WO2024047686A1 - 構造部材設計方法、構造部材設計プログラム - Google Patents

構造部材設計方法、構造部材設計プログラム Download PDF

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WO2024047686A1
WO2024047686A1 PCT/JP2022/032344 JP2022032344W WO2024047686A1 WO 2024047686 A1 WO2024047686 A1 WO 2024047686A1 JP 2022032344 W JP2022032344 W JP 2022032344W WO 2024047686 A1 WO2024047686 A1 WO 2024047686A1
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WO
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panel zone
structural member
main reinforcing
connection relationship
members
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Application number
PCT/JP2022/032344
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English (en)
French (fr)
Inventor
尚永 大北
篤史 丸山
Original Assignee
株式会社Arent
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Publication date
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    • EFIXED CONSTRUCTIONS
    • E04BUILDING
    • E04CSTRUCTURAL ELEMENTS; BUILDING MATERIALS
    • E04C5/00Reinforcing elements, e.g. for concrete; Auxiliary elements therefor
    • E04C5/16Auxiliary parts for reinforcements, e.g. connectors, spacers, stirrups
    • E04C5/18Spacers of metal or substantially of metal
    • EFIXED CONSTRUCTIONS
    • E04BUILDING
    • E04GSCAFFOLDING; FORMS; SHUTTERING; BUILDING IMPLEMENTS OR AIDS, OR THEIR USE; HANDLING BUILDING MATERIALS ON THE SITE; REPAIRING, BREAKING-UP OR OTHER WORK ON EXISTING BUILDINGS
    • E04G21/00Preparing, conveying, or working-up building materials or building elements in situ; Other devices or measures for constructional work
    • E04G21/12Mounting of reinforcing inserts; Prestressing
    • GPHYSICS
    • G06COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
    • G06FELECTRIC DIGITAL DATA PROCESSING
    • G06F30/00Computer-aided design [CAD]
    • G06F30/10Geometric CAD
    • G06F30/13Architectural design, e.g. computer-aided architectural design [CAAD] related to design of buildings, bridges, landscapes, production plants or roads

Definitions

  • the present disclosure relates to techniques for designing connection relationships of structural members connected to panel zones of a structure.
  • the area where the pillars and beams that form a building intersect is called the panel zone.
  • the main reinforcing members mainly reinforcing bars placed inside them also intersect.
  • Patent Document 1 exemplifies "alignment connection,” “extension and connection,” and “bending and connection” as methods for connecting main reinforcements (0087 to 0088 of the same document). These connection methods describe aspects that define the connection relationship of main reinforcing members in a joint portion (corresponding to a panel zone).
  • the present disclosure has been made in view of the above-mentioned problems, and provides a technology that connects main reinforcing members while avoiding collisions and reuses the connection relationship of the main reinforcing members in other panel zones.
  • the purpose is to provide.
  • a structural member design method sets a connection relationship in which main reinforcing members connected to a panel zone are paired with each other, avoids collisions between the main reinforcing members while maintaining the connection relationship, and first The connection relationship in the panel zone is copied to the second panel zone.
  • main reinforcing members can be connected while avoiding collisions, and the connection relationships of the main reinforcing members can be reused in other panel zones as well.
  • Other issues, configurations, advantages, etc. of the present disclosure will become clear by referring to the description of the embodiments below.
  • FIG. 1 is a configuration diagram of a computer 1 that executes a structural member design program 12 according to a first embodiment.
  • FIG. 3 is a flowchart illustrating the operation of the structural member design program 12.
  • FIG. This is an example of a screen displaying the panel zone 301 extracted in S201.
  • FIG. 3 is a schematic diagram illustrating a procedure in which a panel zone extraction unit 121 extracts a panel zone 301.
  • FIG. This is an example of the main reinforcing member setting screen in S203.
  • FIG. 6 is a schematic diagram showing a process in which a user specifies the position of a main reinforcing member on a main reinforcing member setting screen.
  • FIG. 7 is a diagram illustrating other components of the main reinforcing member setting screen.
  • FIG. 7 is a plan view showing an example in which main reinforcing members collide as a result of automatic reinforcement in S207. An example will be shown after the automatic reinforcement section 126 avoids the collision of the main reinforcing members.
  • FIG. 2 is a configuration diagram of a computer 1 that executes a structural member design program 12 according to a second embodiment.
  • 7 is a flowchart illustrating the operation of the structural member design program 12 in the second embodiment.
  • It is a schematic diagram which shows how the connection relationship of main reinforcement members is copied between panel zones.
  • It is a schematic diagram which shows how the connection relationship of the main reinforcement member in a panel zone is copied.
  • It is a schematic diagram which shows how the connection relationship of the main reinforcement member in a panel zone is copied.
  • It is a schematic diagram which shows the process of copying the connection relationship of main reinforcement members between panel zones.
  • It is a schematic diagram which shows the process of copying the connection relationship of main reinforcement members between panel zones.
  • FIG. 7 is a schematic diagram illustrating an example of copying the connection relationship of structural members to a panel zone where the connection relationship of structural members cannot be changed.
  • An example of copying connection relationships between panel zones of the same type of structural member but different sizes is shown.
  • a specific example of the copy operation in FIG. 25 is shown.
  • Another specific example of the copy operation shown in FIG. 25 is shown. This is an example of a user interface provided by the connection relationship copying unit 127.
  • FIG. 1 is a configuration diagram of a computer 1 that executes a structural member design program 12 according to Embodiment 1 of the present disclosure.
  • the structural member design program 12 performs processing for designing the structure of a building by designing connection relationships between main reinforcing members of structural members (e.g. columns, beams) connected to panel zones of the building. This is the implemented program.
  • the computer 1 includes a processor 11 and a storage unit 13.
  • the processor 11 executes a structural member design program 12.
  • the structural member design program 12 may be explained as the operating entity of each processing step, but it should be noted that it is the processor 11 that actually executes the structural member design program 12.
  • the user terminal 2 communicates with the computer 1 to notify the structural member design program 12 of instructions from the user, receives the processing results from the structural member design program 12, and displays them on an appropriate device such as a display.
  • the computer 1 and the user terminal 2 can notify the user terminal 2 of processing results by the computer 1, or can send and receive instructions from the user terminal 2 to the computer 1. .
  • the structural member design program 12 includes a panel zone extraction section 121, a structural member extraction section 122, a main reinforcement setting section 123, a pairing section 124, and a connection relation setting section 125 as sub-modules. The operations of the structural member design program 12 and each submodule will be described later.
  • FIG. 2 is a flowchart illustrating the operation of the structural member design program 12. This flowchart is started when the user starts the structural member design program 12 on the computer 1 and instructs to execute this flowchart from a predetermined menu or the like. Each step in FIG. 2 will be explained below.
  • the panel zone extraction unit 121 reads the design data of the building from the storage unit 13.
  • the design data is data that describes the structure of the building, such as columns and beams, panel zones connected to the columns and beams, and so on.
  • the panel zone extraction unit 121 extracts panel zone locations from the design data and maintains a list thereof. The location of the panel zone can be extracted by searching for locations where columns and beams are connected to each other on the design data. An example of this step will be described later.
  • This step can be started, for example, by the user instructing the structural member design program 12 to execute this step from a menu on the structural member design program 12, and further specifying the file path of the design data. Can be done.
  • the design data is, for example, CAD data of a building.
  • the following steps can similarly be initiated by the user selecting a menu that instructs the user to perform each step.
  • the structural member extraction unit 122 extracts structural members (columns or beams) connected to the panel zone extracted in S201. For convenience of explanation, columns are extracted in the first embodiment.
  • the main reinforcement setting unit 123 displays a main reinforcement member setting screen, which will be described later, on a display included in the user terminal 2.
  • the user selects a structural member (column in the first embodiment) on the main reinforcing member setting screen, and sets the number and position of main reinforcing bars (rebars) to be placed inside the structural member on the main reinforcing member setting screen. . Details of this step will be described later along with a specific example of the main reinforcing member setting screen. This step may be omitted for structural members for which the number and arrangement of main reinforcing members have already been set.
  • the pairing unit 124 extracts all the structural members that have the same number and arrangement of main reinforcing members from among the structural members that are arranged facing each other on the cross section of the panel zone.
  • the pairing unit 124 pairs the extracted structural members. Pairing here means specifying within the structural member design program 12 that the main reinforcing members inside the paired structural members are to be connected to each other in an actual building.
  • the pairing unit 124 stores the pairing result in the storage unit 13. Structural members in which the number and arrangement of main reinforcing members are not the same on the cross section of the panel zone are excluded from pairing.
  • connection relationship setting unit 125 connects the paired structural members to each other according to the result of S204.
  • the connection relationship setting unit 125 stores data describing the connection relationship in the storage unit 13.
  • connection relationship setting unit 125 displays a manual connection setting screen, which will be described later, on a display included in the user terminal 2.
  • the user manually connects the main reinforcing members inside the structural members that were not paired in S205 on the manual connection setting screen.
  • the connection relationship setting unit 125 stores data describing the connection relationship in the storage unit 13. Details of this step will be described later along with a specific example of the manual connection setting screen.
  • the automatic reinforcement arrangement section 126 assumes that the main reinforcing members are actually arranged according to the connection relation of the main reinforcing members set in the above steps, and calculates the arrangement relation of the main reinforcing members including inside the panel zone. At this time, it is also calculated whether or not the main reinforcing members will collide. Examples of collisions will be described later.
  • the automatic reinforcement section 126 reads from the storage section 13 main reinforcement characteristic data that describes characteristics such as size, material, strength, etc. of the main reinforcement member from the design data.
  • the automatic reinforcement arrangement unit 126 creates a three-dimensional model of the main reinforcing members according to the characteristics such as the connection relationship between the main reinforcing members connected to each other and the size of the main reinforcing members in the above steps.
  • the automatic reinforcement section 126 displays the created three-dimensional model on the display of the user terminal 2. The significance of presenting a three-dimensional model will be described later along with an example thereof.
  • FIG. 3 is an example of a screen displaying the panel zone 301 extracted in S201.
  • the panel zone 301 is a location where columns and beams of a building designed by the structural member design program 12 intersect.
  • the panel zone extraction unit 121 extracts the panel zone 301 from the building design data according to a procedure described later, and displays it on the screen as shown in FIG. 3.
  • the panel zone extraction unit 121 generates the screen shown in FIG. 3 and sends it to the user terminal 2, and the user terminal 2 can display the panel zone 301 on the screen.
  • FIG. 4 is a schematic diagram illustrating the procedure by which the panel zone extraction unit 121 extracts the panel zone 301.
