(57)【要約】【課題】杭本数や配置をより最適化することが可能で、かつ設計時間の短縮を図ることができる。【解決手段】建物の荷重、平面図、基礎断面、及び地盤データの杭設計情報を記憶し、建物の平面図から杭の配置領域を設定し、配置領域の基礎耐圧盤全体に建物の荷重を均等に分散させるように均し荷重として計算し、選定した杭１本当たりが負担する支配面積を算出し、支配面積の範囲で、ＸＹ方向の杭間最大距離を応力計算により算出し、支配面積において、杭間最大距離から設定されＸＹ方向のそれぞれに沿う辺長を有する四角形状の杭支配領域を設定し、配置領域の内部領域において、杭支配領域をＸＹ方向に沿って隙間なく配列して杭の配置及び本数を算出し、配置領域の外部領域において、内部領域で設定された杭の配置状態と支配面積の範囲で杭の配置及び本数を算出する構成の基礎地業設計システムを提供する。【選択図】図６
2020013494.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
建物の基礎や杭の配置を決定するための基礎地業設計システムであって、
前記建物の荷重、平面図、基礎断面、及び地盤データの杭設計情報を記憶する情報蓄積部と、
前記建物の平面図から杭の配置領域を設定する配置領域設定部と、
前記配置領域の基礎耐圧盤全体に前記建物の荷重を均等に分散させるように均し荷重として計算し、選定した杭１本当たりが負担する支配面積を算出する支配面積算出部と、
前記支配面積の範囲で、互いに直交する二方向の杭間最大距離を応力計算により算出する杭間距離算出部と、
前記支配面積において、前記杭間最大距離から前記二方向のそれぞれに沿う辺長を有する四角形状の杭支配領域を設定する杭支配領域設定部と、
前記配置領域の内部領域において、前記杭支配領域を前記二方向に沿って隙間なく配列して杭の配置及び本数を算出する内部杭設定部と、
前記配置領域における前記内部領域を除いた外部領域において、前記内部領域で設定された杭の配置状態と前記支配面積の範囲で杭の配置及び本数を算出する外部杭設定部と、
を備えていることを特徴とする基礎地業設計システム。
【請求項２】
前記建物の平面図から四角形状となる複数の前記配置領域を区画割りする配置領域区画部を有する請求項１に記載の基礎地業設計システム。
【請求項３】
前記杭間距離算出部において、算出される前記支配面積を正方形と仮定し、
前記内部杭設定部では、前記配置領域における前記二方向のうち一方の第１方向の杭間スパンが、前記正方形の前記支配面積の辺長以下となる第１方向杭間最大距離が設定されるとともに、前記配置領域における他方の第２方向の杭間スパンが前記支配面積以下となる第２方向杭間最大距離が設定される請求項１又は２に記載の基礎地業設計システム。
【請求項４】
前記杭間距離算出部では、建物外周部に設けられる基礎梁の断面で、外周領域における外周杭間最大距離を応力計算により算出し、
前記杭支配領域設定部では、前記支配面積において、前記外周領域における前記外周杭間最大距離から前記二方向のそれぞれに沿う辺長を有する四角形状の外周杭支配領域を設定し、
前記外部杭設定部では、前記外周杭支配領域を前記外周領域に沿って配列して杭の配置及び本数を算出する請求項１乃至３のいずれか１項に記載の基礎地業設計システム。
【請求項５】
前記外部杭設定部では、先ず前記外周領域の各頂点に杭を配置し、その後、前記外周領域の辺の内部に前記外周杭支配領域を配列することで、前記外周領域全体の杭の配置及び本数を算出する請求項４に記載の基礎地業設計システム。
【請求項６】
前記内部杭設定部及び前記外部杭設定部で算出された杭本数が、前記建物全体としての前記配置領域において必要とされる必要杭本数を満足しているか否かを判定する杭本数判定部を有する請求項１乃至５のいずれか１項に記載の基礎地業設計システム。
【請求項７】
請求項１乃至６のいずれか１項に記載の基礎地業設計システムを使用して前記配置領域に杭を最適に配置する杭配置の最適化方法であって、
前記建物の荷重、平面図、基礎断面、及び地盤データの杭設計情報を記憶する工程と、
前記建物の平面図から杭の配置領域を設定する工程と、
前記配置領域の基礎耐圧盤全体に前記建物の荷重を均等に分散させるように均し荷重として計算し、選定した杭１本当たりが負担する支配面積を算出する工程と、
前記支配面積の範囲で、前記二方向の杭間最大距離を応力計算により算出する工程と、
