建物の壁構造設計支援システム
【課題】制震壁の配置決定を自動で行い設計者の作業負荷を軽減する。
【解決手段】間取り図データ中の制震壁の設置適合領域を判定する領域判定手段と、間取り図中で必要な数の制震壁を配置する位置を探索して、その位置情報を自動的に取得する探索手段とを備える。間取り図の図心を原点とし、壁線に平行なＸ軸とＹ軸とからなる直交座標を設定して、最外周線に近い場所から壁線を辿って制震壁の配置を決めるので、各制震壁の間の距離をできるだけ離すように自動配置できる。また、第１象限、第３象限、第２象限、第４象限という順番で制震壁の配置を決めるので、全ての制震壁を原点に対して可能な限り対称な位置に配置することができる。
【解決手段】間取り図データ中の制震壁の設置適合領域を判定する領域判定手段と、間取り図中で必要な数の制震壁を配置する位置を探索して、その位置情報を自動的に取得する探索手段とを備える。間取り図の図心を原点とし、壁線に平行なＸ軸とＹ軸とからなる直交座標を設定して、最外周線に近い場所から壁線を辿って制震壁の配置を決めるので、各制震壁の間の距離をできるだけ離すように自動配置できる。また、第１象限、第３象限、第２象限、第４象限という順番で制震壁の配置を決めるので、全ての制震壁を原点に対して可能な限り対称な位置に配置することができる。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、建物の設計のうち特に制震壁を含む壁構造の設計に適する、建物の壁構造設計支援システムと建物の壁構造設計支援プログラムと記録媒体に関する。
【背景技術】
【０００２】
建物の耐震性を向上させるために、振動減衰効果を備えた制震壁が開発された。これに伴って、制震壁の数量や配置をコンピュータにより自動的に計算する技術が開発されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００７−１０８９０３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
既知の従来の技術には、次のような解決すべき課題があった。
制震壁は一般の壁の一部として使用される。本出願人等により開発された所定の構造の制震壁は耐力壁を兼ねることもできる。耐力壁の配置は、建物の強度設計上最も重要な要素である。従って、建物の壁構造の設計時に同時に制震壁の配置等を決定することが望ましい。制震壁の配置には、その制震機能を有効に生かすための要求や制約がある。その制約をクリアする条件を求めてから最終的に設計者が配置決めをする。しかしながら、建物の間取りと壁構造の設計時に、使用材料の制約や間取り等の注文内容の変更等により条件が変更されることも多い。設計者はそのつど最適化のために試行錯誤を繰り返すことも少なくない。このとき、制震壁の配置とその他の壁の配置を選択する作業は非常に煩雑になる。
本発明は上記の課題を解決することを目的とし、制震壁の配置決定を全自動もしくは半自動で行い、設計者の作業負荷を軽減することができる、建物の壁構造設計支援システムと建物の壁構造設計支援プログラムと記録媒体を提供する。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
以下の構成はそれぞれ上記の課題を解決するための手段である。
〈構成１〉
建物の間取り図データと、当該建物に設けるべき制震壁の数を示すデータと、前記間取り図データ中で制震壁を設置しない場所を特定する制約条件データとを記憶した記憶装置と、前記記憶装置に記憶された前記間取り図データ中で、前記制約条件データにより特定された場所を検索する検索手段と、前記検索手段の検索結果から、前記間取り図データ中の制震壁を設置しない領域を除外した設置適合領域を判定する領域判定手段と、前記間取り図中の壁を設けるべき位置を通過する直線を壁線と呼ぶとき、その壁線と前記間取り図の図心とを検出する間取り図解析手段と、前記間取り図中に、必要な数の制震壁を配置する位置を探索して、その位置情報を自動的に取得する探索手段とを備え、前記間取り図の図心を原点とし、前記壁線に平行なＸ軸とＹ軸とからなる直交座標を設定し、前記設置適合領域に外接し前記Ｘ軸に平行な２本の直線と前記Ｙ軸に平行な２本の直線を最外周線と呼ぶとき、前記探索手段は、第１象限において、前記Ｘ軸と前記最外周線との交点に最も近いＸ軸に平行な壁線を選択し、その壁線と前記最外周線との交点からその壁線を辿って制震壁を設けるべき場所を探索し、該当する場所がみつからないときは、前記Ｘ軸と前記最外周線との交点から次に近いＸ軸に平行な壁線を選択し、再びその壁線と前記最外周線との交点からその壁線を辿って制震壁を設けるべき場所を探索するという動作を繰り返し、探索をして最初に制震壁が収まった場所を第１象限のＸ軸に平行な制震壁の設置場所に決定し、第３象限において、前記Ｘ軸と前記最外周線との交点に最も近いＸ軸に平行な壁線を選択し、その壁線と前記最外周線との交点からその壁線を辿って制震壁を設けるべき場所を探索し、該当する場所がみつからないときは、前記Ｘ軸と前記最外周線との交点から次に近いＸ軸に平行な壁線を選択し、再びその壁線と前記最外周線との交点からその壁線を辿って制震壁を設けるべき場所を探索するという動作を繰り返し、探索をして最初に制震壁が収まった場所を第３象限のＸ軸に平行な制震壁の設置場所に決定し、第２象限において、前記Ｙ軸と前記最外周線との交点に最も近いＹ軸に平行な壁線を選択し、その壁線と前記最外周線との交点からその壁線を辿って制震壁を設けるべき場所を探索し、該当する場所がみつからないときは、前記Ｙ軸と前記最外周線との交点から次に近いＹ軸に平行な壁線を選択し、再びその壁線と前記最外周線との交点からその壁線を辿って制震壁を設けるべき場所を探索するという動作を繰り返し、探索をして最初に制震壁が収まった場所を第２象限のＹ軸に平行な制震壁の設置場所に決定し、第４象限において、前記Ｙ軸と前記最外周線との交点に最も近いＹ軸に平行な壁線を選択し、その壁線と前記最外周線との交点からその壁線を辿って制震壁を設けるべき場所を探索し、該当する場所がみつからないときは、前記Ｙ軸と前記最外周線との交点から次に近いＹ軸に平行な壁線を選択し、再びその壁線と前記最外周線との交点からその壁線を辿って制震壁を設けるべき場所を探索するという動作を繰り返し、探索をして最初に制震壁が収まった場所を第４象限のＹ軸に平行な制震壁の設置場所に決定する、という動作を必要な制震壁の数だけ繰り返して、制震壁を設置するための設置場所データを取得することを特徴とする建物の壁構造設計支援システム。
【０００６】
〈構成２〉
建物に設けるべきＸ軸方向の制震壁の数が奇数の場合に、前記探索手段は、構成１に記載の前記偶数の制震壁を設置する位置情報を取得する処理に加えて、最後に残った制震壁について、前記原点に最も近いＸ軸に平行な壁線を選択し、前記原点からその壁線を辿って制震壁を設けるべき場所を探索し、該当する場所がみつからないときは、前記原点から次に近いＸ軸に平行な壁線を選択し、再び原点からその壁線を辿って制震壁を設けるべき場所を探索するという動作を繰り返し、探索をして最初に制震壁が収まった場所を制震壁の設置場所に決定して、制震壁を設置するための設置場所データを取得することを特徴とする建物の壁構造設計支援システム。
【０００７】
〈構成３〉
構成１または２に記載の建物の壁構造設計支援システムにおいて、前記探索手段は、探索をする壁線の近傍に既に配置が決定された制震壁があるときには、当該制震壁から所定距離の範囲に新たな制震壁を設置しないという制約条件を前記制約条件データに追加することを特徴とする建物の壁構造設計支援システム。
【０００８】
〈構成４〉
構成１乃至３のいずれかに記載の建物の壁構造設計支援システムにおいて、前記探索手段は、前記制震壁を設置する位置データを取得した後、前記全ての壁線上に所定の選択基準に従って選択された壁種とその設置場所を示すその他の壁の設置場所データを取得することを特徴とする建物の壁構造設計支援システム。
【０００９】
〈構成５〉
構成１乃至４のいずれかに記載の建物の壁構造設計支援システムにおいて、前記制震壁は、設計上の耐力壁の基準を満たすものであることを特徴とする建物の壁構造設計支援システム。
【００１０】
〈構成６〉
構成５に記載の建物の壁構造設計支援システムにおいて、前記記憶装置には、予め設計上の基準を満たす耐力壁を配置するべき場所の位置データが記憶されており、前記探索手段は、前記壁線を辿って、前記耐力壁を設けるべき場所を探索して、最初に制震壁が収まった場所を制震壁の設置場所に決定することを特徴とする建物の壁構造設計支援システム。
【００１１】
〈構成７〉
構成１乃至６のいずれかに記載の建物の壁構造設計支援システムにおいて、前記探索手段は、前記制震壁を設置する設置場所データを取得した後に、該当する場所全てに基礎の立ち上がりが設けられるように、前記記憶装置に記憶された基礎データを修正することを特徴とする建物の壁構造設計支援システム。
【００１２】
〈構成８〉
構成１乃至７のいずれかに記載の建物の壁構造設計支援システムにおいて、前記制震壁は、上下一対の横架材と左右一対の垂直材とからなる矩形架構の内側に上下方向に隙間を有する面状部材を配置し、前記隙間に挟み込まれた制震ゴムを有することを特徴とする建物の壁構造設計支援システム。
【００１３】
〈構成９〉
構成１乃至７のいずれかに記載の建物の壁構造設計支援システムにおいて、前記探索手段は、前記第１象限、第３象限、第２象限、第４象限という探索場所の選択動作に替えて、前記Ｘ軸と前記最外周線との交点に最も近いＸ軸に平行な壁線を選択し、その壁線と前記最外周線との交点からその壁線を辿って制震壁を設けるべき場所を探索し、該当する場所がみつからないときは、前記Ｘ軸と前記最外周線との交点から次に近いＸ軸に平行な壁線を選択し、再びその壁線と前記最外周線との交点からその壁線を辿って制震壁を設けるべき場所を探索するという探索動作を繰り返し、この探索動作をして最初に制震壁が収まった場所をＸ軸に平行な一方の制震壁の設置場所に決定し、その後、前記Ｙ軸を挟んでＸ座標の符号が反対になる場所において、前記と同様の探索動作をして最初に制震壁が収まった場所をＸ軸に平行なもう一方の制震壁の設置場所に決定し、前記Ｙ軸と前記最外周線との交点に最も近いＹ軸に平行な壁線を選択し、その壁線と前記最外周線との交点からその壁線を辿って制震壁を設けるべき場所を探索し、該当する場所がみつからないときは、前記Ｙ軸と前記最外周線との交点から次に近いＹ軸に平行な壁線を選択し、再びその壁線と前記最外周線との交点からその壁線を辿って制震壁を設けるべき場所を探索するという探索動作を繰り返し、この探索動作をして最初に制震壁が収まった場所をＹ軸に平行な一方の制震壁の設置場所に決定し、その後、前記Ｘ軸を挟んでＹ座標の符号が反対になる場所において、前記と同様の探索動作をして最初に制震壁が収まった場所をＹ軸に平行なもう一方の制震壁の設置場所に決定する、という動作を必要な制震壁の数だけ繰り返して、制震壁を設置するための設置場所データを取得することを特徴とする建物の壁構造設計支援システム。
【００１４】
〈構成１０〉
コンピュータを、構成１または９に記載のシステムとして機能させる壁構造設計支援プログラム。
〈構成１１〉
構成１０に記載の壁構造設計支援プログラムを記録したコンピュータで読み取り可能な記録媒体。
【発明の効果】
【００１５】
〈構成１の効果〉
間取り図の図心を原点とし、壁線に平行なＸ軸とＹ軸とからなる直交座標を設定して、最外周線に近い場所から制震壁の配置を決めるので、各制震壁の間の距離をできるだけ離すように配置できる。また、例えば、Ｘ軸に平行な制震壁を第１象限と第３象限に配置し、Ｙ軸に平行な制震壁を第２象限、第４象限に配置するといった要領で配置場所を決めるので、全ての制震壁を原点に対してバランスよく配置することができる。
〈構成２の効果〉
設置すべきＸ軸方向の制震壁の数が奇数のときは、Ｘ軸方向に向いた制震壁が最後に１個残る。原点に最も近いＸ軸上を探索することにより、これらを原点に近い位置に配置できる。Ｙ軸方向についても同様であり、Ｘ軸をＹ軸とみなして処理をすればよい。
〈構成３の効果〉
制震壁はできるだけ分散配置することが好ましい。このとき、制震壁から所定距離の範囲に新たな制震壁を設置しないという制約条件を制約条件データに加えれば、これまでと全く同様の演算処理を繰り返して何個でも制震壁の配置を自動的に探索できる。
〈構成４の効果〉
制約条件の厳しい制震壁の配置を最先に決定して、その後他の壁種の選択をすることで、壁設計作業を容易にすることができる。
〈構成５の効果〉
設計上の耐力壁の基準を満たす制震壁を使用すれば、制震壁の配置を最先に決定して、その後他の壁種の選択をすることで、壁設計作業を容易にすることができる。
〈構成６の効果〉
予め設計上の基準を満たす耐力壁を配置するべき場所を求めておき、その場所に制震壁を配置するように制御すると、制震壁をより最適な位置に自動配置できる。
〈構成７の効果〉
制震壁を設置した場所には基礎の立ち上がりが設けられることが好ましい。既に基礎の設計が終了している場合には、制震壁を設置する場所を自動的に決定したときに、この条件を満たすように基礎データを自動的に修正することができる。
〈構成８の効果〉
矩形架構の内側に上下方向に隙間を有する面状部材を配置し、隙間に制震ゴムを挟み込んだ構成の制震壁は、例えば、全体を木製にして高強度の耐力壁を構成できる。これを使用すれば、木造住宅に整合性の良い耐震構造とすることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】本実施例のシステムの機能ブロック図である。
【図２】コンピュータ１１のハードウエアブロック図である。
【図３】このシステムで演算処理の対象となる間取り図例の説明図である。
【図４】座標軸の説明図である。
【図５】設置適合領域の説明図である。
【図６】壁線の説明図である。
【図７】探索処理の動作説明図である。
【図８】探索処理の動作説明図である。
【図９】探索処理の動作説明図である。