  • the beams represented (referred to as the second beam for convenience) intersect in the panel zone.
  • the panel zone extraction unit 121 acquires shape information such as the position and size of these three structural members from the design data. According to the acquired shape information, the panel zone extraction unit 121 specifies a planar area caused by the intersection of the column and the first beam, and also specifies a planar area caused by the intersection of the column and the second beam. The panel zone extraction unit 121 can extract a three-dimensional space surrounded by the specified plane area and pillars as a panel zone where these three members intersect. The structural member extraction unit 122 can identify the structural member connected to the panel zone according to the relationship between the structural member used in these processes and the panel zone.
  • FIG. 5 is an example of the main reinforcing member setting screen in S203.
  • the main reinforcement setting unit 123 transmits the main reinforcement member setting screen illustrated in FIG. 5 to the user terminal 2, and the user terminal 2 displays the screen.
  • the main reinforcement member setting screen is a screen used by the user to manually specify the number and arrangement of main reinforcement members (reinforcing bars) to be installed inside the structural member (column or beam) specified by the user.
  • the center of FIG. 5 shows a cross-sectional view of the panel zone specified by the user. White circles on the plan view are candidate positions where structural members can be placed. On this plan view, the user specifies where to place the structural members. White circles at positions where structural members are placed have been replaced with black circles.
  • a similar screen can be used whether the structural member is a column or a beam.
  • FIG. 6 is a schematic diagram showing a process in which the user specifies the position of the main reinforcing member on the main reinforcing member setting screen.
  • the user places main reinforcing members at four corners of the cross-sectional view of the panel zone, and deletes main reinforcing members at other candidate positions.
  • high strength may not be necessary, and in such cases, it is sufficient to place the main reinforcing members only at the four corners, so the number and arrangement of the main reinforcing members can be changed as shown in Figure 6. It's okay.
  • FIG. 7 is a diagram illustrating other components of the main reinforcing member setting screen.
  • the main reinforcing member setting screen includes lock icons (for example, 701 to 704) that specify lock settings for the main reinforcing members arranged on the cross section of the panel zone.
  • the lock setting is an attribute setting that specifies how to move the main reinforcing member in the automatic reinforcement processing in S207.
  • main reinforcing members When main reinforcing members are temporarily arranged in automatic reinforcement processing, there is a possibility that the main reinforcing members will collide with each other. This is because the user may manually set the arrangement of the main reinforcing members for each panel zone on the main reinforcing member setting screen. As described later, the automatic reinforcement section 126 avoids a collision by moving the position of the colliding main reinforcing member, but at this time, the main reinforcing member to be fixed without moving can be specified by lock setting. For example, if you specify this for the icon 704, the five main reinforcing members in the horizontal direction along the straight line extending from the icon 704 (actually two main reinforcing members are placed in FIG. 7) will be automatically placed. Do not move during muscle processing.
  • main reinforcing members When moving one of the main reinforcing members to avoid a collision in the automatic reinforcement process, there may be another main reinforcing member that is desirable to be moved in conjunction with the main reinforcing member. It is desirable that the main reinforcing members, which are typically arranged on the same line, move in conjunction.
  • the lock By setting the lock, it is possible to specify a set of main reinforcing members to be moved in conjunction with each other. For example, if you specify this for the icon 703, five main reinforcing members are placed in the horizontal direction along a straight line extending rightward from the icon 703 (actually two main reinforcing members are arranged in FIG. 7). move in conjunction with each other in the automatic reinforcement processing (that is, move so that the moving direction and moving amount are equal to each other).
  • the position of the main reinforcing member itself can also be moved.
  • the position of the main reinforcing members can be moved.
  • the main reinforcing member setting screen can also display on the view 706 the arrangement of the main reinforcing members placed on the cross section of the panel zone when viewed on a plane perpendicular to the cross section. can.
  • the view 706 can be comprised of a side view, a transparent view, etc. of the structural member.
  • FIG. 8 shows an example of dividing columns on the main reinforcing member setting screen.
  • the user can divide a structural member (column or beam) on the main reinforcing member setting screen.
  • the structural member design program 12 thereafter manages them as separate structural members.
  • the structural members before division each have the same main reinforcing members, those main reinforcing members are also divided by the division.
  • the user can respecify the arrangement and number of main reinforcing members for the divided structural member. For example, it is possible to make individual settings such as having more main reinforcing members at the bottom of the column than at the top. Conversely, the user can also integrate structural members.
  • this is limited to structural members in which the arrangement, number, material, etc. of the main reinforcing members are all the same.
  • the number of structural members generated by division can be determined as appropriate based on building specifications, industry standards, and the like. For example, a column can only be divided into two, a beam can only be divided into two or three, and so on.
  • FIG. 9 is an example of the manual connection setting screen in S206.
  • the connection relationship setting unit 125 transmits a manual connection setting screen illustrated in FIG. 9 to the user terminal 2, and the user terminal 2 displays the screen.
  • the manual connection setting screen is a screen used by the user to manually connect the main reinforcing members inside the structural member.
  • connection relationship setting unit 125 stores data describing the connection relationship in the storage unit 13. The user similarly sets connection relationships for the other main reinforcing members of beam A and beam B, respectively.
  • FIG. 10 is a schematic diagram showing a process in which the user sets the connection relationship of the main reinforcing members on the manual connection setting screen.
  • the main reinforcing members are indicated by small black circles.
  • the main reinforcing member selected by the user is indicated by a circle surrounding the black circle.
  • the main reinforcing members for which the user has set connection relationships are changed to large black circles.
  • the user has set the connection relationships so that the main reinforcing members placed at the four corners of structural members A and B are connected to each other.
  • FIG. 11 is a schematic diagram showing the structure of data describing the connection relationship between paired main reinforcing members.
  • the main reinforcing members that have been paired (specifying that they are connected to each other) in S204 to S205 or S206 are paired using data that includes the IDs of the main reinforcing members that make up the pair and the attribute parameters of the main reinforcing members.
  • a message indicating that the ring has been received is stored in the storage unit 13.
  • An example of the attribute parameter of the main reinforcing member is an offset value.
  • the user can specify that the main reinforcing members be connected even between two structural members where the arrangement and number of main reinforcing members are not the same. At this time, the two main reinforcing members are bent and connected, as shown in the lower right corner of FIG.
  • the main reinforcement setting unit 123 stores the distance from the start point to the end of this refraction as an offset value for each main reinforcement member.
  • FIG. 12 is an example of a three-dimensional model of the main reinforcing member before pairing is performed for each of the columns and beams connected to the panel zone.
  • the main reinforcing members inside the structural members that are arranged opposite to each other across the panel zone are not connected to each other. Pairing means specifying that these main reinforcing members are connected to each other.
  • a connection relationship is set to connect the main reinforcing members 1201 and 1202 shown in FIG. 12 to each other, for example.
  • FIG. 13 is a plan view showing an example in which main reinforcing members collide as a result of automatic reinforcement in S207.
  • the main reinforcing member 1301 of the column and the main reinforcing member 1302 of the beam collide. This is due to, for example, the user moving the main reinforcing member 1301 to the vicinity of the four corners on the main reinforcing member setting screen.
  • Collisions between main reinforcing members as shown in FIG. 13 can be presented to the user as data, for example, by presenting the IDs of the colliding main reinforcing members as a list.
  • the automatic reinforcement arrangement unit 126 decides to visually present the actual arrangement of the main reinforcing members as a three-dimensional model in S208. This allows the user to visually grasp the collision state on the three-dimensional model as illustrated in FIGS. 12 and 13.
  • FIG. 14 shows an example after the automatic reinforcement section 126 has avoided the collision of the main reinforcing members.
  • the automatic reinforcement section 126 avoided the collision between the main reinforcing members 1301 and 1302 by moving the main reinforcing members 1301 colliding in FIG. 13 toward the center on the column cross section.
  • Figure 14 shows the results.
  • the collision avoidance process may be executed when the user specifies to execute the process, or may be executed automatically in S207 (automatic reinforcement).
  • the automatic reinforcement section 126 reflects the lock setting described in FIG. 7 when selecting the main reinforcement member to be moved to avoid a collision. That is, (a) the main reinforcing members specified to be fixed are not moved, but the other main reinforcing members are moved; (b) the main reinforcing member sets specified to be moved in conjunction are moved in conjunction. For example, if the main reinforcing member 1302 is designated to be fixed, the main reinforcing member 1302 is not moved, but the other main reinforcing members are moved. Alternatively, if the main reinforcing members 1301 and 1303 are specified to be interlocked, their movement direction and movement amount will be the same.
  • the automatic reinforcement section 126 determines the direction and amount of movement thereof.
  • the direction of movement and the amount of movement may be such that, for example, the intervals between the main reinforcement members after movement are as uniform as possible on the cross-sectional view (that is, within the panel zone).
  • the difference between the position of each main reinforcing member when the main reinforcing members are evenly arranged ignoring collisions and the position of the main reinforcing member to be moved can be used as the movement vector.
  • the automatic reinforcement section 126 may move the main reinforcing members according to the movement vector until a collision is avoided. For example, an arrangement may be finally adopted in which the sum of squares between the main reinforcing members arranged evenly and the arrangement of the main reinforcing members after movement is the smallest and collisions are avoided.
  • the user may specify the panel zone, call up the main reinforcing member setting screen (FIG. 5), and set the arrangement and number of main reinforcing members again.
  • the automatic reinforcement section 126 automatically avoids collisions as shown in FIG. 14, for example, in consideration of work efficiency at the construction site, there may be cases where it is desirable to move another main reinforcing member, or when changing the amount or direction of movement.
  • the results of automatic collision avoidance are not necessarily desirable, such as cases where it would be better to change the settings. In order to understand whether such an undesirable situation will occur, it is considered useful for the user to visually view the three-dimensional model of the main reinforcing member.
  • the structural member design program 12 extracts panel zones from design data (for example, CAD data) that describes the structure of a building, and extracts panel zones from main reinforcement members inside structural members connected to the panel zones.
  • design data for example, CAD data
  • the number and arrangement of main reinforcing members are set, and structural members with the same number and arrangement of main reinforcing members are paired to connect those main reinforcing members.
  • the connection relationship of the main reinforcing members within the panel zone can be appropriately set.
  • structural members having the same arrangement and number of main reinforcing members can be automatically paired, so that the design work of the main reinforcing members can proceed efficiently.
  • the structural member design program 12 presents a main reinforcing member setting screen (FIG. 5), on which the user can specify the number and arrangement of main reinforcing members on the cross-sectional view of the panel zone. .
  • a main reinforcing member setting screen (FIG. 5)
  • the user can appropriately arrange the main reinforcing members on the same screen.