前記支配面積において、前記杭間最大距離から設定され前記二方向のそれぞれに沿う辺長を有する四角形状の杭支配領域を設定する工程と、
前記配置領域の内部領域において、前記杭支配領域を前記二方向に沿って隙間なく配列して杭の配置及び本数を算出する工程と、
前記配置領域における前記内部領域を除いた外部領域において、前記内部領域で設定された杭の配置状態と前記支配面積の範囲で杭の配置及び本数を算出する工程と、
を有することを特徴とする杭配置の最適化方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、基礎地業設計システム、及び杭配置の最適化方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、住宅などの建物の基礎地業設計（柱、梁、基礎、杭（改良体も含む）の設計）においては、建物の全体荷重や外力への耐力を考慮して、基礎下の杭の仕様、配置ならびに本数を決定している。
このような杭の配置を決定する方法として、例えば特許文献１に示されるように、建物の基礎伏図から、基礎伏図中の基礎線分を少なくとも一辺に含んだ四角形状を呈する複数の基準領域へと区画割を行った複数の基準領域に応じて各基礎梁が負担する負担荷重値を算出し、建物の全体荷重および杭の支持力から、建物全体としての杭の配置と必要杭本数を算出する方法が知られている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特許第５６８６８５２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、上記の特許文献１で記載される杭の配置や本数の決定方法では、基礎伏図を用い、基礎梁に対して杭を配置するように設計される手法である。そのため、基礎伏図が無いと構造計算を行うことができず、建物全体を捉えた最適化という観点において改善の余地があった。
また、従来の設計方法では、１件当たりの設計に時間を要すことから、より設計にかかる時間を短縮することが求められていた。
【０００５】
そこで、本発明は、上記欠点を解決するためになされたものであって、杭本数や配置をより最適化することが可能で、かつ設計時間の短縮を図ることができる基礎地業設計システム、及び杭配置の最適化方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記目的を達成するため、本発明に係る基礎地業設計システムは、建物の基礎や杭の配置を決定するための基礎地業設計システムであって、前記建物の荷重、平面図、基礎断面、及び地盤データの杭設計情報を記憶する情報蓄積部と、前記建物の平面図から杭の配置領域を設定する配置領域設定部と、前記配置領域の基礎耐圧盤全体に前記建物の荷重を均等に分散させるように均し荷重として計算し、選定した杭１本当たりが負担する支配面積を算出する支配面積算出部と、前記支配面積の範囲で、互いに直交する二方向の杭間最大距離を応力計算により算出する杭間距離算出部と、前記支配面積において、前記杭間最大距離から設定され前記二方向のそれぞれに沿う辺長を有する四角形状の杭支配領域を設定する杭支配領域設定部と、前記配置領域の内部領域において、前記杭支配領域を前記二方向に沿って隙間なく配列して杭の配置及び本数を算出する内部杭設定部と、前記配置領域における前記内部領域を除いた外部領域において、前記内部領域で設定された杭の配置状態と前記支配面積の範囲で杭の配置及び本数を算出する外部杭設定部と、を備えていることを特徴としている。
【０００７】
また、本発明に係る杭配置の最適化方法では、上述した基礎地業設計システムを使用して前記配置領域に杭を最適に配置する杭配置の最適化方法であって、前記建物の荷重、平面図、基礎断面、及び地盤データの杭設計情報を記憶する工程と、前記建物の平面図から杭の配置領域を設定する工程と、前記配置領域の基礎耐圧盤全体に前記建物の荷重を均等に分散させるように均し荷重として計算し、選定した杭１本当たりが負担する支配面積を算出する工程と、前記支配面積の範囲で、前記二方向の杭間最大距離を応力計算により算出する工程と、前記支配面積において、前記杭間最大距離から前記二方向のそれぞれに沿う辺長を有する四角形状の杭支配領域を設定する工程と、前記配置領域の内部領域において、前記杭支配領域を前記二方向に沿って隙間なく配列して杭の配置及び本数を算出する工程と、前記配置領域における前記内部領域を除いた外部領域において、前記内部領域で設定された杭の配置状態と前記支配面積の範囲で杭の配置及び本数を算出する工程と、を有することを特徴としている。
