   を具備したことを特徴とする鉄骨構造物の最適断面選出
   装置。