  • the structural member design program 12 determines whether or not the main reinforcing members will collide when the main reinforcing members are arranged in an actual building according to the connection relationship of the main reinforcing members set on the main reinforcing member setting screen or the like.
  • the results are presented by visual means, such as a three-dimensional model of the main reinforcing member. Thereby, the user can easily understand whether the arrangement and number of main reinforcing members are appropriate, and can adjust the arrangement and number again using the main reinforcing member setting screen or the like.
  • the structural member design program 12 moves the position of the main reinforcing members so as to avoid the collision, if the main reinforcing members collide when the main reinforcing members are actually arranged. For example, the main reinforcing members are moved so that the intervals between the main reinforcing members after the movement are as uniform as possible within the panel zone. As a result, even if the number and arrangement of main reinforcing members set by the user on the main reinforcing member setting screen result in a collision, the collision can be avoided without placing any burden on the user, and main reinforcing members that can actually be constructed can be used. Structures can be designed.
  • the main reinforcing member whose position is fixed without being moved is set in advance on the main reinforcing member setting screen (locked). settings), and select the main reinforcing member to be moved according to the settings.
  • main reinforcing members that are undesirable to move due to the structure of the building can be fixed in position in advance, and only the other main reinforcing members can be moved. Therefore, it is possible to automatically avoid collisions between the main reinforcing members while maintaining parameters such as structural strength optimally, and the design efficiency of the main reinforcing members is increased.
  • a set of main reinforcing members to be moved in conjunction with each other is set in advance on the main reinforcing member setting screen (lock setting). , select the main reinforcing member to be moved according to the settings.
  • main reinforcing members that are desired to be moved in conjunction with the structure of a building can be locked in advance and moved in conjunction with each other.
  • such interlocking movement can be specified in advance.
  • this makes it possible to automatically avoid collisions of the main reinforcing members while optimally maintaining parameters such as structural strength, thereby increasing the design efficiency of the main reinforcing members.
  • the structural member design program 12 can manually set connection relationships between main reinforcing members using the manual connection setting screen, for example, for structural members that are not automatically paired because the arrangement or number of main reinforcing members are different from each other. . Thereby, even if the main reinforcing members are not connected within the panel zone by simply arranging the structural members, the connection relationship can be visually set on the screen.
  • FIG. 15 is a configuration diagram of the computer 1 that executes the structural member design program 12 according to the second embodiment of the present disclosure.
  • a configuration example has been described in which the main reinforcing members connected to the panel zones are paired and the unpaired main reinforcing members are prevented from colliding with each other.
  • a configuration example will be described in which the connection relationships of the main reinforcing members are further reused between panel zones.
  • the structural member design program 12 further includes a connection relationship copying unit 127.
  • the connection relationship copying unit 127 performs a process of reusing the main reinforcement members by copying them between panel zones after pairing the main reinforcement members while avoiding collisions. A specific example of operation will be described later.
  • FIG. 16 is a flowchart explaining the operation of the structural member design program 12 in the second embodiment.
  • step S1601 is performed.
  • the connection relationship copying unit 127 copies the connection relationships of the main reinforcing members between panel zones according to the procedure described later. The rest is the same as in the first embodiment.
  • FIG. 17 is a schematic diagram showing how the connection relationships of main reinforcing members are copied between panel zones.
  • the connection relationship of the main reinforcing members included in the structural members connected to the panel zone is set. Buildings generally have multiple panel zones with similar structures, so if the connection relationships of main reinforcing members set in one panel zone can be reused in other panel zones, it will contribute to improving the efficiency of design work. . For example, as shown in FIG. 17, it is thought that reuse is possible by copying the connection relationship of the main reinforcing members in a certain panel zone to another panel zone having a similar structure.
  • FIGS. 18A and 18B are schematic diagrams showing how the connection relationships of the main reinforcing members in the panel zone are copied.
  • FIG. 18AB is a top view of a structure comprised of panel zones and structural members that the building has.
  • the connection relation copy unit 127 performs any one of the four copy operations 1801 to 1804 shown in FIG. 18AB. Each copy operation will be explained below.
  • a copy operation 1801 is an example of copying a connection relationship to another panel zone on a line segment formed by a structural member.
  • the connection relationship is copied between adjacent panel zones, but the connection relationship does not necessarily have to be adjacent, but may be between panel zones on the same line segment.
  • the two panel zones whose connection relationships are copied in the copy operation 1801 have exactly the same structure of the structural members (columns, beams) connected to the panel zones. Since the connection relationship of the main reinforcing members is exactly the same between such panel zones, the connection relationship can be reused between the panel zones. In this case, the connection relationship in the copy source panel zone may be moved in parallel to the copy destination panel zone.
  • Copy operation 1802 is an example of copying connections between panel zones on two opposing sides formed by a structural member.
  • the main reinforcement members connected to the two panel zones in this example have similar connection relationships.
  • the structural members extend toward the right in FIG. 18A, whereas in the copy destination panel zone, the structural members extend toward the left. Therefore, in the copy operation 1802, it is necessary to reverse the connection relationship of the main reinforcing members on the horizontal coordinate axis in FIG. 18A.
  • the copy operation 1803 is an example of copying a connection relationship between two diagonally arranged corner panel zones formed by a structural member.
  • the main reinforcement members connected to the two panel zones in this example have similar connection relationships.
  • the structural members extend to the right and upward in FIG. 18A, whereas in the copy destination panel zone, the structural members extend to the left and downward. Therefore, in the copy operation 1802, it is necessary to reverse the connection relationship of the main reinforcing members in each of the vertical and horizontal coordinate axes in FIG. 18A.
  • the copy operation 1804 is a modification of the copy operation 1801, and is an example of copying the connection relationship between panel zones on two line segments formed by structural members. Since the copy source panel zone and the copy destination panel zone in the copy operation 1804 have exactly the same structure of structural members, it is only necessary to diagonally translate the connection relationship in the same manner as in the copy operation 1801. This parallel movement can also be treated as a combination of rightward parallel movement and downward parallel movement in FIG. 18B.
  • the copy operation 1804 can be used to translate the connection relationship between two panel zones that are not on the sides of a rectangle formed by the structural member, along two line segments that are not on the sides of the same rectangle.
  • connection relationship can be copied by multiple parallel movements similar to the copy operation 1804.
  • the connection relationship can be copied between arbitrary panel zones by repeatedly moving the connection relationship in parallel along the structural member that connects the panel zones.
  • the connection relationship may be reversed as in the copy operation 1802 or 1803.
  • FIG. 18AB shows an example of copying connection relationships between panel zones arranged on the same horizontal plane. Copying connection relationships does not necessarily have to be between panel zones on the same horizontal plane; it is possible to copy connections between panel zones that have a layout relationship as shown in Figure 18AB when projected on the same horizontal plane, but whose positions in the height direction are different. You may copy relationships.
  • the panel zone that is the copy destination of the copy operation 1801 may be a panel zone located at the same position on another floor.
  • any one of the copy operations 1801 to 1804 may be performed after first making the connection relationships parallel in the vertical direction (that is, moving the connection relationships parallel between floors). Specific examples of each copy operation will be described below.
  • FIG. 19 is a schematic diagram showing the process of copying the connection relationships of main reinforcing members between panel zones.
  • the upper left of FIG. 19 is a side view schematically showing the connection relationship between the structural members and main reinforcing members of the copy source panel zone.
  • the copy source panel zone has a structure in which two beams and one column are connected to the panel zone.
  • the copy destination panel zone has the same structure, but no main reinforcing members are placed. In this case, by copying the connection relationship as in the copy operation 1801, the same main reinforcing member arrangement as in the copy source panel zone can be obtained in the copy destination panel zone. Therefore, there is no need to set connection relationships anew in the copy destination panel zone.
  • FIG. 20 is a schematic diagram showing the process of copying the connection relationships of main reinforcing members between panel zones.
  • the copy source panel zone and the copy destination panel zone have the same structure of structural members.
  • the structural members in the copy destination panel zone are horizontally reversed with respect to the copy source panel zone.
  • the connection relationship as in the copy operation 1802 it is possible to obtain the same main reinforcing member arrangement in the copy destination panel zone as in the copy source panel zone (however, the left and right sides are reversed).
  • FIG. 21 is a schematic diagram showing an example in which the connection relationships of main reinforcing members cannot be copied between panel zones.
  • the copy source panel zone has a structure in which left and right beams and upper and lower columns are connected to the panel zone.
  • the copy destination panel zone has a structure in which left and right beams and upper columns are connected to the panel zone (in this case, the foundation of the building). Since the main reinforcement members of columns cannot be copied to the foundation, the connections cannot be copied between panel zones in this case. As in this example, if the types of structural members connected to the panel zone are different between the copy source and the copy destination, the connection relationship cannot be copied.
  • connection relationship copying unit 127 may display an alert or the like on the screen indicating that copying is not possible. Copying is prohibited not only between columns and foundations, but may also be prohibited across the board if the types of structural members are different. For example, copying may be prohibited between columns and beams.
  • FIGS. 22 and 23 are examples of prohibiting editing of the connection relationships of structural members connected to panel zones.
  • the structural member design program 12 displays a user interface that instructs the user to prohibit changing the connection relationship of the main reinforcing members of the structural members connected to the panel zone. Can be done.
  • the window in FIG. 22 is an example of this.
  • connection relationship can be changed for all structural members connected to the panel zone.
  • connection relationships of all structural members cannot be changed.
  • connection relationship can be changed only for the first structural member, and the other structural members cannot be changed.
  • FIG. 24 is a schematic diagram showing an example of copying the connection relationship of structural members to a panel zone where the connection relationship cannot be changed.
  • the copy source panel zone and the copy destination panel zone have the same structure of structural members.
  • the copy destination panel zone is specified on the user interface of FIGS. 22 and 23 so that the connection relationship for the pillars cannot be changed.
  • the connection relationship copying unit 127 can copy the connection relationship after canceling the unchangeable setting of the copy destination panel zone.
  • you can copy the connection relationships of the main reinforcement members of other structural members (two beams in this example), excluding the structural members whose connection relationships cannot be changed (columns in this example). Good too.
  • the user may select which one to implement. The same applies to all copy operations 1801 to 1804.
  • FIG. 25 shows an example of copying connection relationships between panel zones that have the same type of structural member but different sizes.
  • the copy source panel zone of FIG. 25 one column and three relatively thin beams are connected.
  • the copy destination panel zone is connected to one column, two relatively thin beams, and one relatively thick beam. That is, the types of structural members are the same between the copy source and the copy destination, but only the size of one beam is different.