【図１０】探索処理の動作説明図である。
【図１１】設置すべき制震壁が奇数の場合の探索方法説明図である。
【図１２】制震壁を所定間隔だけ離して設置する処理の説明図である。
【図１３】コンピュータの操作画面の一例を示す説明図である。
【図１４】制震壁の一例を示す説明図で（ａ）は正面図（ｂ）は変形をしたときの正面図である。
【図１５】システムの主要動作例を示すフローチャートである。
【図１６】システムの前処理の動作例を示すフローチャートである。
【図１７】システムのＸ軸方向の探索演算処理の動作例を示すフローチャートである。
【図１８】システムのＹ軸方向の探索演算処理の動作例を示すフローチャートである。
【図１９】探索順の変形例説明図である。
【図２０】探索順のさらに別の変形例説明図である。
【発明を実施するための形態】
【００１７】
本発明のシステムは、制震壁の設置適合領域を求め、間取り図の図心と壁線とを検出して、設置適合領域の最外周線に近い場所から制震壁の配置を自動的に決める。図心を中心にバランスよく制震壁を自動配置するようにして、設計業務の支援を行う。以下、本発明の実施の形態を実施例毎に詳細に説明する。
【実施例１】
【００１８】
［装置の機能ブロック］
図１は、本実施例のシステムの機能ブロック図である。
図において、コンピュータ１１は、演算処理装置２０と記憶装置３０を備える。この装置に間取り図データ等の演算処理に必要なデータを入力し、自動計算をさせて、制震壁の設置場所データを出力させる。演算処理装置２０と記憶装置３０は、コンピュータ１１の本体に内蔵されていても外付けされていても構わない。コンピュータ１１は、コンピュータプログラムを実行することにより、所定のタイミングで、演算処理装置２０の部分に図示したいずれかの手段として機能する。コンピュータ１１は、このコンピュータプログラムの実行中に、記憶装置３０を使用して、予め記憶された演算処理に必要なデータを読み取る。またあるいは、新たなデータを記憶装置３０に書き込んで記憶させる。
【００１９】
コンピュータ１１には、ディスプレイ２、キーボード４、マウス５、プリンタ１２といったマンマシンインタフェース用ハードウエアが設けられている。ディスプレイ２はコンピュータで処理をした結果を出力するための任意の構成の出力装置である。ブラウン管ディスプレイ、液晶ディスプレイ、プロジェクタ等が利用できる。キーボード４やマウス５はコンピュータにデータや指示を入力するための装置である。プリンタ６は、本発明によりコンピュータで処理をした結果を印刷用紙に出力するために使用される。これらのマンマシンインタフェース用ハードウエアは、全て既知のものを使用することができるので、図示および各機能の具体的な説明は省略する。
【００２０】
図の実施例のコンピュータ１１は、所定のタイミングで、検索手段２１、領域判定手段２２、間取り図解析手段２３あるいは探索手段２４として機能する。また、記憶装置３０には、予め、間取り図データ３１、制震壁の数３２、制約条件データ３３、演算データ３４が記憶されている。さらに、この記憶装置３０には、コンピュータプログラムの実行過程で、演算データ３４や建物の基礎データ４５が書き込まれて記憶される。演算データ３４には、例えば、設置適合領域３６、壁線データ３７、図心データ３８、最外周線データ３９、設置可能線４０、設置場所データ４１が含まれる。
【００２１】
［データと演算処理手段］
間取り図データ３１は例えば、間取り図を構成する部品の部品名と、その部品の間取り図中の設置場所を示すデータを含む。設置場所は例えば座標値で示される。その他の属性データも含まれていてよい。このシステムは、例えば、設計者が建物全体の間取り図データ３１を作成する過程で、制震壁の設置場所データ４１を得るために利用される。間取り図データには壁構造、外壁構造、窓、内装等各種のデータが入力される。このシステムが利用されるのは、その完成までの間のどの段階でも構わない。後で説明するように、制震壁の設置場所を決め、その後、他の壁種の選択と設置場所の決定をすると、効率の良い作業ができる。
【００２２】
建物に設けるべき制震壁の数３２は、建物の縦横寸法や面積等に応じて決められる数値である。設計者が決めて入力してもよい。参照テーブルを使用して、自動的にこの数値を求めることもできる。後で説明するように、Ｘ軸に平行に向けて設置される制震壁の数と、Ｙ軸に平行に向けて設置される制震壁の数がそれぞれ決定される。その値が制震壁の数３２として記憶装置３０に記憶される。制約条件データ３３は設計者が定めたもので、間取り図データ３１中で制震壁を設置しない場所を特定するデータリストである。例えば、制震壁は１階の２階床直下部分のみに設置するとか、外壁部分や真壁部分に配置しないといった制約条件がある。また、間取り図中の壁線上に配置する。制震壁は壁として機能するから、壁の一部を制震壁にする。また、既に設置を決めた制震壁から一定距離だけ離れた場所に設置する。制震壁を分散配置して制震効果を高めるためである。
【００２３】
上記制約条件データ３３により特定された場所には、制震壁を設置しない。演算データ３４中の設置適合領域３６は、制震壁を設置しない領域を除外した部分を表示するデータである。領域を取り囲む多角形の頂点の座標値等により表示するとよい。壁線データ３７は、間取り図中の壁を設けるべき位置を通過する直線である。Ｘ軸に平行な壁線とＹ軸に平行な壁線とが、それぞれ任意の数だけ存在する。図心データは、間取り図全体からみた中心を座標等で示すデータである。間取り図全体からみた中心は、一般的には建物の重心に近い位置にある。建物の重心の周りにパランスよく制震壁を配置するために、図心を計算の要素に採り入れた。この実施例では、便宜上図心を座標軸の原点に定めた。
【００２４】
最外周線データ３９は、上記の設置適合領域３６に外接しＸ軸に平行な２本の直線とＹ軸に平行な２本の直線をいうものとする。設置可能線４０は、制震壁の設置場所探索を容易にするために演算処理中に生成される中間データで、壁線上で、制震壁の設置可能範囲を示す線分の集合データである。壁線は、両端の座標値データの集合で表される。設置場所データ４１は、探索の結果得られた制震壁の設置場所を、例えば、制震壁の両端の座標値等で表すデータである。建物の基礎データは、基礎の種類や構造等を示すデータである。制震壁を設置したとき、全ての制震壁はその直下の基礎に直接支えられていることが好ましい。そこで、制震壁の設置場所を自動的に決定した後に、建物基礎データを整合させる。建物の基礎データ４５は先に作られていても、作成中でも構わない。
【００２５】
上記検索手段２１は、間取り図データ３１中で制約条件データ３３により特定された制震壁を設置できない場所を検索する機能を持つ。領域判定手段２２は、検索手段２１の検索結果から、間取り図データ３１中の設置適合領域３６を判定する機能を持つ。間取り図解析手段２３は、演算処理に必要な壁線と図心とを検出する機能を持つ。探索手段２４は、間取り図中に、必要な数の制震壁を配置する位置を探索して、設置場所データ４１を自動的に取得する機能を持つ。これらの手段の動作は、後で詳細に説明する。
【００２６】
［ハードウエア］
図２は、コンピュータ１１のハードウエアブロック図である。
コンピュータ１１の本体制御部には、図のようなハードウエアが組み込まれている。内部バス１１０には、ＣＰＵ（中央処理装置）１１１と、ＲＯＭ（リードオンリメモリ）１１２と、ＲＡＭ（ランダムアクセスメモリ）１１３と、ＨＤＤ（ハードディスク）１１４と、入出力インタフェース１１５とが接続されている。入出力インタフェース１１５には、ディスプレイ２とキーボード４とマウス５とプリンタ１２が接続されている。以上のハードウェアは一般的によく知られたコンピュータに備えられている。なお、この発明の説明に不要なキャッシュメモリ等の詳細なハードウエアの説明は省略する。
【００２７】
図１に示した記憶装置３０は、ＲＯＭ１１２やＲＡＭ１１３やＨＤＤ１１４により構成される。図１に示した演算処理装置２０は、ＣＰＵ１１１、ＲＯＭ１１２、ＲＡＭ１１３等により構成される。演算処理用のデータは主としてＨＤＤ１１４に記憶されて保存される。ＣＰＵ１１１が実行するコンピュータプログラムは、ＲＯＭ１１２に記憶され、あるいはＲＡＭ１１３に適時ロードされる。
【００２８】
上記の演算処理装置２０で実行されるコンピュータプログラムは、図１に示した機能ブロックで図示した単位でモジュール化されてもよいし、複数の機能ブロックを組み合わせて一体化されてもよい。また、上記のコンピュータプログラムは、既存のアプリケーションプログラムに組み込んで使用してもよい。本発明を実現するためのコンピュータプログラムは、例えばＣＤ−ＲＯＭのようなコンピュータで読み取り可能な記録媒体に記録して、任意の情報処理装置にインストールして利用することができる。さらに、図示しないネットワークを通じてダウンロードすることもできる。
【００２９】
［間取り図の具体例］
図３はこのシステムで演算処理の対象となる間取り図例の説明図である。図４は、その座標軸の説明図である。
図３が煩雑になるので、座標軸以外は図４に示した。図３の間取り図データ３１に、図心５４を原点とし壁線に平行なＸ軸８１とＹ軸８２とからなる直交座標を設定する。図４に示すように、Ｘ軸８１とＹ軸８２の交点が原点８０であって、図心５４と重なっている。Ｘ軸８１とＹ軸８２の符号の正負の関係で、間取り図が、第１象限９１、第２象限９２、第３象限９３、第４象限９４と４個の領域に区分される。図心５４を中心として、これらの領域に、図のように制震壁５０をバランスよく配置する。
【００３０】
図５は設置適合領域の説明図である。
ここには、図３に示した間取り図の外枠のみを表示する。
上記の制約条件データ３３には、制震壁は１階の２階床直下部分のみに設置するという制約条件が含まれている。制震壁を設置しない場所４７は、その場所に該当する。その結果、これを除外した設置適合領域３６は、図のような多角形になる。ここで、設置適合領域３６に外接し、Ｘ軸８１に平行な２本の直線とＹ軸８２に平行な２本の直線を最外周線５２とする。この範囲で、制震壁の探索を行うようにするためである。これらの準備処理を検索手段２１と、領域判定手段２２が行う。
【００３１】
図６は壁線の説明図である。
図の設置適合領域中に、図４で示した間取り図中の壁を設けるべき位置を太線で示した。これらの太線を通過する全ての直線を壁線と呼ぶ。壁線６１〜６４はＸ軸８１に平行な壁線で、壁線７１〜７５はＹ軸８２に平行な壁線である。制震壁はこれらの壁線上に必ず配置される。また、制震壁の枚数が少ないときは、制震壁をＸ軸８１やＹ軸８２に近い場所に設置するほど効果的である。従って、制震壁の設置場所探索はＸ軸８１やＹ軸８２に近い壁線から行なわれる。これらの壁線の設定を間取り図解析手段２３が行う。
【００３２】
なお、この図では、設計上の基準を満たす耐力壁を配置するべき場所を太線で示した。そして、他の壁種の部分は表示を省略した。予めこのような耐力壁の位置データに基づいて探索領域を特定することにした。制震壁が耐力壁としての機能を兼ね備えているときは、耐力壁を配置すべき場所で、その耐力壁を制震壁に置き換えるようにする。これにより、建物の壁強度を考慮した構造計算が容易になる。以下の説明図では、この耐力壁の位置データのみを表示するようにした。
【００３３】
［システムの動作］
図７〜図１０は、探索処理の動作説明図である。
探索手段２４は、次のような手順で制震壁を設置する場所の探索をする。まず、図７に示すように、第１番目に第１象限９１を探索領域に設定する。ここで、Ｘ軸８１と最外周線５２との交点に最も近いＸ軸８１に平行な壁線を選択する。効果の高い場所から先に探索をするためである。この例では、図７中の矢印に示すように、壁線６３が最初に選択された。この壁線６３と最外周線５２との交点からその壁線６３を辿って壁を設けるべき場所を探索する。この例では、壁線６３と最外周線５２との交点に一番近い場所に設置場所が見つかった。そこに最初の制震壁５０を配置した。
【００３４】
なお、もし、この場所に設置できないときは、同じ壁線６３上のもっとＹ軸８２に近い場所を探索する。この壁線６３上のどこにも該当する場所がみつからないときは、Ｘ軸８１と最外周線５２との交点から次に近いＸ軸８１に平行な壁線を選択する。ここでは、壁線６４を選択することになる。そのときは、再びその壁線６４と最外周線５２との交点からその壁線を辿って制震壁５０を設けるべき場所を探索するという動作を繰り返す。そして、最初に制震壁が収まった場所を、第１象限９１におけるＸ軸８１に平行な制震壁の設置場所に決定する。
【００３５】
第２番目に、図８に示すように、第３象限９３を探索領域に設定する。ここでも、Ｘ軸８１と最外周線５２との交点に最も近いＸ軸８１に平行な壁線を選択する。矢印により示したその壁線６２と最外周線５２との交点を求める。この交点から壁線６２を辿って制震壁を設けるべき場所を探索する。この場合にも、すぐに、制震壁５０の設置場所が見つかった。しかしながら、もし該当する場所がみつからないときは、Ｘ軸８１と最外周線５２との交点から次に近いＸ軸８１に平行な壁線６１を選択する。そして再びその壁線６１と最外周線５２との交点からその壁線６１を辿って制震壁を設けるべき場所を探索する。こうした動作を繰り返して、最初に制震壁が収まった場所を、第３象限９３におけるＸ軸８１に平行な制震壁の設置場所に決定する。
【００３６】
第３番目に、図９に示すように、第２象限９２を探索領域に設定する。ここで、Ｙ軸８２と最外周線５２との交点に最も近いＹ軸８２に平行な壁線を選択する。この例では、Ｙ軸８２上に壁線７４が重なっている。従って、この壁線７４を選択する。その壁線７４と最外周線５２との交点からその壁線７４を辿って制震壁を設けるべき場所を探索する。この例では、かなり図心５４に近い場所に制震壁５０が収まった。なお、該当する場所がみつからないときは、Ｙ軸８２と最外周線５２との交点から次に近いＹ軸８２に平行な壁線７３を選択する。そして、再びその壁線７３と最外周線５２との交点からその壁線７３を辿って制震壁を設けるべき場所を探索する。なお、この例では壁線７３上に制震壁を設けるべき場所はないから、さらにそのとなりの壁線７２を探索することになる。こうして、最初に制震壁が収まった場所を第２象限９２におけるＹ軸８２に平行な制震壁の設置場所に決定する。
【００３７】
第４番目に、図１０に示すように、第４象限９４を探索領域に設定する。ここで、Ｙ軸８２と最外周線５２との交点に最も近いＹ軸８２に平行な壁線７４を選択する。この場合にも、Ｙ軸８２上に壁線７４が重なっている。従って、この壁線７４を選択する。その壁線７４と最外周線５２との交点からその壁線７４を辿って制震壁を設けるべき場所を探索する。ここでは、上記交点の隣に設置場所が見つかった。もし、該当する場所がみつからないときは、Ｙ軸８２と最外周線５２との交点から次に近いＹ軸８２に平行な壁線７５を選択する。そして、再びその壁線７５と最外周線５２との交点からその壁線７５を辿って制震壁を設けるべき場所を探索する。こうして、最初に制震壁が収まった場所を第４象限９４におけるＹ軸８２に平行な制震壁の設置場所に決定する。
【００３８】
図７〜図１０までの処理により、４枚の制震壁の設置場所を探索した。なお、上記の第１象限から第４象限までの象限選択順は任意である。どの順番に象限を選択して探索処理をしても構わない。そして、再び図７〜図１０までの処理を繰り返すと、８枚の制震壁の設置場所を探索できる。例えば、Ｘ軸８１に平行な制震壁がＹ軸８２に平行な制震壁よりも２枚多いときは、再度第１象限と第３象限での探索処理だけを行えば良い。また、Ｙ軸８２に平行な制震壁がＸ軸８１に平行な制震壁よりも２枚以上多いときは、第２象限と第４象限での探索処理を必要なだけ繰り返せばよい。そして、必要な全ての制震壁の設置場所を自動的に決定した後に、図１０に示した図もしくは、図３に示した間取り図と図１０に示した図を重ねたものをコンピュータのディスプレイに表示するとよい。
【００３９】
以上のシステムによれば、間取り図の図心５４を原点８０とし、壁線に平行なＸ軸８１とＹ軸８２とからなる直交座標を設定して、最外周線５２に近い場所から制震壁の配置を決めるので、各制震壁の間の距離をできるだけ離すように配置できる。また、第１象限９１、第３象限９３、第２象限９２、第４象限９４という順番で制震壁の配置を決めるので、全ての制震壁を原点８０に対して可能な限り対称に配置することができる。なお、計算上の座標軸と座標原点８０の位置は、計算の便宜上間取り図周辺のどこにシフトさせても構わない。間取り図中で互いに直交する２群の壁線にそれぞれ平行な一対の直線であって、図心５４を通るものを、ここでは仮想的なＸ軸８１とＹ軸８２としている。そのＸ軸８１とＹ軸８２とから見たときの、第１象限、第２象限、第３象限、第４象限を順番に探索して制震壁の設置場所を決めていく。Ｘ軸８１とＹ軸８２は間取り図のどの方向に向けて設定してもよい。第１象限〜第４象限は右回転、左回転のどの方向に回っても構わない。実質的に第１番目から第４番目までの処理と等価な演算処理が実行されればよい。
【実施例２】
【００４０】
［制震壁が奇数のとき］
図１１は、設置すべき制震壁が奇数の場合の探索方法説明図である。
上記の実施例は、設置すべき制震壁が任意の偶数の場合に適する。一方、設置すべき制震壁が奇数の場合には最後の１個の制震壁を図心の近くに設置するとよい。それには、以下の処理を実行する。探索手段２４が、建物に設けるべきＹ軸８２方向の制震壁の数３２が奇数、例えば３枚と判断したとする。このときには、まず、既に説明した要領で、第２象限と第４象限に１枚ずつ制震壁５０を配置した後に、図１１に示す処理を実行する。
【００４１】
図１１に示すように、最後に残った１枚の制震壁について、原点８０に最も近いＹ軸８２に平行な壁線７４を選択する。そして、原点８０からその壁線７４を辿って制震壁を設けるべき場所を探索する。この例では、原点８０に隣接する場所に設置場所が見つかった。もし、該当する場所がみつからないときは、原点８０から次に近いＹ軸８２に平行な壁線７３を選択し、再び原点８０からその壁線７３を辿って壁を設けるべき場所を探索する。そして、最初に制震壁が収まった場所を奇数番目の制震壁５０の設置場所に決定する。なお、この場合には、原点８０に近いＹ軸８２に平行な直線を順に選択すればよく、どの象限でも構わない。Ｘ軸８１に平行な制震壁の数が奇数の場合も全く同様の処理となる。従って、重複する説明を省略する。
【実施例３】
【００４２】
［制約条件の追加処理］
図１２は、制震壁を所定間隔だけ離して設置する処理の説明図である。
上記の処理において、探索をする壁線の近傍に既に配置が決定された制震壁があるときには、制震壁が接近して配置されることになる。制震壁は全体としてバランスよく分散配置されていることが好ましい。この基準に従って制震壁を自動配置するために、次のような処理を実行する。まず、図１２に示すように、直前の処理で、第４象限側にある壁線７４と最外周線５２の交点に隣接して、制震壁５０の設置場所が決まったとする。このとき、この制震壁５０の周囲のＸ軸８１方向とＹ軸８２方向の一定距離の範囲に、新たな制震壁を設置しない場所４８を定めて制約条件を設定する。この制約条件を、図１に示した制約条件データ３３に追加する。こうすれば、探索範囲から、図１２の一点鎖線で囲まれた制震壁５０の周辺領域が除外されることになる。これにより、これまでと全く同様の演算処理を繰り返して何個でも制震壁の配置を自動的に探索できる。
【実施例４】
【００４３】
上記の処理は、間取り図データの作成過程で行われる。最初に耐力壁を設置する場所を決めて、その後、いずれかの耐力壁を制震壁に置き換える。残りの耐力壁は、例えば、予め定められた所定の壁種に決定する。さらに、全ての壁線を辿って、間取りに応じて、必要とされる壁種の壁を自動的に選択する。こうして、全ての壁線上に所定の選択基準に従って選択された壁種とその設置場所を示すその他の壁の設置場所データを取得することができる。制約条件の厳しい制震壁の配置を最先に決定して、その後他の壁種の自動選択をすることが可能になる。また、さらに、壁量計算を実行して、建築費用の見積もり等に必要な数量を自動取得できる。
【００４４】
また、探索手段２４は、制震壁を設置する位置データを取得した後に、該当する場所全てに基礎の立ち上がりが設けられるように、記憶装置３０に記憶された基礎データを修正する。制震壁を設置した場所には基礎の立ち上がりが設けられることが好ましい。既に基礎の設計が終了している場合には、制震壁を設置する場所を自動的に決定したときに、この条件を満たすように基礎データを自動的に修正することができる。なお、まだ基礎データが記憶装置３０に記憶されていないときや、修正の必要が無いときは、この処理は不要である。
【００４５】
図１３は、コンピュータの操作画面の一例を示す説明図である。
上記のようにして、制震壁を自動的に配置し、その結果をディスプレイ２やプリンタ１２を用いて出力して確認することができる。例えば、図１３（ａ）に示すような起動画面５５を使用して、間取り図データファイルを選択し、起動ボタンをクリックする。その結果を出力して確認後、設計者は、自動的に決定した制震壁の位置を再調整することができる。その作業の終了後に、探索手段２４は、チェック処理を自動的に起動するとよい。例えば、図１３（ｂ）に示すように、チェック画面５６で、例えば、Ｘ軸８１方向とＹ軸８２方向の両方について、制震壁の枚数を必要枚数と比較して判定する。自動的に設置場所を探索したときに、例えば、制震壁を配置できる耐力壁が全くみあたらないというケースもある。このときに、このチェック処理で、自動処理の結果の不備が発見される。その対策としては、設計者が間取り図データ中の耐力壁の配置や長さを変更するといった処理をする。これで、再度自動配置処理をさせるとよい。
【実施例５】
【００４６】
図１４は制震壁の一例を示す説明図で、（ａ）は正面図、（ｂ）は変形をしたときの正面図である。
この図に示す制震壁は耐力壁の基準を満たすものの一例である。図において、上下一対の横架材と左右一対の垂直材により構成した矩形架構９５に囲まれるように、左右一対の面状部材９６が配置されている。いずれも例えば木材を使用している。面状部材９６は矩形架構９５に嵌め込まれて固定されている。また、一対の面状部材９６の対向側面には所定の隙間９７が形成されている。そして、この隙間に制震ゴム９８が挟み込まれている。制震ゴム９８は一対の面状部材９６の対向側面に固定されている。一対の面状部材９６の対向側面側には、上下の角部分に切り欠き９９がある。この耐力壁は、切り欠き９９の部分で矩形架構９５のみとなっているから、強い外部応力が加わると切り欠き９９の部分に応力が集中するように構成されている。
【００４７】
即ち、図１４の（ａ）に示した制震壁は、地震等による外力を受けたとき、例えば、図１４（ｂ）に示すように、切り欠き９９の部分の矩形架構９５が他の部分に比べて大きく変形する。ここで、一対の面状部材９６が相互に隙間９７と平行な方向に若干の位置ずれを生じる。そして、その力が隙間９７に挟み込まれた制震ゴム９８を変形させる。制震ゴム９８は地震の揺れに応じて繰り返し力を受ける。制震ゴム９８はこの力を変形歪みにより生じた摩擦エネルギに変換して消費する。これにより振動減衰効果が発揮される。以上の構成の制震壁は、ほぼ全体を木製にして、高強度の耐力壁を構成できる。これを使用すれば、木造住宅に整合性の良い耐震構造とすることができる。
【実施例６】
【００４８】
図１５は、システムの主要動作例を示すフローチャートである。
始めに、ステップＳ１１で、間取り図データ３１が、制震壁が設置可能な建物のものかどうかを判断してから処理を開始する。制震壁が設置可能な建物でないときは、エラー表示等をして別処理に移る。制震壁が設置可能な場合には、ステップＳ１２に移行する。ステップＳ１２では、検索手段２１、領域判定手段２２、間取り図解析手段２３が、間取り図データ３１や制約条件データ３３を読み取って前処理を実行する。これにより、設置適合領域３６、壁線データ３７、図心データ３８、最外周線データ３９、設置可能線４０を求める。この処理は図１６を用いて後で説明する。
【００４９】
ステップＳ１３では、間取り図解析手段２３が間取り図データ３１を参照して延べ床面積を算出する。そして、予め定めたルールに従って、ステップＳ１４で制震壁の設置数を算出する。こうして、探索処理の準備が完了する。その後、探索手段２４が、ステップＳ１５で制震壁設置場所探索を開始する。ステップＳ１６では、図１７と図１８で説明する探索演算をする。１枚の制震壁の設置場所を決定すると、ステップＳ１７で、記憶装置３０が、制震壁設置場所データ４１の記憶をする。
【００５０】
ステップＳ１８では、決定した制震壁の設置場所から一定距離の範囲を新たな制震壁が設置できない領域として、制約条件データの修正をする。ステップＳ１９では、探索手段２４が探索終了かどうかという判断をする。この判断の結果がイエスのときはステップＳ２０の処理に移行し、ノーのときはステップＳ１６の処理に戻る。全ての制震壁の設置場所が決定されるとステップＳ２０に進む。ステップＳ２０では、探索手段２４が、自動的に決定した制震壁の設置場所について点検処理を実行する。その結果を設計者が確認して修正を加えることができる。ステップＳ２１では、残りの壁について、壁種の自動選択処理を実行する。さらに、ステップＳ２２では、基礎データの修正処理を実行する。ステップＳ２０以下の処理は、探索手段２４が実行してもよいし、別の後処理手段を設けても構わない。
【００５１】
図１６は、システムの前処理の動作例を示すフローチャートである。
まず、検索手段２１がステップＳ３１で、間取り図データ３１を読み取る。さらに、ステップＳ３２で、制約条件データ３３を読み取る。そして、ステップＳ３３で、制震壁を設置しない場所の検索をする。次に、領域判定手段２２が、ステップＳ３４で、設置適合領域３６の判定をする。そして、ステップＳ３５で、最外周線データ３９を生成する。その後、間取り図解析手段２３が、ステップＳ３６で図心の検出をする。さらに、ステップＳ３７で、壁線の検出をする。次いで、ステップＳ３８で、設置可能線の生成をする。これで、探索準備が終了する。
【００５２】
図１７は、システムのＸ軸方向の探索演算処理の動作例を示すフローチャートである。
探索手段２４は、ステップＳ４１で、第１象限を探索範囲に設定する。ステップＳ４２では、Ｘ軸に平行な壁線群を選択対象にする。ステップＳ４３では、Ｘ軸と最外周線との交点を検出する。ステップＳ４４では、交点に最も近い（未選択）壁線を選択をする。一度選択をして探索をし、制震壁の設置場所が見つからなかったものは除外する。未選択というのは、こうして除外された壁線を除く壁線を指すものとする。ステップＳ４５では、壁線と最外周線との交点を始点にする。
【００５３】
ステップＳ４６では、上記の始点からその壁線を辿る処理を開始する。ステップＳ４７では、その壁線上に、制震壁より長い耐力壁があるかどうかを判断する。あれば、その場所の耐力壁を制震壁に置き換える。制震壁設置場所決定可かどうかという判断は、この処理を示す。ステップＳ４７の判断の結果がイエスのときはステップＳ４８の処理に移行し、ノーのときはステップＳ４４の処理に戻る。そして、ステップＳ４４では別の壁線を選択して再びその壁線を探索する。
【００５４】
１枚の制震壁の設置場所が決まると、ステップＳ４８で、決定した制震壁の設置場所を記憶装置に記録する。これで、第１象限の処理を終了して、ステップＳ４９で、第３象限を探索範囲に設定する。ステップＳ５０では、ステップＳ４１〜Ｓ４７の処理を実行する。即ち、この処理を繰り返すことにより、Ｘ軸に平行な制震壁の設置場所を全て決定することができる。
【００５５】
図１８は、システムのＹ軸方向の探索演算処理の動作例を示すフローチャートである。
Ｙ軸方向の探索処理では、最初にステップＳ５１で、第２象限を探索範囲に設定する。そして、１枚の制震壁の設置場所が決定すると、ステップＳ５９で、第４象限を探索範囲に設定する。それ以外の処理は、Ｙ軸をＹ軸に置き換えただけで、図１７の処理と変わらない。従って、重複する説明を省略する。なお、上記のフローチャートは、制震壁を偶数設置する場合のもので、制震壁を奇数設置する場合には、例えば、原点に最も近い壁線を選択し、原点を始点にその壁線を辿っていけばよい。この処理は単純なので、フローチャートの図示を省略した。