  • FIG. 26 shows a specific example of the copy operation in FIG. 25.
  • the connection relationship copying unit 127 changes the size of a structural member (beam G11 in this example) whose size is different from that of the copy source in the copy destination panel zone to the same size as the copy source, and then changes the connection relationship between the panel zones. make a copy.
  • the type of structural member, the size of the structural member, and the connection relationship of the main reinforcing members are the same as in the copy source panel zone.
  • the user may be able to select which of the copy procedure shown in FIG. 26 and the copy procedure shown in FIG. 27 described below is to be performed. The same applies to all copy operations 1801 to 1804.
  • FIG. 27 shows another specific example of the copy operation in FIG. 25.
  • the connection relationship copy unit 127 converts the size of the copy source structural member (G10) into the copy destination structural member (G11) for structural members whose sizes differ between the copy source and the copy destination (beams G10 and G11 in this example). ), and then copy the connection relationships between panel zones.
  • the arrangement of the main reinforcing members of the copy source structural member is adjusted in accordance with the conversion ratio before copying.
  • the arrangement of the three main reinforcing members of the beam G10 is adjusted according to the size conversion ratio between the beams G10 and G11. As a result, the lowest main reinforcing member within the beam G10 is shifted downward.
  • the arrangement of the main reinforcing members that penetrate the panel zone may not be changed. This is because the main reinforcing member that penetrates the panel zone is often paired with the main reinforcing member in another structural member. As a result, the arrangement of only the unpaired main reinforcing members is adjusted, so the connection relationships can be copied without unexpectedly changing the pairing results.
  • the two upper main reinforcing members in the beam G10 in FIG. 27 are examples of this.
  • Some main reinforcing members have their ends bent and embedded in a structural member (that is, have a hook portion) to increase the stability of position fixation. In many cases, it is not desirable to change the arrangement of a main reinforcing member having such a hook portion. This is because some kind of constraint may already be imposed on the position of the hook portion embedded in the structural member, for example, the depth of embedding from the surface of the structural member is regulated. Therefore, when adjusting the arrangement of the main reinforcing member having a hook portion, the arrangement may not be changed.
  • the two upper main reinforcing members in the beam G10 in FIG. 27 are examples of this.
  • FIG. 28 is an example of a user interface provided by the connection relationship copying unit 127.
  • the user selects the structural member to be copied from the copy source panel zone on the user interface. Furthermore, one of the copy operations 1801 to 1804 described in FIG. 18AB is selected.
  • the lower part of the user interface lists candidates for copy destination panel zones.
  • the connection relationship copying unit 127 selects the copy destination panel zones from FIGS. 19 to 20 (copy possible), FIG. 21 (copy not possible), FIG. 24 (copy possible if disable layout change is canceled), and FIGS. Copying is possible if the size is changed), and the result is displayed in the lower right column of the user interface.
  • the connection relationship copying unit 127 performs copying according to the user's selection.
  • the structural member design program 12 executes each step of FIG. 2 (or FIG. 16), but it is also possible that the designer manually executes all or part of each step. is also possible. For example, by implementing all or part of each step using macros in spreadsheet software and executing them, fine adjustments can be made while visually checking the design results on the screen.
  • the structural member design program 12 and its submodules can be implemented by hardware such as a circuit device (eg, Field Programmable Gate Array: FPGA) instead of software.
  • a circuit device eg, Field Programmable Gate Array: FPGA
  • the computer 1 and the user terminal 2 do not necessarily have to be separate devices, and may be configured on a single computer. In this case, each screen displayed by the user terminal 2 will be displayed on a display device included in the computer 1 instead.
  • the panel zone provided in the building and the main reinforcing members provided in the structural members (columns, beams, or foundations) connected thereto have been described, but the present disclosure is not limited to buildings, and is applicable to similar structures. It can be applied to structures in general that are equipped with That is, the object of the present disclosure can be applied to architectural structures, civil engineering structures, plants, and other similar structures in general. In this case, it should be noted that what corresponds to the panel zone in the present disclosure is a region where a structural member extending in the height direction of the structure and a structural member extending in a direction perpendicular thereto intersect. .

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Abstract

本開示は、衝突を回避しつつ主筋部材を接続するとともに、その主筋部材の接続関係を他のパネルゾーンにおいても再利用することができる技術を提供することを目的とする。本開示に係る構造部材設計方法は、パネルゾーンに対して接続されている主筋部材を互いにペアリングする接続関係をセットし、前記接続関係を維持しながら主筋部材間の衝突を回避し、第1パネルゾーンにおける前記接続関係を第2パネルゾーンに対してコピーする(図15参照)。