【実施例７】
【００５６】
［探索順の説明］
図１９は、探索順の変形例説明図である。
上記のＸ軸８１とＹ軸８２とは、制震壁の設置場所探索動作中に常に不変である必要はない。制震壁５０の探索順の例をこの図１９に示した。まず始めに、図の（ａ）に示すように、第１象限、第３象限、第２象限、第４象限という順番に制震壁の設置場所を決めていく。この図では、制震壁５０のマーク中に設置場所の決定順を１〜４と表示した。次に、５枚目以降の制震壁の設置場所を探索する。そのとき、Ｘ軸８１とＹ軸８２の向き、即ち、正負を反転して、第１象限を右上から左下の位置に移動させる。こうすると、図１９の（ｂ）に示すように、決定順を５〜８と表示した制震壁の設置場所が決まる。これで、Ｘ軸やＹ軸に平行な制震壁の左右の配置バランスも調整できる。図１９（ｃ）の図は、図心上に奇数枚目の制震壁を設置したところを示す。以上の要領で、本発明のシステムでは、自動的に制震壁の設置場所を決定することができる。
【００５７】
図２０は、探索順のさらに別の変形例説明図である。
図１９の（ａ）に示した例では、第１象限、第３象限、第２象限、第４象限という順番に制震壁の設置場所を決めていった。ここで、図１９の（ａ）において、第２象限、第４象限、第１象限、第３象限という順番に制震壁の設置場所を決めることも考えられる。これでも上記の目的を達成する。しかしこれは、図２０の（ａ）に示すように、Ｘ軸の方向をそのままにしてＹ軸の方向を反転させたとき、第１象限、第３象限、第２象限、第４象限という順番に制震壁の設置場所を決めるのと同等である。また、図１９の（ａ）において、第３象限、第１象限、第４象限、第２象限という順番に制震壁の設置場所を決めることも考えられる。これは、図２０の（ｂ）に示すように、Ｙ軸の方向をそのままにしてＸ軸の方向を反転させたとき、第１象限、第３象限、第２象限、第４象限という順番に制震壁の設置場所を決めるのと同等である。数式中の変数表現の違いがあっても、計算手順は実質同一である。従って、本発明はこれら全ての実施態様を含むものである。
【００５８】
また、第１番目にＸ軸に平行な制震壁、第２番目にＸ軸に平行な制震壁、第３番目にＹ軸に平行な制震壁、第４番目にＹ軸に平行な制震壁という順番に制震壁の設置場所を決めていった。しかし、第１番目にＸ軸に平行な制震壁、第２番目にＹ軸に平行な制震壁、第３番目にＸ軸に平行な制震壁、第４番目にＹ軸に平行な制震壁という順番に制震壁の設置場所を決めることもできる。この順序は計算処理の都合で自由に選択できる。
【実施例８】
【００５９】
さらに、上記の例では、最初にＸ軸に平行な２枚の制震壁とＹ軸に平行な２枚の制震壁を、前記第１象限、第３象限、第２象限、第４象限のいずれかにそれぞれ割り付けた。しかしながら、例えば、第１象限に１枚のＸ軸に平行な制震壁が収まったとしても、第３象限にはＸ軸に平行な制震壁を収める場所がみあたらないこともあり得る。また、かなりバランスの悪い場所にしか制震壁を収める場所がみあたらないこともあり得る。
【００６０】
こうした場合でも、自動的にできるだけバランス良く制震壁の配置場所を探索したい。そこで、例えば、Ｙ軸から見て一方の側で探索動作をして最初に制震壁が収まった場所をＸ軸に平行な一方の制震壁の設置場所に決定したとき、その後、Ｙ軸を挟んでＸ座標の符号が反対になる場所において前回と同様の探索動作をする。そして、最初に制震壁が収まった場所をＸ軸に平行なもう一方の制震壁の設置場所に決定する。こうすれば、少なくともＹ軸を挟んでバランス良く、Ｘ軸に平行な２枚の制震壁が収まる。
【００６１】
上記の探索動作では、先の実施例と同様に、Ｘ軸と最外周線との交点に最も近いＸ軸に平行な壁線を選択し、その壁線と最外周線との交点からその壁線を辿って制震壁を設けるべき場所を探索し、該当する場所がみつからないときは、Ｘ軸と最外周線との交点から次に近いＸ軸に平行な壁線を選択し、再びその壁線と前記最外周線との交点からその壁線を辿って制震壁を設けるべき場所を探索する。この場合、次に選択する壁線は、Ｘ軸のどちら側の壁線でも構わない。この点が先の実施例と異なる。Ｘ軸と最外周線との交点から次に近いＸ軸に平行な任意の壁線を選択するという動作をする。
【００６２】
Ｙ軸に平行な制震壁についても同様である。Ｘ軸から見て一方の側で探索動作をして：最初に制震壁が収まった場所をＹ軸に平行な一方の制震壁の設置場所に決定し、その後、Ｘ軸を挟んでＹ座標の符号が反対になる場所において、前回と同様の探索動作をする。そして最初に制震壁が収まった場所をＹ軸に平行なもう一方の制震壁の設置場所に決定する、
【００６３】
図２０（ｃ）の例では、Ｘ軸と最外周線との交点から近いＸ軸に平行な壁線が第１象限と第４象限にあったため、第３象限にＸ軸に平行な制震壁は配置されなかった。Ｙ軸に平行な制震壁については、これまでの実施例と同様の結果となり、第２象限と第４象限に配置された。
【符号の説明】
【００６４】
１０ 建物の壁構造設計支援システム
１１ コンピュータ
１２ プリンタ
２０ 演算処理装置
２１ 検索手段
２２ 領域判定手段
２３ 間取り図解析手段
２４ 探索手段
３０ 記憶装置
３１ 間取り図データ
３２ 制震壁の数
３３ 制約条件データ
３４ 演算データ
３６ 設置適合領域
３７ 壁線データ
３８ 図心データ
３９ 最外周線データ
４０ 設置可能線
４１ 探索位置情報
４５ 建物の基礎データ
４７ 耐震壁を設置しない場所
４８ 耐震壁を設置しない場所
５０ 制震壁
５２ 最外周線
５４ 図心
５５ 起動画面
５６ チェック画面
６１ 壁線
６２ 壁線
６３ 壁線
７１ 壁線
７２ 壁線
７３ 壁線
７４ 壁線
７５ 壁線
８０ 原点
８１ Ｘ軸
８２ Ｙ軸
９１ 第１象限
９２ 第２象限
９３ 第３象限
９４ 第４象限
９５ 矩形架構
９６ 面状部材
９７ 隙間
９８ 制震ゴム
９９ 切り欠き
【技術分野】
【０００１】
本発明は、建物の設計のうち特に制震壁を含む壁構造の設計に適する、建物の壁構造設計支援システムと建物の壁構造設計支援プログラムと記録媒体に関する。
【背景技術】
【０００２】
建物の耐震性を向上させるために、振動減衰効果を備えた制震壁が開発された。これに伴って、制震壁の数量や配置をコンピュータにより自動的に計算する技術が開発されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００７−１０８９０３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
既知の従来の技術には、次のような解決すべき課題があった。
制震壁は一般の壁の一部として使用される。本出願人等により開発された所定の構造の制震壁は耐力壁を兼ねることもできる。耐力壁の配置は、建物の強度設計上最も重要な要素である。従って、建物の壁構造の設計時に同時に制震壁の配置等を決定することが望ましい。制震壁の配置には、その制震機能を有効に生かすための要求や制約がある。その制約をクリアする条件を求めてから最終的に設計者が配置決めをする。しかしながら、建物の間取りと壁構造の設計時に、使用材料の制約や間取り等の注文内容の変更等により条件が変更されることも多い。設計者はそのつど最適化のために試行錯誤を繰り返すことも少なくない。このとき、制震壁の配置とその他の壁の配置を選択する作業は非常に煩雑になる。
本発明は上記の課題を解決することを目的とし、制震壁の配置決定を全自動もしくは半自動で行い、設計者の作業負荷を軽減することができる、建物の壁構造設計支援システムと建物の壁構造設計支援プログラムと記録媒体を提供する。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
以下の構成はそれぞれ上記の課題を解決するための手段である。
〈構成１〉
建物の間取り図データと、当該建物に設けるべき制震壁の数を示すデータと、前記間取り図データ中で制震壁を設置しない場所を特定する制約条件データとを記憶した記憶装置と、前記記憶装置に記憶された前記間取り図データ中で、前記制約条件データにより特定された場所を検索する検索手段と、前記検索手段の検索結果から、前記間取り図データ中の制震壁を設置しない領域を除外した設置適合領域を判定する領域判定手段と、前記間取り図中の壁を設けるべき位置を通過する直線を壁線と呼ぶとき、その壁線と前記間取り図の図心とを検出する間取り図解析手段と、前記間取り図中に、必要な数の制震壁を配置する位置を探索して、その位置情報を自動的に取得する探索手段とを備え、前記間取り図の図心を原点とし、前記壁線に平行なＸ軸とＹ軸とからなる直交座標を設定し、前記設置適合領域に外接し前記Ｘ軸に平行な２本の直線と前記Ｙ軸に平行な２本の直線を最外周線と呼ぶとき、前記探索手段は、第１象限において、前記Ｘ軸と前記最外周線との交点に最も近いＸ軸に平行な壁線を選択し、その壁線と前記最外周線との交点からその壁線を辿って制震壁を設けるべき場所を探索し、該当する場所がみつからないときは、前記Ｘ軸と前記最外周線との交点から次に近いＸ軸に平行な壁線を選択し、再びその壁線と前記最外周線との交点からその壁線を辿って制震壁を設けるべき場所を探索するという動作を繰り返し、探索をして最初に制震壁が収まった場所を第１象限のＸ軸に平行な制震壁の設置場所に決定し、第３象限において、前記Ｘ軸と前記最外周線との交点に最も近いＸ軸に平行な壁線を選択し、その壁線と前記最外周線との交点からその壁線を辿って制震壁を設けるべき場所を探索し、該当する場所がみつからないときは、前記Ｘ軸と前記最外周線との交点から次に近いＸ軸に平行な壁線を選択し、再びその壁線と前記最外周線との交点からその壁線を辿って制震壁を設けるべき場所を探索するという動作を繰り返し、探索をして最初に制震壁が収まった場所を第３象限のＸ軸に平行な制震壁の設置場所に決定し、第２象限において、前記Ｙ軸と前記最外周線との交点に最も近いＹ軸に平行な壁線を選択し、その壁線と前記最外周線との交点からその壁線を辿って制震壁を設けるべき場所を探索し、該当する場所がみつからないときは、前記Ｙ軸と前記最外周線との交点から次に近いＹ軸に平行な壁線を選択し、再びその壁線と前記最外周線との交点からその壁線を辿って制震壁を設けるべき場所を探索するという動作を繰り返し、探索をして最初に制震壁が収まった場所を第２象限のＹ軸に平行な制震壁の設置場所に決定し、第４象限において、前記Ｙ軸と前記最外周線との交点に最も近いＹ軸に平行な壁線を選択し、その壁線と前記最外周線との交点からその壁線を辿って制震壁を設けるべき場所を探索し、該当する場所がみつからないときは、前記Ｙ軸と前記最外周線との交点から次に近いＹ軸に平行な壁線を選択し、再びその壁線と前記最外周線との交点からその壁線を辿って制震壁を設けるべき場所を探索するという動作を繰り返し、探索をして最初に制震壁が収まった場所を第４象限のＹ軸に平行な制震壁の設置場所に決定する、という動作を必要な制震壁の数だけ繰り返して、制震壁を設置するための設置場所データを取得することを特徴とする建物の壁構造設計支援システム。
【０００６】
〈構成２〉
建物に設けるべきＸ軸方向の制震壁の数が奇数の場合に、前記探索手段は、構成１に記載の前記偶数の制震壁を設置する位置情報を取得する処理に加えて、最後に残った制震壁について、前記原点に最も近いＸ軸に平行な壁線を選択し、前記原点からその壁線を辿って制震壁を設けるべき場所を探索し、該当する場所がみつからないときは、前記原点から次に近いＸ軸に平行な壁線を選択し、再び原点からその壁線を辿って制震壁を設けるべき場所を探索するという動作を繰り返し、探索をして最初に制震壁が収まった場所を制震壁の設置場所に決定して、制震壁を設置するための設置場所データを取得することを特徴とする建物の壁構造設計支援システム。
【０００７】
〈構成３〉
構成１または２に記載の建物の壁構造設計支援システムにおいて、前記探索手段は、探索をする壁線の近傍に既に配置が決定された制震壁があるときには、当該制震壁から所定距離の範囲に新たな制震壁を設置しないという制約条件を前記制約条件データに追加することを特徴とする建物の壁構造設計支援システム。
【０００８】
〈構成４〉
構成１乃至３のいずれかに記載の建物の壁構造設計支援システムにおいて、前記探索手段は、前記制震壁を設置する位置データを取得した後、前記全ての壁線上に所定の選択基準に従って選択された壁種とその設置場所を示すその他の壁の設置場所データを取得することを特徴とする建物の壁構造設計支援システム。
【０００９】
〈構成５〉
構成１乃至４のいずれかに記載の建物の壁構造設計支援システムにおいて、前記制震壁は、設計上の耐力壁の基準を満たすものであることを特徴とする建物の壁構造設計支援システム。
【００１０】
〈構成６〉
構成５に記載の建物の壁構造設計支援システムにおいて、前記記憶装置には、予め設計上の基準を満たす耐力壁を配置するべき場所の位置データが記憶されており、前記探索手段は、前記壁線を辿って、前記耐力壁を設けるべき場所を探索して、最初に制震壁が収まった場所を制震壁の設置場所に決定することを特徴とする建物の壁構造設計支援システム。
【００１１】
〈構成７〉
構成１乃至６のいずれかに記載の建物の壁構造設計支援システムにおいて、前記探索手段は、前記制震壁を設置する設置場所データを取得した後に、該当する場所全てに基礎の立ち上がりが設けられるように、前記記憶装置に記憶された基礎データを修正することを特徴とする建物の壁構造設計支援システム。
【００１２】
〈構成８〉
構成１乃至７のいずれかに記載の建物の壁構造設計支援システムにおいて、前記制震壁は、上下一対の横架材と左右一対の垂直材とからなる矩形架構の内側に上下方向に隙間を有する面状部材を配置し、前記隙間に挟み込まれた制震ゴムを有することを特徴とする建物の壁構造設計支援システム。
【００１３】
〈構成９〉
構成１乃至７のいずれかに記載の建物の壁構造設計支援システムにおいて、前記探索手段は、前記第１象限、第３象限、第２象限、第４象限という探索場所の選択動作に替えて、前記Ｘ軸と前記最外周線との交点に最も近いＸ軸に平行な壁線を選択し、その壁線と前記最外周線との交点からその壁線を辿って制震壁を設けるべき場所を探索し、該当する場所がみつからないときは、前記Ｘ軸と前記最外周線との交点から次に近いＸ軸に平行な壁線を選択し、再びその壁線と前記最外周線との交点からその壁線を辿って制震壁を設けるべき場所を探索するという探索動作を繰り返し、この探索動作をして最初に制震壁が収まった場所をＸ軸に平行な一方の制震壁の設置場所に決定し、その後、前記Ｙ軸を挟んでＸ座標の符号が反対になる場所において、前記と同様の探索動作をして最初に制震壁が収まった場所をＸ軸に平行なもう一方の制震壁の設置場所に決定し、前記Ｙ軸と前記最外周線との交点に最も近いＹ軸に平行な壁線を選択し、その壁線と前記最外周線との交点からその壁線を辿って制震壁を設けるべき場所を探索し、該当する場所がみつからないときは、前記Ｙ軸と前記最外周線との交点から次に近いＹ軸に平行な壁線を選択し、再びその壁線と前記最外周線との交点からその壁線を辿って制震壁を設けるべき場所を探索するという探索動作を繰り返し、この探索動作をして最初に制震壁が収まった場所をＹ軸に平行な一方の制震壁の設置場所に決定し、その後、前記Ｘ軸を挟んでＹ座標の符号が反対になる場所において、前記と同様の探索動作をして最初に制震壁が収まった場所をＹ軸に平行なもう一方の制震壁の設置場所に決定する、という動作を必要な制震壁の数だけ繰り返して、制震壁を設置するための設置場所データを取得することを特徴とする建物の壁構造設計支援システム。
【００１４】
〈構成１０〉
コンピュータを、構成１または９に記載のシステムとして機能させる壁構造設計支援プログラム。
〈構成１１〉
構成１０に記載の壁構造設計支援プログラムを記録したコンピュータで読み取り可能な記録媒体。
【発明の効果】
【００１５】
〈構成１の効果〉
間取り図の図心を原点とし、壁線に平行なＸ軸とＹ軸とからなる直交座標を設定して、最外周線に近い場所から制震壁の配置を決めるので、各制震壁の間の距離をできるだけ離すように配置できる。また、例えば、Ｘ軸に平行な制震壁を第１象限と第３象限に配置し、Ｙ軸に平行な制震壁を第２象限、第４象限に配置するといった要領で配置場所を決めるので、全ての制震壁を原点に対してバランスよく配置することができる。
〈構成２の効果〉
設置すべきＸ軸方向の制震壁の数が奇数のときは、Ｘ軸方向に向いた制震壁が最後に１個残る。原点に最も近いＸ軸上を探索することにより、これらを原点に近い位置に配置できる。Ｙ軸方向についても同様であり、Ｘ軸をＹ軸とみなして処理をすればよい。
〈構成３の効果〉
制震壁はできるだけ分散配置することが好ましい。このとき、制震壁から所定距離の範囲に新たな制震壁を設置しないという制約条件を制約条件データに加えれば、これまでと全く同様の演算処理を繰り返して何個でも制震壁の配置を自動的に探索できる。
〈構成４の効果〉
制約条件の厳しい制震壁の配置を最先に決定して、その後他の壁種の選択をすることで、壁設計作業を容易にすることができる。
〈構成５の効果〉
設計上の耐力壁の基準を満たす制震壁を使用すれば、制震壁の配置を最先に決定して、その後他の壁種の選択をすることで、壁設計作業を容易にすることができる。
〈構成６の効果〉
予め設計上の基準を満たす耐力壁を配置するべき場所を求めておき、その場所に制震壁を配置するように制御すると、制震壁をより最適な位置に自動配置できる。
〈構成７の効果〉
制震壁を設置した場所には基礎の立ち上がりが設けられることが好ましい。既に基礎の設計が終了している場合には、制震壁を設置する場所を自動的に決定したときに、この条件を満たすように基礎データを自動的に修正することができる。
〈構成８の効果〉
矩形架構の内側に上下方向に隙間を有する面状部材を配置し、隙間に制震ゴムを挟み込んだ構成の制震壁は、例えば、全体を木製にして高強度の耐力壁を構成できる。これを使用すれば、木造住宅に整合性の良い耐震構造とすることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】本実施例のシステムの機能ブロック図である。
【図２】コンピュータ１１のハードウエアブロック図である。
【図３】このシステムで演算処理の対象となる間取り図例の説明図である。
【図４】座標軸の説明図である。
【図５】設置適合領域の説明図である。
【図６】壁線の説明図である。
【図７】探索処理の動作説明図である。
【図８】探索処理の動作説明図である。
【図９】探索処理の動作説明図である。
【図１０】探索処理の動作説明図である。
【図１１】設置すべき制震壁が奇数の場合の探索方法説明図である。
【図１２】制震壁を所定間隔だけ離して設置する処理の説明図である。
【図１３】コンピュータの操作画面の一例を示す説明図である。
【図１４】制震壁の一例を示す説明図で（ａ）は正面図（ｂ）は変形をしたときの正面図である。
【図１５】システムの主要動作例を示すフローチャートである。
【図１６】システムの前処理の動作例を示すフローチャートである。
【図１７】システムのＸ軸方向の探索演算処理の動作例を示すフローチャートである。
【図１８】システムのＹ軸方向の探索演算処理の動作例を示すフローチャートである。
【図１９】探索順の変形例説明図である。
【図２０】探索順のさらに別の変形例説明図である。
【発明を実施するための形態】
【００１７】
本発明のシステムは、制震壁の設置適合領域を求め、間取り図の図心と壁線とを検出して、設置適合領域の最外周線に近い場所から制震壁の配置を自動的に決める。図心を中心にバランスよく制震壁を自動配置するようにして、設計業務の支援を行う。以下、本発明の実施の形態を実施例毎に詳細に説明する。
【実施例１】
【００１８】
［装置の機能ブロック］
図１は、本実施例のシステムの機能ブロック図である。
図において、コンピュータ１１は、演算処理装置２０と記憶装置３０を備える。この装置に間取り図データ等の演算処理に必要なデータを入力し、自動計算をさせて、制震壁の設置場所データを出力させる。演算処理装置２０と記憶装置３０は、コンピュータ１１の本体に内蔵されていても外付けされていても構わない。コンピュータ１１は、コンピュータプログラムを実行することにより、所定のタイミングで、演算処理装置２０の部分に図示したいずれかの手段として機能する。コンピュータ１１は、このコンピュータプログラムの実行中に、記憶装置３０を使用して、予め記憶された演算処理に必要なデータを読み取る。またあるいは、新たなデータを記憶装置３０に書き込んで記憶させる。
【００１９】
コンピュータ１１には、ディスプレイ２、キーボード４、マウス５、プリンタ１２といったマンマシンインタフェース用ハードウエアが設けられている。ディスプレイ２はコンピュータで処理をした結果を出力するための任意の構成の出力装置である。ブラウン管ディスプレイ、液晶ディスプレイ、プロジェクタ等が利用できる。キーボード４やマウス５はコンピュータにデータや指示を入力するための装置である。プリンタ６は、本発明によりコンピュータで処理をした結果を印刷用紙に出力するために使用される。これらのマンマシンインタフェース用ハードウエアは、全て既知のものを使用することができるので、図示および各機能の具体的な説明は省略する。
【００２０】
図の実施例のコンピュータ１１は、所定のタイミングで、検索手段２１、領域判定手段２２、間取り図解析手段２３あるいは探索手段２４として機能する。また、記憶装置３０には、予め、間取り図データ３１、制震壁の数３２、制約条件データ３３、演算データ３４が記憶されている。さらに、この記憶装置３０には、コンピュータプログラムの実行過程で、演算データ３４や建物の基礎データ４５が書き込まれて記憶される。演算データ３４には、例えば、設置適合領域３６、壁線データ３７、図心データ３８、最外周線データ３９、設置可能線４０、設置場所データ４１が含まれる。
【００２１】
［データと演算処理手段］
間取り図データ３１は例えば、間取り図を構成する部品の部品名と、その部品の間取り図中の設置場所を示すデータを含む。設置場所は例えば座標値で示される。その他の属性データも含まれていてよい。このシステムは、例えば、設計者が建物全体の間取り図データ３１を作成する過程で、制震壁の設置場所データ４１を得るために利用される。間取り図データには壁構造、外壁構造、窓、内装等各種のデータが入力される。このシステムが利用されるのは、その完成までの間のどの段階でも構わない。後で説明するように、制震壁の設置場所を決め、その後、他の壁種の選択と設置場所の決定をすると、効率の良い作業ができる。
【００２２】
建物に設けるべき制震壁の数３２は、建物の縦横寸法や面積等に応じて決められる数値である。設計者が決めて入力してもよい。参照テーブルを使用して、自動的にこの数値を求めることもできる。後で説明するように、Ｘ軸に平行に向けて設置される制震壁の数と、Ｙ軸に平行に向けて設置される制震壁の数がそれぞれ決定される。その値が制震壁の数３２として記憶装置３０に記憶される。制約条件データ３３は設計者が定めたもので、間取り図データ３１中で制震壁を設置しない場所を特定するデータリストである。例えば、制震壁は１階の２階床直下部分のみに設置するとか、外壁部分や真壁部分に配置しないといった制約条件がある。また、間取り図中の壁線上に配置する。制震壁は壁として機能するから、壁の一部を制震壁にする。また、既に設置を決めた制震壁から一定距離だけ離れた場所に設置する。制震壁を分散配置して制震効果を高めるためである。
【００２３】
上記制約条件データ３３により特定された場所には、制震壁を設置しない。演算データ３４中の設置適合領域３６は、制震壁を設置しない領域を除外した部分を表示するデータである。領域を取り囲む多角形の頂点の座標値等により表示するとよい。壁線データ３７は、間取り図中の壁を設けるべき位置を通過する直線である。Ｘ軸に平行な壁線とＹ軸に平行な壁線とが、それぞれ任意の数だけ存在する。図心データは、間取り図全体からみた中心を座標等で示すデータである。間取り図全体からみた中心は、一般的には建物の重心に近い位置にある。建物の重心の周りにパランスよく制震壁を配置するために、図心を計算の要素に採り入れた。この実施例では、便宜上図心を座標軸の原点に定めた。
【００２４】
最外周線データ３９は、上記の設置適合領域３６に外接しＸ軸に平行な２本の直線とＹ軸に平行な２本の直線をいうものとする。設置可能線４０は、制震壁の設置場所探索を容易にするために演算処理中に生成される中間データで、壁線上で、制震壁の設置可能範囲を示す線分の集合データである。壁線は、両端の座標値データの集合で表される。設置場所データ４１は、探索の結果得られた制震壁の設置場所を、例えば、制震壁の両端の座標値等で表すデータである。建物の基礎データは、基礎の種類や構造等を示すデータである。制震壁を設置したとき、全ての制震壁はその直下の基礎に直接支えられていることが好ましい。そこで、制震壁の設置場所を自動的に決定した後に、建物基礎データを整合させる。建物の基礎データ４５は先に作られていても、作成中でも構わない。
【００２５】
上記検索手段２１は、間取り図データ３１中で制約条件データ３３により特定された制震壁を設置できない場所を検索する機能を持つ。領域判定手段２２は、検索手段２１の検索結果から、間取り図データ３１中の設置適合領域３６を判定する機能を持つ。間取り図解析手段２３は、演算処理に必要な壁線と図心とを検出する機能を持つ。探索手段２４は、間取り図中に、必要な数の制震壁を配置する位置を探索して、設置場所データ４１を自動的に取得する機能を持つ。これらの手段の動作は、後で詳細に説明する。
【００２６】
［ハードウエア］
図２は、コンピュータ１１のハードウエアブロック図である。
コンピュータ１１の本体制御部には、図のようなハードウエアが組み込まれている。内部バス１１０には、ＣＰＵ（中央処理装置）１１１と、ＲＯＭ（リードオンリメモリ）１１２と、ＲＡＭ（ランダムアクセスメモリ）１１３と、ＨＤＤ（ハードディスク）１１４と、入出力インタフェース１１５とが接続されている。入出力インタフェース１１５には、ディスプレイ２とキーボード４とマウス５とプリンタ１２が接続されている。以上のハードウェアは一般的によく知られたコンピュータに備えられている。なお、この発明の説明に不要なキャッシュメモリ等の詳細なハードウエアの説明は省略する。
【００２７】
図１に示した記憶装置３０は、ＲＯＭ１１２やＲＡＭ１１３やＨＤＤ１１４により構成される。図１に示した演算処理装置２０は、ＣＰＵ１１１、ＲＯＭ１１２、ＲＡＭ１１３等により構成される。演算処理用のデータは主としてＨＤＤ１１４に記憶されて保存される。ＣＰＵ１１１が実行するコンピュータプログラムは、ＲＯＭ１１２に記憶され、あるいはＲＡＭ１１３に適時ロードされる。
【００２８】
上記の演算処理装置２０で実行されるコンピュータプログラムは、図１に示した機能ブロックで図示した単位でモジュール化されてもよいし、複数の機能ブロックを組み合わせて一体化されてもよい。また、上記のコンピュータプログラムは、既存のアプリケーションプログラムに組み込んで使用してもよい。本発明を実現するためのコンピュータプログラムは、例えばＣＤ−ＲＯＭのようなコンピュータで読み取り可能な記録媒体に記録して、任意の情報処理装置にインストールして利用することができる。さらに、図示しないネットワークを通じてダウンロードすることもできる。
【００２９】
［間取り図の具体例］
図３はこのシステムで演算処理の対象となる間取り図例の説明図である。図４は、その座標軸の説明図である。
図３が煩雑になるので、座標軸以外は図４に示した。図３の間取り図データ３１に、図心５４を原点とし壁線に平行なＸ軸８１とＹ軸８２とからなる直交座標を設定する。図４に示すように、Ｘ軸８１とＹ軸８２の交点が原点８０であって、図心５４と重なっている。Ｘ軸８１とＹ軸８２の符号の正負の関係で、間取り図が、第１象限９１、第２象限９２、第３象限９３、第４象限９４と４個の領域に区分される。図心５４を中心として、これらの領域に、図のように制震壁５０をバランスよく配置する。