Description

構造部材設計方法、構造部材設計プログラム
 本開示は、構造物のパネルゾーンに対して接続された構造部材の接続関係を設計する技術に関する。
 建築物を形成する柱と梁が交差する領域は、パネルゾーンと呼ばれる。パネルゾーンにおいては、柱と梁が交差することに加えて、これらの内部に配置されている主筋部材(主に鉄筋)も交差することになる。建築物を設計する際には、柱や梁などの構造部材の位置やサイズなどを設計することに加えて、これらの主筋部材の位置やサイズなどを設計することが必要である。
 下記特許文献1は、主筋を接続する方法として、『位置合わせ接続』『延長して接続』『曲げて接続』を例示している(同文献の0087~0088)。これらの接続方法は、仕口部(パネルゾーンに相当)における主筋部材の接続関係を規定する態様について説明している。
特開2016-045741号公報
 特許文献1のような従来の設計方法においては、パネルゾーンにおいて主筋部材を相互に接続する手順を規定している。しかし、主筋部材を接続することにより他の主筋部材と衝突する場合があり、このような衝突を回避することについては十分検討されていなかった。また衝突を回避しつつ主筋部材を接続した後において、その主筋部材の接続関係を他のパネルゾーンにおいても再利用することができれば作業効率向上に資するが、従来の設計方法においてそのような再利用は考慮されていない。
 本開示は上記のような課題に鑑みてなされたものであり、衝突を回避しつつ主筋部材を接続するとともに、その主筋部材の接続関係を他のパネルゾーンにおいても再利用することができる技術を提供することを目的とする。
 本開示に係る構造部材設計方法は、パネルゾーンに対して接続されている主筋部材を互いにペアリングする接続関係をセットし、前記接続関係を維持しながら主筋部材間の衝突を回避し、第1パネルゾーンにおける前記接続関係を第2パネルゾーンに対してコピーする。
 本開示に係る構造部材設計方法によれば、衝突を回避しつつ主筋部材を接続するとともに、その主筋部材の接続関係を他のパネルゾーンにおいても再利用することができる。本開示のその他の課題、構成、利点などについては、以下の実施形態の説明を参照することによって明らかとなる。
実施形態1に係る構造部材設計プログラム12を実行するコンピュータ1の構成図である。 構造部材設計プログラム12の動作を説明するフローチャートである。 S201において抽出するパネルゾーン301を表示する画面例である。 パネルゾーン抽出部121がパネルゾーン301を抽出する手順を説明する模式図である。 S203における主筋部材設定画面の例である。 ユーザが主筋部材設定画面上で主筋部材の位置を指定する過程を示す模式図である。 主筋部材設定画面のその他の構成要素を説明する図である。 主筋部材設定画面上において柱を分割する例を示す。 S206におけるマニュアル接続設定画面の例である。 ユーザがマニュアル接続設定画面上で主筋部材の接続関係をセットする過程を示す模式図である。 ペアリングされた主筋部材の接続関係を記述したデータの構造を示す模式図である。 パネルゾーンに対して接続されている柱と梁それぞれに対してペアリングを実施する前における主筋部材の3次元モデルの例である。 S207における自動配筋の結果として主筋部材が衝突する例を示す平面図である。 自動配筋部126が主筋部材の衝突を回避した後の例を示す。 実施形態2に係る構造部材設計プログラム12を実行するコンピュータ1の構成図である。 実施形態2における構造部材設計プログラム12の動作を説明するフローチャートである。 主筋部材の接続関係をパネルゾーン間でコピーする様子を示す模式図である。 パネルゾーンにおける主筋部材の接続関係をコピーする様子を示す模式図である。 パネルゾーンにおける主筋部材の接続関係をコピーする様子を示す模式図である。 主筋部材の接続関係をパネルゾーン間でコピーする過程を示す模式図である。 主筋部材の接続関係をパネルゾーン間でコピーする過程を示す模式図である。 主筋部材の接続関係をパネルゾーン間でコピーできない例を示す模式図である。 パネルゾーンに対して接続された構造部材の接続関係を編集することを禁止する例である。 パネルゾーンに対して接続された構造部材の接続関係を編集することを禁止する例である。 構造部材の接続関係を変更不可となっているパネルゾーンに対して接続関係をコピーする例を示す模式図である。 構造部材の種類は同じだがサイズが異なるパネルゾーン間において接続関係をコピーする例を示す。 図25のコピー動作の具体例を示す。 図25のコピー動作の別具体例を示す。 接続関係コピー部127が提供するユーザインターフェースの例である。
<実施の形態1>
 図1は、本開示の実施形態1に係る構造部材設計プログラム12を実行するコンピュータ1の構成図である。構造部材設計プログラム12は、建築物のパネルゾーンに対して接続された構造部材(例:柱、梁)が有する主筋部材の接続関係を設計することにより、その建築物の構造を設計する処理を実装したプログラムである。コンピュータ1は、プロセッサ11と記憶部13を備える。プロセッサ11は構造部材設計プログラム12を実行する。以下では記載の便宜上、構造部材設計プログラム12を各処理ステップの動作主体として説明する場合があるが、構造部材設計プログラム12を実際に実行するのはプロセッサ11であることを付言しておく。
 ユーザ端末2は、コンピュータ1とやり取りして構造部材設計プログラム12に対してユーザからの指示を通知し、その処理結果を構造部材設計プログラム12から受け取ってディスプレイなどの適当なデバイス上で表示する。コンピュータ1とユーザ端末2は、適当なネットワークを介して互いに通信することにより、コンピュータ1による処理結果をユーザ端末2に対して通知し、あるいはユーザ端末2からコンピュータ1に対する指示を送受信することができる。
 構造部材設計プログラム12は、サブモジュールとして、パネルゾーン抽出部121、構造部材抽出部122、主筋セット部123、ペアリング部124、接続関係セット部125を備える。構造部材設計プログラム12および各サブモジュールの動作については後述する。
 図2は、構造部材設計プログラム12の動作を説明するフローチャートである。本フローチャートは、ユーザが構造部材設計プログラム12をコンピュータ1上で起動し、所定のメニューなどから本フローチャートを実施するように指示することによって開始される。以下図2の各ステップについて説明する。
(図2:ステップS201)
 パネルゾーン抽出部121は、建築物の設計データを記憶部13から読み取る。設計データは、建築物を構成する柱と梁、柱と梁に対して接続されたパネルゾーン、などの構造を記述したデータである。パネルゾーン抽出部121は、設計データからパネルゾーンの箇所を抽出し、そのリストを保持する。パネルゾーンの箇所は、設計データ上において柱と梁が互いに接続されている箇所を探索することにより、抽出することができる。本ステップの1例は後述する。
(図2:ステップS201:補足)
 本ステップは、例えばユーザが構造部材設計プログラム12上のメニューから本ステップを実施するように構造部材設計プログラム12に対して指示し、さらに設計データのファイルパスなどを指定することによって、開始することができる。設計データは例えば建築物のCADデータである。以下のステップも同様に、各ステップを実施するように指示するメニューをユーザが選択することによって、開始することができる。
(図2:ステップS202)
 構造部材抽出部122は、S201において抽出したパネルゾーンに対して接続されている構造部材(柱または梁)を抽出する。説明の便宜上、本実施形態1においては柱を抽出することとする。
(図2:ステップS203)
 主筋セット部123は、後述する主筋部材設定画面を、ユーザ端末2が備えるディスプレイ上に表示する。ユーザは主筋部材設定画面上で構造部材(本実施形態1においては柱)を選択し、その構造部材の内部に配置する主筋部材(鉄筋)の本数と位置を、主筋部材設定画面上でセットする。本ステップの詳細は、主筋部材設定画面の具体例と併せて後述する。主筋部材の本数と配置が既にセットされている構造部材については、本ステップを省略してもよい。
(図2:ステップS204)
 ペアリング部124は、パネルゾーンの断面上において対向して配置されている構造部材のうち、主筋部材の本数と配置が同じものを全て抽出する。ペアリング部124は、抽出した構造部材をペアリングする。ここでいうペアリングとは、ペアリングされた構造部材の内部の主筋部材が実際の建築物において互いに接続される旨を、構造部材設計プログラム12内部において指定することである。ペアリング部124は、ペアリングの結果を記憶部13へ格納する。パネルゾーンの断面上において、主筋部材の本数と配置が同じではない構造部材は、ペアリングの対象外となる。
(図2:ステップS205)
 接続関係セット部125は、S204の結果にしたがって、ペアリングされた構造部材を互いに接続する。接続関係セット部125は、その接続関係を記述したデータを、記憶部13へ格納する。
(図2:ステップS206)
 接続関係セット部125は、後述するマニュアル接続設定画面を、ユーザ端末2が備えるディスプレイ上に表示する。ユーザはマニュアル接続設定画面上において、S205のなかでペアリングされなかった構造部材の内部の主筋部材を、マニュアル作業によって接続する。接続関係セット部125は、その接続関係を記述したデータを、記憶部13へ格納する。本ステップの詳細は、マニュアル接続設定画面の具体例と併せて後述する。
(図2:ステップS207)
 自動配筋部126は、以上のステップによってセットされた主筋部材の接続関係にしたがって、主筋部材を実際に配置したと仮定し、パネルゾーン内部も含めた主筋部材の配置関係を計算する。このとき、主筋部材が衝突するか否かを併せて計算する。衝突の例などについては後述する。
(図2:ステップS208)
 自動配筋部126は、設計データから、主筋部材のサイズ、材料、強度、などの特性を記述した主筋特性データを記憶部13から読み取る。自動配筋部126は、以上のステップにおいて互いに接続した主筋部材間の接続関係および主筋部材のサイズなどの特性にしたがって、主筋部材の3次元モデルを作成する。自動配筋部126は、作成した3次元モデルを、ユーザ端末2のディスプレイ上で表示する。3次元モデルを提示する意義については、その例と併せて後述する。
 図3は、S201において抽出するパネルゾーン301を表示する画面例である。パネルゾーン301は、構造部材設計プログラム12が設計する建築物が有する柱と梁が交差する箇所である。パネルゾーン抽出部121は、後述する手順によってパネルゾーン301を建築物の設計データから抽出し、図3のように画面表示する。パネルゾーン抽出部121は、図3の画面を生成してユーザ端末2に対して送信し、ユーザ端末2はその画面上でパネルゾーン301を表示することができる。
 図4は、パネルゾーン抽出部121がパネルゾーン301を抽出する手順を説明する模式図である。図4において、(a)柱1と柱2によって表される柱、(b)梁1と梁3によって表される梁(便宜上、第1梁と呼ぶ)、(c)梁2と梁4によって表される梁(便宜上、第2梁と呼ぶ)、がパネルゾーンにおいて交差している。
 パネルゾーン抽出部121は、設計データよりこれら3つの構造部材の位置やサイズなどの形状情報を取得する。パネルゾーン抽出部121は、取得した形状情報にしたがって、柱と第1梁が交差することによって生じる平面領域を特定するとともに、柱と第2梁が交差することによって生じる平面領域を特定する。パネルゾーン抽出部121は、特定した平面領域と柱によって囲まれる3次元空間を、これら3つの部材が交差するパネルゾーンとして抽出することができる。構造部材抽出部122は、これらの過程において用いた構造部材とパネルゾーンとの間の関係にしたがって、パネルゾーンに対して接続されている構造部材を特定できる。
 図5は、S203における主筋部材設定画面の例である。主筋セット部123は、図5に例示する主筋部材設定画面をユーザ端末2に対して送信し、ユーザ端末2はその画面を表示する。主筋部材設定画面は、ユーザが指定した構造部材(柱または梁)の内部に組み込む主筋部材(鉄筋)の本数および配置を、ユーザがマニュアル操作によって指定するために用いる画面である。図5の中央は、ユーザが指定したパネルゾーンの断面図を示す。平面図上の白丸は、構造部材を配置することができる候補位置である。ユーザはこの平面図上において、構造部材を配置する箇所を指定する。構造部材を配置する位置の白丸は黒丸に置き換わっている。構造部材が柱である場合と梁である場合いずれにおいても、同様の画面を用いることができる。