【００３０】
図５は設置適合領域の説明図である。
ここには、図３に示した間取り図の外枠のみを表示する。
上記の制約条件データ３３には、制震壁は１階の２階床直下部分のみに設置するという制約条件が含まれている。制震壁を設置しない場所４７は、その場所に該当する。その結果、これを除外した設置適合領域３６は、図のような多角形になる。ここで、設置適合領域３６に外接し、Ｘ軸８１に平行な２本の直線とＹ軸８２に平行な２本の直線を最外周線５２とする。この範囲で、制震壁の探索を行うようにするためである。これらの準備処理を検索手段２１と、領域判定手段２２が行う。
【００３１】
図６は壁線の説明図である。
図の設置適合領域中に、図４で示した間取り図中の壁を設けるべき位置を太線で示した。これらの太線を通過する全ての直線を壁線と呼ぶ。壁線６１〜６４はＸ軸８１に平行な壁線で、壁線７１〜７５はＹ軸８２に平行な壁線である。制震壁はこれらの壁線上に必ず配置される。また、制震壁の枚数が少ないときは、制震壁をＸ軸８１やＹ軸８２に近い場所に設置するほど効果的である。従って、制震壁の設置場所探索はＸ軸８１やＹ軸８２に近い壁線から行なわれる。これらの壁線の設定を間取り図解析手段２３が行う。
【００３２】
なお、この図では、設計上の基準を満たす耐力壁を配置するべき場所を太線で示した。そして、他の壁種の部分は表示を省略した。予めこのような耐力壁の位置データに基づいて探索領域を特定することにした。制震壁が耐力壁としての機能を兼ね備えているときは、耐力壁を配置すべき場所で、その耐力壁を制震壁に置き換えるようにする。これにより、建物の壁強度を考慮した構造計算が容易になる。以下の説明図では、この耐力壁の位置データのみを表示するようにした。
【００３３】
［システムの動作］
図７〜図１０は、探索処理の動作説明図である。
探索手段２４は、次のような手順で制震壁を設置する場所の探索をする。まず、図７に示すように、第１番目に第１象限９１を探索領域に設定する。ここで、Ｘ軸８１と最外周線５２との交点に最も近いＸ軸８１に平行な壁線を選択する。効果の高い場所から先に探索をするためである。この例では、図７中の矢印に示すように、壁線６３が最初に選択された。この壁線６３と最外周線５２との交点からその壁線６３を辿って壁を設けるべき場所を探索する。この例では、壁線６３と最外周線５２との交点に一番近い場所に設置場所が見つかった。そこに最初の制震壁５０を配置した。
【００３４】
なお、もし、この場所に設置できないときは、同じ壁線６３上のもっとＹ軸８２に近い場所を探索する。この壁線６３上のどこにも該当する場所がみつからないときは、Ｘ軸８１と最外周線５２との交点から次に近いＸ軸８１に平行な壁線を選択する。ここでは、壁線６４を選択することになる。そのときは、再びその壁線６４と最外周線５２との交点からその壁線を辿って制震壁５０を設けるべき場所を探索するという動作を繰り返す。そして、最初に制震壁が収まった場所を、第１象限９１におけるＸ軸８１に平行な制震壁の設置場所に決定する。
【００３５】
第２番目に、図８に示すように、第３象限９３を探索領域に設定する。ここでも、Ｘ軸８１と最外周線５２との交点に最も近いＸ軸８１に平行な壁線を選択する。矢印により示したその壁線６２と最外周線５２との交点を求める。この交点から壁線６２を辿って制震壁を設けるべき場所を探索する。この場合にも、すぐに、制震壁５０の設置場所が見つかった。しかしながら、もし該当する場所がみつからないときは、Ｘ軸８１と最外周線５２との交点から次に近いＸ軸８１に平行な壁線６１を選択する。そして再びその壁線６１と最外周線５２との交点からその壁線６１を辿って制震壁を設けるべき場所を探索する。こうした動作を繰り返して、最初に制震壁が収まった場所を、第３象限９３におけるＸ軸８１に平行な制震壁の設置場所に決定する。
【００３６】
第３番目に、図９に示すように、第２象限９２を探索領域に設定する。ここで、Ｙ軸８２と最外周線５２との交点に最も近いＹ軸８２に平行な壁線を選択する。この例では、Ｙ軸８２上に壁線７４が重なっている。従って、この壁線７４を選択する。その壁線７４と最外周線５２との交点からその壁線７４を辿って制震壁を設けるべき場所を探索する。この例では、かなり図心５４に近い場所に制震壁５０が収まった。なお、該当する場所がみつからないときは、Ｙ軸８２と最外周線５２との交点から次に近いＹ軸８２に平行な壁線７３を選択する。そして、再びその壁線７３と最外周線５２との交点からその壁線７３を辿って制震壁を設けるべき場所を探索する。なお、この例では壁線７３上に制震壁を設けるべき場所はないから、さらにそのとなりの壁線７２を探索することになる。こうして、最初に制震壁が収まった場所を第２象限９２におけるＹ軸８２に平行な制震壁の設置場所に決定する。
【００３７】
第４番目に、図１０に示すように、第４象限９４を探索領域に設定する。ここで、Ｙ軸８２と最外周線５２との交点に最も近いＹ軸８２に平行な壁線７４を選択する。この場合にも、Ｙ軸８２上に壁線７４が重なっている。従って、この壁線７４を選択する。その壁線７４と最外周線５２との交点からその壁線７４を辿って制震壁を設けるべき場所を探索する。ここでは、上記交点の隣に設置場所が見つかった。もし、該当する場所がみつからないときは、Ｙ軸８２と最外周線５２との交点から次に近いＹ軸８２に平行な壁線７５を選択する。そして、再びその壁線７５と最外周線５２との交点からその壁線７５を辿って制震壁を設けるべき場所を探索する。こうして、最初に制震壁が収まった場所を第４象限９４におけるＹ軸８２に平行な制震壁の設置場所に決定する。
【００３８】
図７〜図１０までの処理により、４枚の制震壁の設置場所を探索した。なお、上記の第１象限から第４象限までの象限選択順は任意である。どの順番に象限を選択して探索処理をしても構わない。そして、再び図７〜図１０までの処理を繰り返すと、８枚の制震壁の設置場所を探索できる。例えば、Ｘ軸８１に平行な制震壁がＹ軸８２に平行な制震壁よりも２枚多いときは、再度第１象限と第３象限での探索処理だけを行えば良い。また、Ｙ軸８２に平行な制震壁がＸ軸８１に平行な制震壁よりも２枚以上多いときは、第２象限と第４象限での探索処理を必要なだけ繰り返せばよい。そして、必要な全ての制震壁の設置場所を自動的に決定した後に、図１０に示した図もしくは、図３に示した間取り図と図１０に示した図を重ねたものをコンピュータのディスプレイに表示するとよい。
【００３９】
以上のシステムによれば、間取り図の図心５４を原点８０とし、壁線に平行なＸ軸８１とＹ軸８２とからなる直交座標を設定して、最外周線５２に近い場所から制震壁の配置を決めるので、各制震壁の間の距離をできるだけ離すように配置できる。また、第１象限９１、第３象限９３、第２象限９２、第４象限９４という順番で制震壁の配置を決めるので、全ての制震壁を原点８０に対して可能な限り対称に配置することができる。なお、計算上の座標軸と座標原点８０の位置は、計算の便宜上間取り図周辺のどこにシフトさせても構わない。間取り図中で互いに直交する２群の壁線にそれぞれ平行な一対の直線であって、図心５４を通るものを、ここでは仮想的なＸ軸８１とＹ軸８２としている。そのＸ軸８１とＹ軸８２とから見たときの、第１象限、第２象限、第３象限、第４象限を順番に探索して制震壁の設置場所を決めていく。Ｘ軸８１とＹ軸８２は間取り図のどの方向に向けて設定してもよい。第１象限〜第４象限は右回転、左回転のどの方向に回っても構わない。実質的に第１番目から第４番目までの処理と等価な演算処理が実行されればよい。
【実施例２】
【００４０】
［制震壁が奇数のとき］
図１１は、設置すべき制震壁が奇数の場合の探索方法説明図である。
上記の実施例は、設置すべき制震壁が任意の偶数の場合に適する。一方、設置すべき制震壁が奇数の場合には最後の１個の制震壁を図心の近くに設置するとよい。それには、以下の処理を実行する。探索手段２４が、建物に設けるべきＹ軸８２方向の制震壁の数３２が奇数、例えば３枚と判断したとする。このときには、まず、既に説明した要領で、第２象限と第４象限に１枚ずつ制震壁５０を配置した後に、図１１に示す処理を実行する。
【００４１】
図１１に示すように、最後に残った１枚の制震壁について、原点８０に最も近いＹ軸８２に平行な壁線７４を選択する。そして、原点８０からその壁線７４を辿って制震壁を設けるべき場所を探索する。この例では、原点８０に隣接する場所に設置場所が見つかった。もし、該当する場所がみつからないときは、原点８０から次に近いＹ軸８２に平行な壁線７３を選択し、再び原点８０からその壁線７３を辿って壁を設けるべき場所を探索する。そして、最初に制震壁が収まった場所を奇数番目の制震壁５０の設置場所に決定する。なお、この場合には、原点８０に近いＹ軸８２に平行な直線を順に選択すればよく、どの象限でも構わない。Ｘ軸８１に平行な制震壁の数が奇数の場合も全く同様の処理となる。従って、重複する説明を省略する。
【実施例３】
【００４２】
［制約条件の追加処理］
図１２は、制震壁を所定間隔だけ離して設置する処理の説明図である。
上記の処理において、探索をする壁線の近傍に既に配置が決定された制震壁があるときには、制震壁が接近して配置されることになる。制震壁は全体としてバランスよく分散配置されていることが好ましい。この基準に従って制震壁を自動配置するために、次のような処理を実行する。まず、図１２に示すように、直前の処理で、第４象限側にある壁線７４と最外周線５２の交点に隣接して、制震壁５０の設置場所が決まったとする。このとき、この制震壁５０の周囲のＸ軸８１方向とＹ軸８２方向の一定距離の範囲に、新たな制震壁を設置しない場所４８を定めて制約条件を設定する。この制約条件を、図１に示した制約条件データ３３に追加する。こうすれば、探索範囲から、図１２の一点鎖線で囲まれた制震壁５０の周辺領域が除外されることになる。これにより、これまでと全く同様の演算処理を繰り返して何個でも制震壁の配置を自動的に探索できる。
【実施例４】
【００４３】
上記の処理は、間取り図データの作成過程で行われる。最初に耐力壁を設置する場所を決めて、その後、いずれかの耐力壁を制震壁に置き換える。残りの耐力壁は、例えば、予め定められた所定の壁種に決定する。さらに、全ての壁線を辿って、間取りに応じて、必要とされる壁種の壁を自動的に選択する。こうして、全ての壁線上に所定の選択基準に従って選択された壁種とその設置場所を示すその他の壁の設置場所データを取得することができる。制約条件の厳しい制震壁の配置を最先に決定して、その後他の壁種の自動選択をすることが可能になる。また、さらに、壁量計算を実行して、建築費用の見積もり等に必要な数量を自動取得できる。
【００４４】
また、探索手段２４は、制震壁を設置する位置データを取得した後に、該当する場所全てに基礎の立ち上がりが設けられるように、記憶装置３０に記憶された基礎データを修正する。制震壁を設置した場所には基礎の立ち上がりが設けられることが好ましい。既に基礎の設計が終了している場合には、制震壁を設置する場所を自動的に決定したときに、この条件を満たすように基礎データを自動的に修正することができる。なお、まだ基礎データが記憶装置３０に記憶されていないときや、修正の必要が無いときは、この処理は不要である。
【００４５】
図１３は、コンピュータの操作画面の一例を示す説明図である。
上記のようにして、制震壁を自動的に配置し、その結果をディスプレイ２やプリンタ１２を用いて出力して確認することができる。例えば、図１３（ａ）に示すような起動画面５５を使用して、間取り図データファイルを選択し、起動ボタンをクリックする。その結果を出力して確認後、設計者は、自動的に決定した制震壁の位置を再調整することができる。その作業の終了後に、探索手段２４は、チェック処理を自動的に起動するとよい。例えば、図１３（ｂ）に示すように、チェック画面５６で、例えば、Ｘ軸８１方向とＹ軸８２方向の両方について、制震壁の枚数を必要枚数と比較して判定する。自動的に設置場所を探索したときに、例えば、制震壁を配置できる耐力壁が全くみあたらないというケースもある。このときに、このチェック処理で、自動処理の結果の不備が発見される。その対策としては、設計者が間取り図データ中の耐力壁の配置や長さを変更するといった処理をする。これで、再度自動配置処理をさせるとよい。
【実施例５】
【００４６】
図１４は制震壁の一例を示す説明図で、（ａ）は正面図、（ｂ）は変形をしたときの正面図である。
この図に示す制震壁は耐力壁の基準を満たすものの一例である。図において、上下一対の横架材と左右一対の垂直材により構成した矩形架構９５に囲まれるように、左右一対の面状部材９６が配置されている。いずれも例えば木材を使用している。面状部材９６は矩形架構９５に嵌め込まれて固定されている。また、一対の面状部材９６の対向側面には所定の隙間９７が形成されている。そして、この隙間に制震ゴム９８が挟み込まれている。制震ゴム９８は一対の面状部材９６の対向側面に固定されている。一対の面状部材９６の対向側面側には、上下の角部分に切り欠き９９がある。この耐力壁は、切り欠き９９の部分で矩形架構９５のみとなっているから、強い外部応力が加わると切り欠き９９の部分に応力が集中するように構成されている。
【００４７】
即ち、図１４の（ａ）に示した制震壁は、地震等による外力を受けたとき、例えば、図１４（ｂ）に示すように、切り欠き９９の部分の矩形架構９５が他の部分に比べて大きく変形する。ここで、一対の面状部材９６が相互に隙間９７と平行な方向に若干の位置ずれを生じる。そして、その力が隙間９７に挟み込まれた制震ゴム９８を変形させる。制震ゴム９８は地震の揺れに応じて繰り返し力を受ける。制震ゴム９８はこの力を変形歪みにより生じた摩擦エネルギに変換して消費する。これにより振動減衰効果が発揮される。以上の構成の制震壁は、ほぼ全体を木製にして、高強度の耐力壁を構成できる。これを使用すれば、木造住宅に整合性の良い耐震構造とすることができる。