 図6は、ユーザが主筋部材設定画面上で主筋部材の位置を指定する過程を示す模式図である。この例において、ユーザはパネルゾーンの断面図の4隅に主筋部材を配置し、それ以外の候補位置における主筋部材を削除している。構造部材の場所によっては高い強度が必要ではない場合もあり、そのような場合においては例えば4隅のみ主筋部材を配置すれば足りるので、図6が示すように主筋部材の本数と配置を変更してもよい。
 図7は、主筋部材設定画面のその他の構成要素を説明する図である。図7に示す例において、主筋部材設定画面は、パネルゾーンの断面上に配置されている主筋部材に対してロック設定を指定するロックアイコン(例えば701~704)を有する。ロック設定は、S207の自動配筋処理において、主筋部材をどのように移動させるかを指定する属性設定である。
 自動配筋処理において主筋部材を仮配置したとき、主筋部材同士が衝突する可能性がある。主筋部材の配置はパネルゾーンごとにユーザが主筋部材設定画面上でマニュアル設定する場合があるからである。後述するように、自動配筋部126は衝突した主筋部材の位置を移動させることによって衝突を回避するが、そのとき位置を移動させず固定する主筋部材を、ロック設定によって指定することができる。例えばアイコン704に対してその旨を指定した場合、アイコン704から延伸する直線に沿った横方向5つの主筋部材(図7においては実際には2つの主筋部材が配置されている)は、自動配筋処理において移動しない。
 自動配筋処理において衝突回避のためにいずれかの主筋部材を移動させるとき、連動して移動させることが望ましい別の主筋部材が存在する場合がある。典型的には同一線上に配置されている主筋部材は連動して移動することが望ましい。ロック設定によってそのような連動して移動させる主筋部材セットを指定することができる。例えばアイコン703に対してその旨を指定した場合、アイコン703から右へ向かって延伸する直線に沿った横方向5つの主筋部材(図7においては実際には2つの主筋部材が配置されている)は、自動配筋処理において連動して移動する(すなわち移動方向と移動量が互いに等しくなるように移動する)。
 主筋部材設定画面上においては、主筋部材の位置そのものを移動させることもできる。主筋部材間の間隔設定705を選択して入力画面を開き、設定したい間隔を入力することにより、主筋部材の位置を移動させることができる。
 主筋部材設定画面は、パネルゾーンの断面上において配置した主筋部材を、その断面に対して直交する平面上で見たときの各主筋部材の配置を、ビュー706上で併せて画面表示することもできる。ビュー706は、構造部材の側面図、透過図、などによって構成することができる。
 図8は、主筋部材設定画面上において柱を分割する例を示す。ユーザは主筋部材設定画面上において、構造部材(柱または梁)を分割することができる。主筋セット部123が分割した構造部材に対してそれぞれ別のIDを割り当てることにより、構造部材設計プログラム12は以後それらを別個の構造部材として管理する。分割前の構造部材はそれぞれ同一の主筋部材を有しているが、分割によってそれらの主筋部材も分割されることになる。ユーザは分割後の構造部材に対して改めて主筋部材の配置と本数を指定することができる。例えば柱の下方は上方よりも主筋部材を多くする、などの個別設定が可能である。ユーザは反対に、構造部材を統合することもできる。ただし主筋部材の配置、本数、材質などが全て一致している構造部材同士に限る。分割することにより発生する構造部材の個数は、建築物の仕様や業界標準などによって適宜定めることができる。例えば柱は2分割のみ可能、梁は2分割または3分割のみ可能、などである。
 図9は、S206におけるマニュアル接続設定画面の例である。接続関係セット部125は、図9に例示するマニュアル接続設定画面をユーザ端末2に対して送信し、ユーザ端末2はその画面を表示する。マニュアル接続設定画面は、構造部材の内部の主筋部材を、ユーザがマニュアル作業によって接続するために用いる画面である。
 ユーザは図9に示す画面上において、まず接続関係をセットする2つの構造部材(この例においては梁Aと梁B)を選択する。ユーザは梁Aのいずれかの主筋部材と梁Bのいずれかの主筋部材をそれぞれ画面上で選択し、これらを接続する旨をさらに画面上で指定する。接続関係セット部125は、その接続関係を記述したデータを記憶部13に保存する。ユーザは、梁Aと梁Bそれぞれのその他の主筋部材についても同様に接続関係をセットする。
 図10は、ユーザがマニュアル接続設定画面上で主筋部材の接続関係をセットする過程を示す模式図である。構造部材AとBそれぞれのパネルゾーン断面図上において、主筋部材を小さい黒丸によって示している。ユーザが選択した主筋部材は、黒丸の周囲を円が囲むことによって示している。ユーザが接続関係をセットした主筋部材は、大きい黒丸に変更されている。この例においては、ユーザは構造部材AとBそれぞれの4隅に配置されている主筋部材を互いに接続するように、接続関係をセットしている。
 図11は、ペアリングされた主筋部材の接続関係を記述したデータの構造を示す模式図である。S204~S205またはS206においてペアリング(互いに接続されている旨を指定すること)された主筋部材は、そのペアを構成する主筋部材のIDおよびその主筋部材の属性パラメータをセットにしたデータによって、ペアリングされた旨が記憶部13内に保存される。
 主筋部材の属性パラメータとしては、例えばオフセット値が挙げられる。ユーザは、マニュアル接続設定画面上において、主筋部材の配置と本数が同一ではない2つの構造部材間であっても、主筋部材を接続するように指定することができる。このときその2つの主筋部材は、図11右下に示すように、屈折して接続されることになる。主筋セット部123は、この屈折の開始点から終端までの距離を、オフセット値として主筋部材ごとに保存する。
 図12は、パネルゾーンに対して接続されている柱と梁それぞれに対してペアリングを実施する前における主筋部材の3次元モデルの例である。S204~S206においてペアリングする前の時点においては、パネルゾーンを挟んで対向配置された構造部材の内部の主筋部材は、互いに接続されていない状態となっている。ペアリングは、これらの主筋部材を互いに接続する旨を指定することを意味する。S205における自動接続またはS206におけるマニュアル接続によって、例えば図12に示す主筋部材1201と1202を互いに接続する旨の接続関係をセットする。
 図13は、S207における自動配筋の結果として主筋部材が衝突する例を示す平面図である。図13に示す例において、柱が有する主筋部材1301と梁が有する主筋部材1302が衝突している。これは、例えば主筋部材設定画面においてユーザが主筋部材1301を4隅近傍へ移動させたことに起因している。
 図13に示すような主筋部材同士の衝突は、例えば衝突している主筋部材のIDなどをリストとして提示することにより、データとしてユーザに対して提示することができる。しかしユーザとしては、主筋部材のリストのみを提示されても、その主筋部材がどのような態様で衝突しているのかを把握することが困難な場合がある。そこで自動配筋部126はS208において、主筋部材の実際の配置を3次元モデルとして視覚的に提示することとした。これによりユーザは、図12~図13に例示するような3次元モデル上においてその衝突状態を視覚的に把握できる。
 図14は、自動配筋部126が主筋部材の衝突を回避した後の例を示す。自動配筋部126は、図13において衝突している主筋部材1301を、柱断面上における中央寄りへ移動させることにより、主筋部材1301と1302との間の衝突を回避した。図14はその結果を示す。衝突を回避する処理は、ユーザがその処理を実施するように指定したとき実施してもよいし、S207(自動配筋)において自動的に実施してもよい。
 自動配筋部126は、衝突回避のために移動させる主筋部材を選択する際に、図7において説明したロック設定を反映させる。すなわち、(a)固定指定した主筋部材は移動させずその他の主筋部材を移動させる、(b)連動して移動するように指定した主筋部材セットは連動して移動させる。例えば主筋部材1302が固定指定されている場合、主筋部材1302は移動させずその他の主筋部材を移動させる。あるいは主筋部材1301と1303が連動指定されている場合、これらの移動方向と移動量は同一となる。
 自動配筋部126は、移動させる主筋部材を決定した後、その移動方向と移動量を決定する。移動方向と移動量は、例えば移動後の主筋部材の配置間隔が断面図上(すなわちパネルゾーン内)においてできる限り均等となるようにすればよい。例えば衝突を無視して主筋部材を均等配置したときの各主筋部材の位置と、移動させる主筋部材の位置との間の差分を、移動ベクトルとして用いることができる。自動配筋部126は、その移動ベクトルにしたがって、衝突が回避されるまで主筋部材を移動させればよい。例えば、各主筋部材を均等配置したときと移動後の主筋部材配置との間の2乗和が最も小さくかつ衝突が回避されるような配置を、最終的に採用すればよい。
 ユーザは、図13または図14の3次元モデルを見た上で、そのパネルゾーンを指定して主筋部材設定画面(図5)を呼び出し、改めて主筋部材の配置や本数をセットしてもよい。自動配筋部126が図14のように衝突を自動的に回避したとしても、例えば施工現場の作業効率を考慮すると、別の主筋部材を移動させたほうが望ましい場合や、移動量もしくは移動方向を変えたほうがよい場合など、必ずしも自動衝突回避の結果が望ましくない場合も考えられる。そのような望ましくない状況が発生するか否かを把握するためには主筋部材の3次元モデルをユーザが視覚的に見ることが有用であると考えられる。衝突箇所のIDなどをリスト表示するのみでは、そのような状況が発生するか否か、あるいは発生するとしてどのような態様であるのか、などを把握することは困難だからである。主筋部材の3次元モデルを提示することは、そのような観点において有用である。
<実施の形態1:まとめ>
 本実施形態1に係る構造部材設計プログラム12は、建築物の構造を記述した設計データ(例えばCADデータ)からパネルゾーンを抽出し、パネルゾーンに対して接続されている構造部材の内部の主筋部材の本数および配置をセットし、主筋部材の本数および配置が同じ構造部材同士をペアリングしてそれらの主筋部材を接続する。パネルゾーンを起点としてそのパネルゾーンに対して接続されている構造部材を特定することにより、パネルゾーン内における主筋部材の接続関係を適切にセットすることができる。また主筋部材の配置と本数が同一である構造部材については自動ペアリングすることもできるので、主筋部材の設計作業を効率的に進めることができる。
 本実施形態1に係る構造部材設計プログラム12は、主筋部材設定画面(図5)を提示し、ユーザは同画面上においてパネルゾーンの断面図上で主筋部材の本数と配置を指定することができる。例えばCADデータからインポートした構造部材内の主筋部材が過剰または過少であるような場合においても、ユーザは同画面上で主筋部材を適切に配置することができる。1例として、建築物の下方の柱は主筋部材を多く変更し、上方の柱は主筋部材を少なく変更する、などのマニュアル設計が可能である。
 本実施形態1に係る構造部材設計プログラム12は、主筋部材設定画面などによってセットされた主筋部材の接続関係にしたがって主筋部材を実際の建築物において配置したと仮定したとき主筋部材が衝突するか否かを計算し、その結果を例えば主筋部材の3次元モデルなどの視覚的手段によって提示する。これによりユーザは、主筋部材の配置や本数が適切であるか否かを容易に把握し、改めて主筋部材設定画面などによってその配置や本数を調整することができる。
 本実施形態1に係る構造部材設計プログラム12は、主筋部材を実際に配置したと仮定したとき主筋部材が衝突する場合は、その衝突を回避するように、主筋部材の位置を移動させる。例えば移動後の主筋部材の配置間隔がパネルゾーン内においてなるべく均等となるように、主筋部材を移動させる。これにより、例えばユーザが主筋部材設定画面上でセットした主筋部材の本数と配置が衝突を招く場合であっても、ユーザに負担をかけることなくその衝突を回避し、実際に施工可能な主筋部材構造を設計することができる。
 本実施形態1に係る構造部材設計プログラム12は、衝突回避のために主筋部材を移動させる際に、移動させずに位置を固定する主筋部材を主筋部材設定画面上であらかじめ設定しておき(ロック設定)、その設定にしたがって、移動させる主筋部材を選択する。これにより、例えば建築物の構造との関係において移動させることが望ましくない主筋部材についてはあらかじめ位置を固定しておき、その他の主筋部材のみを移動させることができる。したがって、構造強度などのパラメータを最適に維持しつつ、主筋部材の衝突を自動的に回避することができ、主筋部材の設計効率が高まる。