【実施例６】
【００４８】
図１５は、システムの主要動作例を示すフローチャートである。
始めに、ステップＳ１１で、間取り図データ３１が、制震壁が設置可能な建物のものかどうかを判断してから処理を開始する。制震壁が設置可能な建物でないときは、エラー表示等をして別処理に移る。制震壁が設置可能な場合には、ステップＳ１２に移行する。ステップＳ１２では、検索手段２１、領域判定手段２２、間取り図解析手段２３が、間取り図データ３１や制約条件データ３３を読み取って前処理を実行する。これにより、設置適合領域３６、壁線データ３７、図心データ３８、最外周線データ３９、設置可能線４０を求める。この処理は図１６を用いて後で説明する。
【００４９】
ステップＳ１３では、間取り図解析手段２３が間取り図データ３１を参照して延べ床面積を算出する。そして、予め定めたルールに従って、ステップＳ１４で制震壁の設置数を算出する。こうして、探索処理の準備が完了する。その後、探索手段２４が、ステップＳ１５で制震壁設置場所探索を開始する。ステップＳ１６では、図１７と図１８で説明する探索演算をする。１枚の制震壁の設置場所を決定すると、ステップＳ１７で、記憶装置３０が、制震壁設置場所データ４１の記憶をする。
【００５０】
ステップＳ１８では、決定した制震壁の設置場所から一定距離の範囲を新たな制震壁が設置できない領域として、制約条件データの修正をする。ステップＳ１９では、探索手段２４が探索終了かどうかという判断をする。この判断の結果がイエスのときはステップＳ２０の処理に移行し、ノーのときはステップＳ１６の処理に戻る。全ての制震壁の設置場所が決定されるとステップＳ２０に進む。ステップＳ２０では、探索手段２４が、自動的に決定した制震壁の設置場所について点検処理を実行する。その結果を設計者が確認して修正を加えることができる。ステップＳ２１では、残りの壁について、壁種の自動選択処理を実行する。さらに、ステップＳ２２では、基礎データの修正処理を実行する。ステップＳ２０以下の処理は、探索手段２４が実行してもよいし、別の後処理手段を設けても構わない。
【００５１】
図１６は、システムの前処理の動作例を示すフローチャートである。
まず、検索手段２１がステップＳ３１で、間取り図データ３１を読み取る。さらに、ステップＳ３２で、制約条件データ３３を読み取る。そして、ステップＳ３３で、制震壁を設置しない場所の検索をする。次に、領域判定手段２２が、ステップＳ３４で、設置適合領域３６の判定をする。そして、ステップＳ３５で、最外周線データ３９を生成する。その後、間取り図解析手段２３が、ステップＳ３６で図心の検出をする。さらに、ステップＳ３７で、壁線の検出をする。次いで、ステップＳ３８で、設置可能線の生成をする。これで、探索準備が終了する。
【００５２】
図１７は、システムのＸ軸方向の探索演算処理の動作例を示すフローチャートである。
探索手段２４は、ステップＳ４１で、第１象限を探索範囲に設定する。ステップＳ４２では、Ｘ軸に平行な壁線群を選択対象にする。ステップＳ４３では、Ｘ軸と最外周線との交点を検出する。ステップＳ４４では、交点に最も近い（未選択）壁線を選択をする。一度選択をして探索をし、制震壁の設置場所が見つからなかったものは除外する。未選択というのは、こうして除外された壁線を除く壁線を指すものとする。ステップＳ４５では、壁線と最外周線との交点を始点にする。
【００５３】
ステップＳ４６では、上記の始点からその壁線を辿る処理を開始する。ステップＳ４７では、その壁線上に、制震壁より長い耐力壁があるかどうかを判断する。あれば、その場所の耐力壁を制震壁に置き換える。制震壁設置場所決定可かどうかという判断は、この処理を示す。ステップＳ４７の判断の結果がイエスのときはステップＳ４８の処理に移行し、ノーのときはステップＳ４４の処理に戻る。そして、ステップＳ４４では別の壁線を選択して再びその壁線を探索する。
【００５４】
１枚の制震壁の設置場所が決まると、ステップＳ４８で、決定した制震壁の設置場所を記憶装置に記録する。これで、第１象限の処理を終了して、ステップＳ４９で、第３象限を探索範囲に設定する。ステップＳ５０では、ステップＳ４１〜Ｓ４７の処理を実行する。即ち、この処理を繰り返すことにより、Ｘ軸に平行な制震壁の設置場所を全て決定することができる。
【００５５】
図１８は、システムのＹ軸方向の探索演算処理の動作例を示すフローチャートである。
Ｙ軸方向の探索処理では、最初にステップＳ５１で、第２象限を探索範囲に設定する。そして、１枚の制震壁の設置場所が決定すると、ステップＳ５９で、第４象限を探索範囲に設定する。それ以外の処理は、Ｙ軸をＹ軸に置き換えただけで、図１７の処理と変わらない。従って、重複する説明を省略する。なお、上記のフローチャートは、制震壁を偶数設置する場合のもので、制震壁を奇数設置する場合には、例えば、原点に最も近い壁線を選択し、原点を始点にその壁線を辿っていけばよい。この処理は単純なので、フローチャートの図示を省略した。
【実施例７】
【００５６】
［探索順の説明］
図１９は、探索順の変形例説明図である。
上記のＸ軸８１とＹ軸８２とは、制震壁の設置場所探索動作中に常に不変である必要はない。制震壁５０の探索順の例をこの図１９に示した。まず始めに、図の（ａ）に示すように、第１象限、第３象限、第２象限、第４象限という順番に制震壁の設置場所を決めていく。この図では、制震壁５０のマーク中に設置場所の決定順を１〜４と表示した。次に、５枚目以降の制震壁の設置場所を探索する。そのとき、Ｘ軸８１とＹ軸８２の向き、即ち、正負を反転して、第１象限を右上から左下の位置に移動させる。こうすると、図１９の（ｂ）に示すように、決定順を５〜８と表示した制震壁の設置場所が決まる。これで、Ｘ軸やＹ軸に平行な制震壁の左右の配置バランスも調整できる。図１９（ｃ）の図は、図心上に奇数枚目の制震壁を設置したところを示す。以上の要領で、本発明のシステムでは、自動的に制震壁の設置場所を決定することができる。
【００５７】
図２０は、探索順のさらに別の変形例説明図である。
図１９の（ａ）に示した例では、第１象限、第３象限、第２象限、第４象限という順番に制震壁の設置場所を決めていった。ここで、図１９の（ａ）において、第２象限、第４象限、第１象限、第３象限という順番に制震壁の設置場所を決めることも考えられる。これでも上記の目的を達成する。しかしこれは、図２０の（ａ）に示すように、Ｘ軸の方向をそのままにしてＹ軸の方向を反転させたとき、第１象限、第３象限、第２象限、第４象限という順番に制震壁の設置場所を決めるのと同等である。また、図１９の（ａ）において、第３象限、第１象限、第４象限、第２象限という順番に制震壁の設置場所を決めることも考えられる。これは、図２０の（ｂ）に示すように、Ｙ軸の方向をそのままにしてＸ軸の方向を反転させたとき、第１象限、第３象限、第２象限、第４象限という順番に制震壁の設置場所を決めるのと同等である。数式中の変数表現の違いがあっても、計算手順は実質同一である。従って、本発明はこれら全ての実施態様を含むものである。
【００５８】
また、第１番目にＸ軸に平行な制震壁、第２番目にＸ軸に平行な制震壁、第３番目にＹ軸に平行な制震壁、第４番目にＹ軸に平行な制震壁という順番に制震壁の設置場所を決めていった。しかし、第１番目にＸ軸に平行な制震壁、第２番目にＹ軸に平行な制震壁、第３番目にＸ軸に平行な制震壁、第４番目にＹ軸に平行な制震壁という順番に制震壁の設置場所を決めることもできる。この順序は計算処理の都合で自由に選択できる。
【実施例８】
【００５９】
さらに、上記の例では、最初にＸ軸に平行な２枚の制震壁とＹ軸に平行な２枚の制震壁を、前記第１象限、第３象限、第２象限、第４象限のいずれかにそれぞれ割り付けた。しかしながら、例えば、第１象限に１枚のＸ軸に平行な制震壁が収まったとしても、第３象限にはＸ軸に平行な制震壁を収める場所がみあたらないこともあり得る。また、かなりバランスの悪い場所にしか制震壁を収める場所がみあたらないこともあり得る。
【００６０】
こうした場合でも、自動的にできるだけバランス良く制震壁の配置場所を探索したい。そこで、例えば、Ｙ軸から見て一方の側で探索動作をして最初に制震壁が収まった場所をＸ軸に平行な一方の制震壁の設置場所に決定したとき、その後、Ｙ軸を挟んでＸ座標の符号が反対になる場所において前回と同様の探索動作をする。そして、最初に制震壁が収まった場所をＸ軸に平行なもう一方の制震壁の設置場所に決定する。こうすれば、少なくともＹ軸を挟んでバランス良く、Ｘ軸に平行な２枚の制震壁が収まる。
【００６１】
上記の探索動作では、先の実施例と同様に、Ｘ軸と最外周線との交点に最も近いＸ軸に平行な壁線を選択し、その壁線と最外周線との交点からその壁線を辿って制震壁を設けるべき場所を探索し、該当する場所がみつからないときは、Ｘ軸と最外周線との交点から次に近いＸ軸に平行な壁線を選択し、再びその壁線と前記最外周線との交点からその壁線を辿って制震壁を設けるべき場所を探索する。この場合、次に選択する壁線は、Ｘ軸のどちら側の壁線でも構わない。この点が先の実施例と異なる。Ｘ軸と最外周線との交点から次に近いＸ軸に平行な任意の壁線を選択するという動作をする。
【００６２】
Ｙ軸に平行な制震壁についても同様である。Ｘ軸から見て一方の側で探索動作をして：最初に制震壁が収まった場所をＹ軸に平行な一方の制震壁の設置場所に決定し、その後、Ｘ軸を挟んでＹ座標の符号が反対になる場所において、前回と同様の探索動作をする。そして最初に制震壁が収まった場所をＹ軸に平行なもう一方の制震壁の設置場所に決定する、
【００６３】
図２０（ｃ）の例では、Ｘ軸と最外周線との交点から近いＸ軸に平行な壁線が第１象限と第４象限にあったため、第３象限にＸ軸に平行な制震壁は配置されなかった。Ｙ軸に平行な制震壁については、これまでの実施例と同様の結果となり、第２象限と第４象限に配置された。
【符号の説明】
【００６４】
１０ 建物の壁構造設計支援システム
１１ コンピュータ
１２ プリンタ
２０ 演算処理装置
２１ 検索手段
２２ 領域判定手段
２３ 間取り図解析手段
２４ 探索手段
３０ 記憶装置
３１ 間取り図データ
３２ 制震壁の数
３３ 制約条件データ
３４ 演算データ
３６ 設置適合領域
３７ 壁線データ
３８ 図心データ
３９ 最外周線データ
４０ 設置可能線
４１ 探索位置情報
４５ 建物の基礎データ
４７ 耐震壁を設置しない場所
４８ 耐震壁を設置しない場所
５０ 制震壁
５２ 最外周線
５４ 図心
５５ 起動画面
５６ チェック画面
６１ 壁線
６２ 壁線
６３ 壁線
７１ 壁線
７２ 壁線
７３ 壁線
７４ 壁線
７５ 壁線
８０ 原点
８１ Ｘ軸
８２ Ｙ軸
９１ 第１象限
９２ 第２象限
９３ 第３象限
９４ 第４象限
９５ 矩形架構
９６ 面状部材
９７ 隙間
９８ 制震ゴム
９９ 切り欠き
【特許請求の範囲】
【請求項１】
建物の間取り図データと、当該建物に設けるべき制震壁の数を示すデータと、前記間取り図データ中で制震壁を設置しない場所を特定する制約条件データとを記憶した記憶装置と、
前記記憶装置に記憶された前記間取り図データ中で、前記制約条件データにより特定された場所を検索する検索手段と、
前記検索手段の検索結果から、前記間取り図データ中の制震壁を設置しない領域を除外した設置適合領域を判定する領域判定手段と、
前記間取り図中の壁を設けるべき位置を通過する直線を壁線と呼ぶとき、その壁線と前記間取り図の図心とを検出する間取り図解析手段と、
前記間取り図中に、必要な数の制震壁を配置する位置を探索して、その位置情報を自動的に取得する探索手段とを備え、
前記間取り図の図心を原点とし、前記壁線に平行なＸ軸とＹ軸とからなる直交座標を設定し、前記設置適合領域に外接し前記Ｘ軸に平行な２本の直線と前記Ｙ軸に平行な２本の直線を最外周線と呼ぶとき、
前記探索手段は、
第１象限において、前記Ｘ軸と前記最外周線との交点に最も近いＸ軸に平行な壁線を選択し、その壁線と前記最外周線との交点からその壁線を辿って制震壁を設けるべき場所を探索し、該当する場所がみつからないときは、前記Ｘ軸と前記最外周線との交点から次に近いＸ軸に平行な壁線を選択し、再びその壁線と前記最外周線との交点からその壁線を辿って制震壁を設けるべき場所を探索するという動作を繰り返し、探索をして最初に制震壁が収まった場所を第１象限のＸ軸に平行な制震壁の設置場所に決定し、
第３象限において、前記Ｘ軸と前記最外周線との交点に最も近いＸ軸に平行な壁線を選択し、その壁線と前記最外周線との交点からその壁線を辿って制震壁を設けるべき場所を探索し、該当する場所がみつからないときは、前記Ｘ軸と前記最外周線との交点から次に近いＸ軸に平行な壁線を選択し、再びその壁線と前記最外周線との交点からその壁線を辿って制震壁を設けるべき場所を探索するという動作を繰り返し、探索をして最初に制震壁が収まった場所を第３象限のＸ軸に平行な制震壁の設置場所に決定し、
第２象限において、前記Ｙ軸と前記最外周線との交点に最も近いＹ軸に平行な壁線を選択し、その壁線と前記最外周線との交点からその壁線を辿って制震壁を設けるべき場所を探索し、該当する場所がみつからないときは、前記Ｙ軸と前記最外周線との交点から次に近いＹ軸に平行な壁線を選択し、再びその壁線と前記最外周線との交点からその壁線を辿って制震壁を設けるべき場所を探索するという動作を繰り返し、探索をして最初に制震壁が収まった場所を第２象限のＹ軸に平行な制震壁の設置場所に決定し、
第４象限において、前記Ｙ軸と前記最外周線との交点に最も近いＹ軸に平行な壁線を選択し、その壁線と前記最外周線との交点からその壁線を辿って制震壁を設けるべき場所を探索し、該当する場所がみつからないときは、前記Ｙ軸と前記最外周線との交点から次に近いＹ軸に平行な壁線を選択し、再びその壁線と前記最外周線との交点からその壁線を辿って制震壁を設けるべき場所を探索するという動作を繰り返し、探索をして最初に制震壁が収まった場所を第４象限のＹ軸に平行な制震壁の設置場所に決定する、
という動作を必要な制震壁の数だけ繰り返して、制震壁を設置するための設置場所データを取得することを特徴とする建物の壁構造設計支援システム。