 本実施形態1に係る構造部材設計プログラム12は、衝突回避のために主筋部材を移動させる際に、連動して移動させる主筋部材セットを主筋部材設定画面上であらかじめ設定しておき(ロック設定)、その設定にしたがって、移動させる主筋部材を選択する。これにより、例えば建築物の構造との関係において連動して移動させることが望ましい主筋部材についてはあらかじめ連動ロックをかけておき、それらを連動して移動させることができる。例えばパネルゾーンの断面図上で対向して配置されている主筋部材は連動移動させることが望ましい場合は、そのような連動移動をあらかじめ指定しておくことができる。これにより位置固定ロックと同様に、構造強度などのパラメータを最適に維持しつつ、主筋部材の衝突を自動的に回避することができ、主筋部材の設計効率が高まる。
 本実施形態1に係る構造部材設計プログラム12は、例えば主筋部材の配置または本数が互いに異なることによって自動ペアリングされなかった構造部材について、マニュアル接続設定画面によって手動で主筋部材の接続関係をセットできる。これにより、構造部材を配置したのみでは主筋部材がパネルゾーン内において接続されない場合であっても、その接続関係を画面上で視覚的にセットすることができる。
<実施の形態2>
 図15は、本開示の実施形態2に係る構造部材設計プログラム12を実行するコンピュータ1の構成図である。実施形態1においては、パネルゾーンに対して接続された主筋部材をペアリングするとともに、ペアリングされていない主筋部材同士が互いに衝突することを回避する構成例を説明した。本実施形態2においては、その上でさらに主筋部材の接続関係をパネルゾーン間で再利用する構成例について説明する。
 構造部材設計プログラム12は、サブモジュールとして、実施形態1で説明したものに加え、さらに接続関係コピー部127を備える。接続関係コピー部127は、衝突回避しつつ主筋部材をペアリングした後において、その主筋部材の接続関係をパネルゾーン間でコピーすることにより再利用する処理を実施する。具体的な動作例については後述する。
 図16は、実施形態2における構造部材設計プログラム12の動作を説明するフローチャートである。実施形態1で説明したステップS208の後に、ステップS1601を実施する。S1601において、接続関係コピー部127は、後述する手順にしたがって、主筋部材の接続関係をパネルゾーン間でコピーする。その他は実施形態1と同様である。
 図17は、主筋部材の接続関係をパネルゾーン間でコピーする様子を示す模式図である。実施形態1で説明した手法により、パネルゾーンに対して接続された構造部材が有する主筋部材の接続関係をセットする。建築物は一般に、同様の構造を有するパネルゾーンを複数有するので、あるパネルゾーンにおいてセットした主筋部材の接続関係を、他のパネルゾーンにおいても再利用することができれば、設計作業の効率向上に資する。例えば図17に示すように、あるパネルゾーンにおける主筋部材の接続関係を、同様の構造を有する他のパネルゾーンに対してコピーすることにより、再利用が可能であると考えられる。
 図18A~図18Bは、パネルゾーンにおける主筋部材の接続関係をコピーする様子を示す模式図である。図18ABは、建築物が有するパネルゾーンと構造部材によって構成される構造の上面図である。接続関係コピー部127は、図18ABに示す4つのコピー動作1801~1804のうちいずれかを実施する。以下それぞれのコピー動作について説明する。
 コピー動作1801は、構造部材が形成する線分上の別のパネルゾーンに対して、接続関係をコピーする例である。ここでは隣接するパネルゾーン間で接続関係をコピーする例を示したが、必ずしも隣接していなくとも、同じ線分上のパネルゾーン間であればよい。コピー動作1801において接続関係をコピーする2つのパネルゾーンは、パネルゾーンに対して接続されている構造部材(柱、梁)の構造が全く同じである。このようなパネルゾーン間においては、主筋部材の接続関係も全く同じであるので、その接続関係をパネルゾーン間で再利用することができる。この場合は、コピー元パネルゾーンにおける接続関係をコピー先パネルゾーンに対して平行移動すればよい。
 コピー動作1802は、構造部材が形成する2つの対向する辺上のパネルゾーン間で接続関係をコピーする例である。この例における2つのパネルゾーンに対して接続されている主筋部材は、同様の接続関係を有する。ただしコピー元のパネルゾーンにおいては図18Aの右方向へ向かって構造部材が延伸するのに対して、コピー先のパネルゾーンは左方向へ向かって構造部材が延伸する。したがってコピー動作1802においては、主筋部材の接続関係を、図18Aの横方向の座標軸において反転させる必要がある。
 コピー動作1803は、構造部材が形成する2つの対角配置された角のパネルゾーン間で接続関係をコピーする例である。この例における2つのパネルゾーンに対して接続されている主筋部材は、同様の接続関係を有する。ただしコピー元のパネルゾーンにおいては図18Aの右方向と上方向へ向かって構造部材が延伸するのに対して、コピー先のパネルゾーンは左方向と下方向へ向かって構造部材が延伸する。したがってコピー動作1802においては、主筋部材の接続関係を、図18Aの縦横方向それぞれの座標軸において反転させる必要がある。
 コピー動作1804は、コピー動作1801の変形例として、構造部材が形成する2つの線分上のパネルゾーン間で接続関係をコピーする例である。コピー動作1804におけるコピー元パネルゾーンとコピー先パネルゾーンは、構造部材の構造が全く同じであるので、コピー動作1801と同様に接続関係を斜めに平行移動すればよい。この平行移動は、図18Bの右方向における平行移動と下方向における平行移動を組み合わせたものとして取り扱うこともできる。コピー動作1804は、構造部材が形成する矩形の辺上ではない2つのパネルゾーン間において、同矩形の辺ではない2つの線分に沿って接続関係を平行移動する際に、用いることができる。
 構造部材が形成する形状が矩形ではない(すなわち四角形ではない多角形)場合においても、コピー動作1804と同様に複数回の平行移動によって、接続関係をコピーすることができる。例えばパネルゾーン間を接続する構造部材に沿って、接続関係を平行移動することを繰り返すことにより、任意のパネルゾーン間で接続関係をコピーできる。さらにそのコピー動作における任意時点において、コピー動作1802または1803と同様に接続関係を反転させてもよい。
 図18ABにおいては、同じ水平面上に配置されているパネルゾーン間で接続関係をコピーする例を示した。接続関係をコピーするのは、必ずしも同じ水平面上のパネルゾーン間でなくともよく、同じ水平面上に投影したとき図18ABのような配置関係にあるが高さ方向の位置が異なるパネルゾーン間で接続関係をコピーしてもよい。例えばコピー動作1801のコピー先となっているパネルゾーンは、別フロアにおいてこれと同じ位置に配置されているパネルゾーンであってもよい。コピー動作1802~1804についても同様である。あるいはこれに代えて、まず垂直方向において接続関係を並行させた後(すなわちフロア間で接続関係を平行移動させた後)、コピー動作1801~1804いずれかを実施してもよい。以下では各コピー動作における具体例を説明する。
 図19は、主筋部材の接続関係をパネルゾーン間でコピーする過程を示す模式図である。図19左上はコピー元のパネルゾーンが有する構造部材と主筋部材の接続関係を模式的に示す側面図である。コピー元パネルゾーンは、2つの梁と1つの柱がパネルゾーンに対して接続された構造を有する。コピー先パネルゾーンも同じ構造を有するが、主筋部材は配置されていない。この場合は、コピー動作1801のように接続関係をコピーすることにより、コピー先パネルゾーンにおいてもコピー元パネルゾーンと同じ主筋部材配置を得ることができる。したがって、コピー先パネルゾーンにおいて改めて接続関係をセットする必要はない。
 図20は、主筋部材の接続関係をパネルゾーン間でコピーする過程を示す模式図である。この例においては図19と同様に、コピー元パネルゾーンとコピー先パネルゾーンは、構造部材の構造が同じである。ただしコピー先パネルゾーンにおける構造部材は、コピー元パネルゾーンに対して左右反転している。この場合は、コピー動作1802のように接続関係をコピーすることにより、コピー先パネルゾーンにおいてもコピー元パネルゾーンと同じ(ただし左右反転している)主筋部材配置を得ることができる。
 図21は、主筋部材の接続関係をパネルゾーン間でコピーできない例を示す模式図である。コピー元パネルゾーンは、左右の梁と上下の柱がパネルゾーンに対して接続された構造を有する。コピー先パネルゾーンは、左右の梁と上の柱がパネルゾーン(この場合は建築物の基礎)に対して接続された構造を有する。柱の主筋部材を基礎に対してコピーすることはできないので、この場合は接続関係をパネルゾーン間でコピーすることはできない。この例のように、パネルゾーンに対して接続された構造部材の種類が、コピー元とコピー先との間で異なる場合は、接続関係をコピーすることはできない。このようなコピー動作を実施しようとしたとき、接続関係コピー部127は、コピーできない旨のアラートなどを画面表示してもよい。コピーを禁止するのは柱と基礎との間に限らず、構造部材の種類が異なれば一律に禁止してもよい。例えば柱と梁との間でコピーを禁止してもよい。
 図22~図23は、パネルゾーンに対して接続された構造部材の接続関係を編集することを禁止する例である。ユーザがパネルゾーンを選択すると、構造部材設計プログラム12は、そのパネルゾーンに対して接続された構造部材が有する主筋部材の接続関係を変更することを禁止するように指示するユーザインターフェースを表示することができる。図22のウインドウはその例である。
 図23上段においては、パネルゾーンに対して接続された構造部材全てについて、接続関係を変更可能となっている。図23中段においては、全ての構造部材について接続関係を変更不可となっている。図23下段においては、1番目の構造部材についてのみ接続関係を変更可能、その他の構造部材は変更不可となっている。
 ペアリングされた構造部材が存在する場合、そのペアリングを構成するすべての構造部材について、接続関係の変更を禁止することが望ましい。例えば図23の各例における2番目と3番目の構造部材(パネルメンバー)は、既にペアリングが完了しているので、これら2つの主筋部材の接続関係を変更することを禁止することが望ましい。
 図24は、構造部材の接続関係を変更不可となっているパネルゾーンに対して接続関係をコピーする例を示す模式図である。コピー元パネルゾーンとコピー先パネルゾーンは、構造部材の構造が同じである。ただしコピー先パネルゾーンは、柱について接続関係を変更不可とするように、図22~図23のユーザインターフェース上で指定されている。接続関係コピー部127はこの場合においても、コピー先パネルゾーンの変更不可設定を解除した上で、接続関係をコピーすることができる。あるいはこれに代えて、接続関係を変更不可となっている構造部材(この例においては柱)を除き、その他の構造部材(この例においては2つの梁)の主筋部材の接続関係をコピーしてもよい。さらには、いずれを実施するかをユーザが選択してもよい。コピー動作1801~1804いずれにおいても同様である。
 図25は、構造部材の種類は同じだがサイズが異なるパネルゾーン間において接続関係をコピーする例を示す。図25のコピー元パネルゾーンは、1つの柱と比較的細い3つの梁が接続されている。コピー先パネルゾーンは、1つの柱と比較的細い2つの梁と比較的太い1つの梁が接続されている。すなわち、コピー元とコピー先との間で構造部材の種類は同じだが、1つの梁のサイズのみ異なる。
 図26は、図25のコピー動作の具体例を示す。接続関係コピー部127は、コピー先パネルゾーンにおいてサイズがコピー元とは異なる構造部材(この例においては梁G11)のサイズをコピー元と同じサイズに変更した上で、接続関係をパネルゾーン間でコピーする。これにより、コピー先パネルゾーンにおいては、構造部材の種類、構造部材のサイズ、主筋部材の接続関係、がコピー元パネルゾーンと同じとなる。図26のコピー手順と、以下に説明する図27のコピー手順とのうちいずれを実施するかを、ユーザが選択できるようにしてもよい。コピー動作1801~1804いずれにおいても同様である。