【請求項２】
建物に設けるべきＸ軸方向の制震壁の数が奇数の場合に、前記探索手段は、請求項１に記載の前記偶数の制震壁を設置する位置情報を取得する処理に加えて、
最後に残った制震壁について、前記原点に最も近いＸ軸に平行な壁線を選択し、前記原点からその壁線を辿って制震壁を設けるべき場所を探索し、該当する場所がみつからないときは、前記原点から次に近いＸ軸に平行な壁線を選択し、再び原点からその壁線を辿って制震壁を設けるべき場所を探索するという動作を繰り返し、探索をして最初に制震壁が収まった場所を制震壁の設置場所に決定して、制震壁を設置するための設置場所データを取得することを特徴とする建物の壁構造設計支援システム。
【請求項３】
請求項１または２に記載の建物の壁構造設計支援システムにおいて、
前記探索手段は、
探索をする壁線の近傍に既に配置が決定された制震壁があるときには、当該制震壁から所定距離の範囲に新たな制震壁を設置しないという制約条件を前記制約条件データに追加することを特徴とする建物の壁構造設計支援システム。
【請求項４】
請求項１乃至３のいずれかに記載の建物の壁構造設計支援システムにおいて、
前記探索手段は、
前記制震壁を設置する位置データを取得した後、
前記全ての壁線上に所定の選択基準に従って選択された壁種とその設置場所を示すその他の壁の設置場所データを取得することを特徴とする建物の壁構造設計支援システム。
【請求項５】
請求項１乃至４のいずれかに記載の建物の壁構造設計支援システムにおいて、
前記制震壁は、設計上の耐力壁の基準を満たすものであることを特徴とする建物の壁構造設計支援システム。
【請求項６】
請求項５に記載の建物の壁構造設計支援システムにおいて、
前記記憶装置には、予め設計上の基準を満たす耐力壁を配置するべき場所の位置データが記憶されており、前記探索手段は、前記壁線を辿って、前記耐力壁を設けるべき場所を探索して、最初に制震壁が収まった場所を制震壁の設置場所に決定することを特徴とする建物の壁構造設計支援システム。
【請求項７】
請求項１乃至６のいずれかに記載の建物の壁構造設計支援システムにおいて、
前記探索手段は、前記制震壁を設置する設置場所データを取得した後に、該当する場所全てに基礎の立ち上がりが設けられるように、前記記憶装置に記憶された基礎データを修正することを特徴とする建物の壁構造設計支援システム。
【請求項８】
請求項１乃至７のいずれかに記載の建物の壁構造設計支援システムにおいて、
前記制震壁は、上下一対の横架材と左右一対の垂直材とからなる矩形架構の内側に上下方向に隙間を有する面状部材を配置し、前記隙間に挟み込まれた制震ゴムを有することを特徴とする建物の壁構造設計支援システム。
【請求項９】
請求項１乃至７のいずれかに記載の建物の壁構造設計支援システムにおいて、
前記探索手段は、前記第１象限、第３象限、第２象限、第４象限という探索場所の選択動作に替えて、
前記Ｘ軸と前記最外周線との交点に最も近いＸ軸に平行な壁線を選択し、その壁線と前記最外周線との交点からその壁線を辿って制震壁を設けるべき場所を探索し、該当する場所がみつからないときは、前記Ｘ軸と前記最外周線との交点から次に近いＸ軸に平行な壁線を選択し、再びその壁線と前記最外周線との交点からその壁線を辿って制震壁を設けるべき場所を探索するという探索動作を繰り返し、この探索動作をして最初に制震壁が収まった場所をＸ軸に平行な一方の制震壁の設置場所に決定し、
その後、前記Ｙ軸を挟んでＸ座標の符号が反対になる場所において、前記と同様の探索動作をして最初に制震壁が収まった場所をＸ軸に平行なもう一方の制震壁の設置場所に決定し、
前記Ｙ軸と前記最外周線との交点に最も近いＹ軸に平行な壁線を選択し、その壁線と前記最外周線との交点からその壁線を辿って制震壁を設けるべき場所を探索し、該当する場所がみつからないときは、前記Ｙ軸と前記最外周線との交点から次に近いＹ軸に平行な壁線を選択し、再びその壁線と前記最外周線との交点からその壁線を辿って制震壁を設けるべき場所を探索するという探索動作を繰り返し、この探索動作をして最初に制震壁が収まった場所をＹ軸に平行な一方の制震壁の設置場所に決定し、
その後、前記Ｘ軸を挟んでＹ座標の符号が反対になる場所において、前記と同様の探索動作をして最初に制震壁が収まった場所をＹ軸に平行なもう一方の制震壁の設置場所に決定する、
という動作を必要な制震壁の数だけ繰り返して、制震壁を設置するための設置場所データを取得することを特徴とする建物の壁構造設計支援システム。
【請求項１０】
コンピュータを、請求項１または９に記載のシステムとして機能させる壁構造設計支援プログラム。
【請求項１１】
請求項１０に記載の壁構造設計支援プログラムを記録したコンピュータで読み取り可能な記録媒体。
【請求項１】
建物の間取り図データと、当該建物に設けるべき制震壁の数を示すデータと、前記間取り図データ中で制震壁を設置しない場所を特定する制約条件データとを記憶した記憶装置と、
前記記憶装置に記憶された前記間取り図データ中で、前記制約条件データにより特定された場所を検索する検索手段と、
前記検索手段の検索結果から、前記間取り図データ中の制震壁を設置しない領域を除外した設置適合領域を判定する領域判定手段と、
前記間取り図中の壁を設けるべき位置を通過する直線を壁線と呼ぶとき、その壁線と前記間取り図の図心とを検出する間取り図解析手段と、
前記間取り図中に、必要な数の制震壁を配置する位置を探索して、その位置情報を自動的に取得する探索手段とを備え、
前記間取り図の図心を原点とし、前記壁線に平行なＸ軸とＹ軸とからなる直交座標を設定し、前記設置適合領域に外接し前記Ｘ軸に平行な２本の直線と前記Ｙ軸に平行な２本の直線を最外周線と呼ぶとき、
前記探索手段は、
第１象限において、前記Ｘ軸と前記最外周線との交点に最も近いＸ軸に平行な壁線を選択し、その壁線と前記最外周線との交点からその壁線を辿って制震壁を設けるべき場所を探索し、該当する場所がみつからないときは、前記Ｘ軸と前記最外周線との交点から次に近いＸ軸に平行な壁線を選択し、再びその壁線と前記最外周線との交点からその壁線を辿って制震壁を設けるべき場所を探索するという動作を繰り返し、探索をして最初に制震壁が収まった場所を第１象限のＸ軸に平行な制震壁の設置場所に決定し、
第３象限において、前記Ｘ軸と前記最外周線との交点に最も近いＸ軸に平行な壁線を選択し、その壁線と前記最外周線との交点からその壁線を辿って制震壁を設けるべき場所を探索し、該当する場所がみつからないときは、前記Ｘ軸と前記最外周線との交点から次に近いＸ軸に平行な壁線を選択し、再びその壁線と前記最外周線との交点からその壁線を辿って制震壁を設けるべき場所を探索するという動作を繰り返し、探索をして最初に制震壁が収まった場所を第３象限のＸ軸に平行な制震壁の設置場所に決定し、
第２象限において、前記Ｙ軸と前記最外周線との交点に最も近いＹ軸に平行な壁線を選択し、その壁線と前記最外周線との交点からその壁線を辿って制震壁を設けるべき場所を探索し、該当する場所がみつからないときは、前記Ｙ軸と前記最外周線との交点から次に近いＹ軸に平行な壁線を選択し、再びその壁線と前記最外周線との交点からその壁線を辿って制震壁を設けるべき場所を探索するという動作を繰り返し、探索をして最初に制震壁が収まった場所を第２象限のＹ軸に平行な制震壁の設置場所に決定し、
第４象限において、前記Ｙ軸と前記最外周線との交点に最も近いＹ軸に平行な壁線を選択し、その壁線と前記最外周線との交点からその壁線を辿って制震壁を設けるべき場所を探索し、該当する場所がみつからないときは、前記Ｙ軸と前記最外周線との交点から次に近いＹ軸に平行な壁線を選択し、再びその壁線と前記最外周線との交点からその壁線を辿って制震壁を設けるべき場所を探索するという動作を繰り返し、探索をして最初に制震壁が収まった場所を第４象限のＹ軸に平行な制震壁の設置場所に決定する、
という動作を必要な制震壁の数だけ繰り返して、制震壁を設置するための設置場所データを取得することを特徴とする建物の壁構造設計支援システム。
【請求項２】
建物に設けるべきＸ軸方向の制震壁の数が奇数の場合に、前記探索手段は、請求項１に記載の前記偶数の制震壁を設置する位置情報を取得する処理に加えて、
最後に残った制震壁について、前記原点に最も近いＸ軸に平行な壁線を選択し、前記原点からその壁線を辿って制震壁を設けるべき場所を探索し、該当する場所がみつからないときは、前記原点から次に近いＸ軸に平行な壁線を選択し、再び原点からその壁線を辿って制震壁を設けるべき場所を探索するという動作を繰り返し、探索をして最初に制震壁が収まった場所を制震壁の設置場所に決定して、制震壁を設置するための設置場所データを取得することを特徴とする建物の壁構造設計支援システム。
【請求項３】
請求項１または２に記載の建物の壁構造設計支援システムにおいて、
前記探索手段は、
探索をする壁線の近傍に既に配置が決定された制震壁があるときには、当該制震壁から所定距離の範囲に新たな制震壁を設置しないという制約条件を前記制約条件データに追加することを特徴とする建物の壁構造設計支援システム。
【請求項４】
請求項１乃至３のいずれかに記載の建物の壁構造設計支援システムにおいて、
前記探索手段は、
前記制震壁を設置する位置データを取得した後、
前記全ての壁線上に所定の選択基準に従って選択された壁種とその設置場所を示すその他の壁の設置場所データを取得することを特徴とする建物の壁構造設計支援システム。
【請求項５】
請求項１乃至４のいずれかに記載の建物の壁構造設計支援システムにおいて、
前記制震壁は、設計上の耐力壁の基準を満たすものであることを特徴とする建物の壁構造設計支援システム。
【請求項６】
請求項５に記載の建物の壁構造設計支援システムにおいて、
前記記憶装置には、予め設計上の基準を満たす耐力壁を配置するべき場所の位置データが記憶されており、前記探索手段は、前記壁線を辿って、前記耐力壁を設けるべき場所を探索して、最初に制震壁が収まった場所を制震壁の設置場所に決定することを特徴とする建物の壁構造設計支援システム。
【請求項７】
請求項１乃至６のいずれかに記載の建物の壁構造設計支援システムにおいて、
前記探索手段は、前記制震壁を設置する設置場所データを取得した後に、該当する場所全てに基礎の立ち上がりが設けられるように、前記記憶装置に記憶された基礎データを修正することを特徴とする建物の壁構造設計支援システム。
【請求項８】
請求項１乃至７のいずれかに記載の建物の壁構造設計支援システムにおいて、
前記制震壁は、上下一対の横架材と左右一対の垂直材とからなる矩形架構の内側に上下方向に隙間を有する面状部材を配置し、前記隙間に挟み込まれた制震ゴムを有することを特徴とする建物の壁構造設計支援システム。
【請求項９】
請求項１乃至７のいずれかに記載の建物の壁構造設計支援システムにおいて、
前記探索手段は、前記第１象限、第３象限、第２象限、第４象限という探索場所の選択動作に替えて、
前記Ｘ軸と前記最外周線との交点に最も近いＸ軸に平行な壁線を選択し、その壁線と前記最外周線との交点からその壁線を辿って制震壁を設けるべき場所を探索し、該当する場所がみつからないときは、前記Ｘ軸と前記最外周線との交点から次に近いＸ軸に平行な壁線を選択し、再びその壁線と前記最外周線との交点からその壁線を辿って制震壁を設けるべき場所を探索するという探索動作を繰り返し、この探索動作をして最初に制震壁が収まった場所をＸ軸に平行な一方の制震壁の設置場所に決定し、
その後、前記Ｙ軸を挟んでＸ座標の符号が反対になる場所において、前記と同様の探索動作をして最初に制震壁が収まった場所をＸ軸に平行なもう一方の制震壁の設置場所に決定し、
前記Ｙ軸と前記最外周線との交点に最も近いＹ軸に平行な壁線を選択し、その壁線と前記最外周線との交点からその壁線を辿って制震壁を設けるべき場所を探索し、該当する場所がみつからないときは、前記Ｙ軸と前記最外周線との交点から次に近いＹ軸に平行な壁線を選択し、再びその壁線と前記最外周線との交点からその壁線を辿って制震壁を設けるべき場所を探索するという探索動作を繰り返し、この探索動作をして最初に制震壁が収まった場所をＹ軸に平行な一方の制震壁の設置場所に決定し、
その後、前記Ｘ軸を挟んでＹ座標の符号が反対になる場所において、前記と同様の探索動作をして最初に制震壁が収まった場所をＹ軸に平行なもう一方の制震壁の設置場所に決定する、
という動作を必要な制震壁の数だけ繰り返して、制震壁を設置するための設置場所データを取得することを特徴とする建物の壁構造設計支援システム。
【請求項１０】
コンピュータを、請求項１または９に記載のシステムとして機能させる壁構造設計支援プログラム。
【請求項１１】
請求項１０に記載の壁構造設計支援プログラムを記録したコンピュータで読み取り可能な記録媒体。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図１５】
【図１６】
【図１７】
【図１８】
【図１９】
【図２０】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図１５】
【図１６】
【図１７】
【図１８】
【図１９】
【図２０】
【公開番号】特開２０１０−２５０５６６（Ｐ２０１０−２５０５６６Ａ）
【公開日】平成２２年１１月４日（２０１０．１１．４）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００９−９９５１２（Ｐ２００９−９９５１２）
【出願日】平成２１年４月１６日（２００９．４．１６）
【出願人】（０００１８３４２８）住友林業株式会社 (540)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２２年１１月４日（２０１０．１１．４）
【国際特許分類】
【出願日】平成２１年４月１６日（２００９．４．１６）
【出願人】（０００１８３４２８）住友林業株式会社 (540)
【Ｆターム（参考）】
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