 図27は、図25のコピー動作の別具体例を示す。接続関係コピー部127は、コピー元とコピー先との間においてサイズが異なる構造部材(この例においては梁G10と梁G11)について、コピー元構造部材(G10)のサイズをコピー先構造部材(G11)のサイズに変換した上で、接続関係をパネルゾーン間でコピーする。このとき、コピー元構造部材の主筋部材の配置を、その変換比率に応じて調整したうえでコピーする。図27の例においては、梁G10が有する3つの主筋部材の配置を、梁G10とG11との間のサイズ変換比率にしたがって調整する。これにより梁G10内の最下の主筋部材は、下方に向けてシフトされている。
 主筋部材の配置を調整する際に、パネルゾーンを貫通する主筋部材については、配置を変更しないようにしてもよい。パネルゾーンを貫通する主筋部材は、他の構造部材における主筋部材とペアリングされていることが多いからである。これにより、ペアリングされていない主筋部材のみ配置を調整することになるので、ペアリング結果を不意に変更することなく、接続関係をコピーできる。図27における梁G10内の上側2つの主筋部材はこの例である。
 主筋部材のなかには、端部を折り曲げた上で(すなわちフック部分を有する)構造部材のなかに埋め込むことにより、位置固定の安定性を高めたものがある。このようなフック部分を有する主筋部材は、配置を変更することが望ましくない場合が多い。構造部材内に埋め込んだフック部分の位置については、例えば構造部材の表面からの埋め込み深さが規制されているなど、何らかの制約条件が既に課されている場合があるからである。したがってフック部分を有する主筋部材については、主筋部材の配置を調整する際に、配置を変更しないようにしてもよい。図27における梁G10内の上側2つの主筋部材はこの例である。
 図28は、接続関係コピー部127が提供するユーザインターフェースの例である。ユーザはユーザインターフェース上で、コピー元パネルゾーンからコピーする構造部材を選択する。さらに、図18ABで説明したコピー動作1801~1804いずれを実施するかを選択する。ユーザインターフェース下部は、コピー先パネルゾーンの候補を列挙している。接続関係コピー部127は、コピー先パネルゾーンが、図19~図20(コピー可)、図21(コピー不可)、図24(配置変更不可を解除すればコピー可)、図26~図27(サイズを変更すればコピー可)、のうちいずれの状態にあるかを判定し、その結果をユーザインターフェース右下欄に表示する。ユーザがOKボタンを押すと、接続関係コピー部127はユーザの選択にしたがってコピーを実施する。
<本開示の変形例について>
 本開示は、前述した実施形態に限定されるものではなく、様々な変形例が含まれる。例えば、上記した実施形態は本開示を分かりやすく説明するために詳細に説明したものであり、必ずしも説明した全ての構成を備えるものに限定されるものではない。また、ある実施形態の構成の一部を他の実施形態の構成に置き換えることが可能であり、また、ある実施形態の構成に他の実施形態の構成を加えることも可能である。また、各実施形態の構成の一部について、他の構成の追加・削除・置換をすることが可能である。
 以上の実施形態において、構造部材設計プログラム12が図2(または図16)の各ステップを実施することを説明したが、各ステップのうち全部または一部を、設計者がマニュアル作業によって実施することも可能である。例えば各ステップのうち全部または一部を表計算ソフトウェアのマクロによって実装し、これを実行することにより、画面上で設計結果を視認しながら微調整を実施することができる。
 以上の実施形態において、構造部材設計プログラム12およびそのサブモジュールは、ソフトウェアに代えて、回路デバイス(例:Field Programmable Gate Array:FPGA)などのハードウェアによって実装することもできる。
 以上の実施形態において、コンピュータ1とユーザ端末2は、必ずしも別装置でなくてもよく、これらを単一のコンピュータ上に構成してもよい。この場合、ユーザ端末2が画面表示する各画面は、これに代えてコンピュータ1が備える表示デバイス上で画面表示することになる。
 以上の実施形態において、建築物が備えるパネルゾーンとこれに接続される構造部材(柱または梁または基礎)が備える主筋部材について説明したが、本開示は建築物に限るものではなく、同様の構造を備えた構造物一般について適用することができる。すなわち本開示の対象は、建築構造物、土木構造物、プラント、その他同様の構造を有する構造物一般について適用することができる。この場合、本開示におけるパネルゾーンに対応するのは、構造物の高さ方向に延伸する構造部材とこれに対して直交する方向に延伸する構造部材が交差する領域となることを付言しておく。
1:コンピュータ
12:構造部材設計プログラム
121:パネルゾーン抽出部
122:構造部材抽出部
123:主筋セット部
124:ペアリング部
125:接続関係セット部
126:自動配筋部
127:接続関係コピー部
13:記憶部
2:ユーザ端末

Claims (16)

  1.  構造物のパネルゾーンに対して接続された構造部材が有する主筋部材の接続関係を設計する構造部材設計方法であって、
     前記構造物の構造を記述した設計データから前記パネルゾーンの箇所を抽出するステップ、
     前記抽出したパネルゾーンに対して接続されている前記構造部材を前記設計データから抽出するステップ、
     前記抽出した前記構造部材の内部に組み込まれる主筋部材の本数および配置を前記抽出した前記構造部材ごとにセットするステップ、
     前記抽出した前記構造部材のうち前記主筋部材の本数および配置が同じであるものをペアリングするステップ、
     前記ペアリングした前記構造部材が有する前記主筋部材を互いに接続するように前記接続関係をセットするステップ、
     前記接続関係をセットするステップにおいてセットした前記接続関係にしたがって前記主筋部材を配置したと仮定したとき、前記接続関係によって接続されない前記主筋部材が互いに衝突するか否かを計算するステップ、
     前記接続関係によって接続されない前記主筋部材が衝突する場合はその衝突する前記主筋部材のうち少なくともいずれかの位置を移動させることにより衝突を回避するステップ、
     第1パネルゾーンにおいてセットした前記接続関係を第2パネルゾーンに対してコピーするステップ、
     を有し、
     前記コピーするステップにおいては、前記第1パネルゾーンにおける前記接続関係を、
      前記第2パネルゾーンに対して平行移動させる、
      水平面内の第1座標軸上で反転させた上で前記第2パネルゾーンに対してコピーする、
      前記第1座標軸上で反転させるとともに、前記第1座標軸に対して前記水平面内で直交する第2座標軸上で反転させた上で、前記第2パネルゾーンに対してコピーする、
     のうち少なくともいずれかを実施することにより、前記第2パネルゾーンに対してコピーする
     ことを特徴とする構造部材設計方法。
  2.  前記構造部材は、前記水平面内において線分を形成するように構成されており、
     前記第1パネルゾーンと前記第2パネルゾーンが同じ前記線分上に配置されている場合、前記コピーするステップにおいては、前記第1パネルゾーンにおける前記接続関係を前記第2パネルゾーンに対して平行移動させる
     ことを特徴とする請求項1記載の構造部材設計方法。
  3.  前記構造部材は、前記水平面内において対向する2つの辺を有する矩形を形成するように構成されており、
     前記第1パネルゾーンと前記第2パネルゾーンが対向する前記辺上にそれぞれ配置されている場合、前記コピーするステップにおいては、前記第1パネルゾーンにおける前記接続関係を前記第1座標軸上で反転させた上で前記第2パネルゾーンに対してコピーする
     ことを特徴とする請求項1記載の構造部材設計方法。
  4.  前記構造部材は、前記水平面内において対角配置された2つの角を形成するように構成されており、
     前記第1パネルゾーンと前記第2パネルゾーンが対角配置された前記角にそれぞれ配置されている場合、前記コピーするステップにおいては、前記第1パネルゾーンにおける前記接続関係を前記第1座標軸上で反転させるとともに前記第2座標軸上で反転させた上で、前記第2パネルゾーンに対してコピーする
     ことを特徴とする請求項1記載の構造部材設計方法。
  5.  前記構造部材は、前記水平面内において矩形を形成するように構成されているとともに、前記矩形の辺ではない線上において互いに平行ではない第1線分と第2線分を形成するように構成されており、
     前記第1パネルゾーンが前記第1線分の一端に配置されているとともに前記第2パネルゾーンが前記第1線分と前記第2線分の交点ではない側における前記第2線分の一端に配置され、かつ、前記第1パネルゾーンと前記第2パネルゾーンがともに前記辺上ではない場合、前記コピーするステップにおいては、前記第1パネルゾーンにおける前記接続関係を第2パネルゾーンに対して平行移動させる
     ことを特徴とする請求項1記載の構造部材設計方法。
  6.  前記構造部材設計方法はさらに、前記パネルゾーンに対して接続されている前記構造部材の前記接続関係を変更することを禁止するステップを有し、
     前記コピーするステップにおいては、前記第2パネルゾーンにおいて前記禁止が適用されている場合であっても、前記禁止を解除した上で、前記第1パネルゾーンにおける前記接続関係を前記第2パネルゾーンに対してコピーする
     ことを特徴とする請求項1記載の構造部材設計方法。
  7.  前記構造部材設計方法はさらに、前記パネルゾーンに対して接続されている前記構造部材の前記接続関係を変更することを禁止するステップを有し、
     前記コピーするステップにおいては、前記第2パネルゾーンにおいて前記禁止が適用されている場合であっても、前記禁止が適用されている前記構造部材を除いて、前記第1パネルゾーンにおける前記接続関係を前記第2パネルゾーンに対してコピーする
     ことを特徴とする請求項1記載の構造部材設計方法。
  8.  前記コピーするステップにおいては、前記第1パネルゾーンに対して接続されている前記構造部材の種類と、前記第2パネルゾーンに対して接続されている前記構造部材の種類とが互いに異なる場合は、前記接続関係をコピーすることを禁止する
     ことを特徴とする請求項1記載の構造部材設計方法。
  9.  前記構造部材設計方法はさらに、前記第2パネルゾーンに対してコピーした前記接続関係を、前記第2パネルゾーンの構造と適合するように調整するステップを有する
     ことを特徴とする請求項1記載の構造部材設計方法。
  10.  前記第1パネルゾーンに対して接続されている前記構造部材のサイズと、前記第2パネルゾーンに対して接続されている前記構造部材のサイズとが、互いに異なる場合、前記調整するステップにおいては、前記第2パネルゾーンに対して接続されている前記構造部材のサイズを前記第1パネルゾーンに対して接続されている前記構造部材のサイズに変換した上で、前記接続関係をコピーする
     ことを特徴とする請求項9記載の構造部材設計方法。
  11.  前記第1パネルゾーンに対して接続されている前記構造部材のサイズと、前記第2パネルゾーンに対して接続されている前記構造部材のサイズとが、互いに異なる場合、前記調整するステップにおいては、前記第1パネルゾーンに対して接続されている前記構造部材のサイズを前記第2パネルゾーンに対して接続されている前記構造部材のサイズに変換した上で、前記接続関係をコピーする
     ことを特徴とする請求項9記載の構造部材設計方法。
  12.  前記調整するステップにおいては、前記第1パネルゾーンに対して接続されている前記構造部材が有する前記主筋部材の配置を、前記第1パネルゾーンと前記第2パネルゾーンとの間の前記変換の比率にしたがって調整する
     ことを特徴とする請求項11記載の構造部材設計方法。
  13.  前記調整するステップにおいては、前記第1パネルゾーンを貫通する前記主筋部材の配置については変更することなく、その他の前記主筋部材の配置を調整する
     ことを特徴とする請求項12記載の構造部材設計方法。
  14.  前記調整するステップにおいては、前記第1パネルゾーンに対して接続された前記構造部材が有する前記主筋部材のうち、端部が折り曲げられたフック部分を有するフック主筋部材については配置を変更することなく、その他の前記主筋部材の配置を調整する
     ことを特徴とする請求項12記載の構造部材設計方法。
  15.  前記構造部材は、前記構造物の柱または前記構造物の梁または前記構造物の基礎のうち少なくともいずれかである
     ことを特徴とする請求項1記載の構造部材設計方法。
  16.  請求項1から15のいずれか1項記載の構造部材設計方法をコンピュータに実行させることを特徴とする構造部材設計プログラム。
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