【０００８】
本発明では、建物の配置領域の基礎耐圧盤に対して、使用する杭より算出された支配面積の杭支配領域を配列し、先ず配置領域のうち内部領域における杭の配置及び本数を算出し、その後、配置領域における前記内部領域を除いた外部領域における杭の配置及び本数を算出することができる。これにより、杭の支持力を基礎耐圧盤に適切に分担することが可能となり、杭をより最適に配置することができ、杭の本数を低減できる。
このように、本発明では、基礎耐圧盤を対象として杭の支配面積と応力計算によって求められる杭間最大距離を計算するものであり、基礎梁を対象として計算する必要がないことから、基礎伏図がなくても計算を行うことができ、設計時間の短縮を図ることができる。
【０００９】
また、本発明に係る基礎地業設計システムでは、前記建物の平面図から四角形状となる複数の前記配置領域を区画割りする配置領域区画部を有することが好ましい。
【００１０】
この場合には、建物の平面が四角形になっていない場合であっても、その平面から四角形状の配置領域を区画割りすることで、その区画された四角形状の配置領域に対して杭１本当たりの杭支配領域を効率よく配置することができる。これにより、杭をより最適に配置することができ、杭の本数を低減できる。
【００１１】
また、本発明に係る基礎地業設計システムは、前記杭間距離算出部において、算出される前記支配面積を正方形と仮定し、前記内部杭設定部では、前記配置領域における前記二方向のうち一方の第１方向の杭間スパンが、前記正方形の前記支配面積の辺長以下となる第１方向杭間最大距離が設定されるとともに、前記配置領域における他方の第２方向の杭間スパンが前記支配面積以下となる第２方向杭間最大距離が設定されることを特徴としてもよい。
【００１２】
この場合には、配置領域における二方向の杭間スパンをそれぞれ最大距離で配置することができ、杭をより最適に配置することができ、杭の本数を低減できる。
【００１３】
また、本発明に係る基礎地業設計システムは、前記杭間距離算出部では、建物外周部に設けられる基礎梁の断面で、外周領域における外周杭間最大距離を応力計算により算出し、前記杭支配領域設定部では、前記支配面積において、前記外周領域における前記外周杭間最大距離から前記二方向のそれぞれに沿う辺長を有する四角形状の外周杭支配領域を設定し、前記外部杭設定部では、前記外周杭支配領域を前記外周領域に沿って配列して杭の配置及び本数を算出することを特徴としてもよい。
【００１４】
この場合には、基礎耐圧盤に加えて外周領域に設けられる基礎梁に基づいて、杭間スパンを大きくとって杭の配置、本数を設定することができるので、外部領域における杭の本数を低減できるとともに、より最適に杭を配置することができる。
【００１５】
また、本発明に係る基礎地業設計システムは、前記外部杭設定部では、先ず前記外周領域の各頂点に杭を配置し、その後、前記外周領域の辺の内部に前記外周杭支配領域を配列することで、前記外周領域全体の杭の配置及び本数を算出するようにしてもよい。
【００１６】
この場合には、外周領域の各頂点に杭を自動的に配置されることになり、その後に外周領域の辺の内部の杭の配置と本数を決める処理を行うこととなる。そのため、外部杭設定部で行う処理量（計算量）を低減でき、処理に要する時間を削減でき、設計時間の短縮を図ることができる。
【００１７】
また、本発明に係る基礎地業設計システムは、前記内部杭設定部及び前記外部杭設定部で算出された杭本数が、前記建物全体としての前記配置領域において必要とされる必要杭本数を満足しているか否かを判定する杭本数判定部を有することを特徴としてもよい。
【００１８】
この場合には、上述した基礎地業設計システムで算出した最適化された杭本数を、建物全体としての前記配置領域において必要とされる必要杭本数と比較することで、杭の本数や配置態様の妥当性を判定することができる。そのため、杭の本数をむやみに増やすことがないうえ、必要杭本数よりも少ない場合にも最適化を図ることができる。
【発明の効果】
【００１９】
本発明の基礎地業設計システム、及び杭配置の最適化方法によれば、杭本数や配置をより最適化することが可能で、かつ設計時間の短縮を図ることができる。
【図面の簡単な説明】
【００２０】
【図１】本発明の実施形態による基礎地業設計システムの構成例を示す概略ブロック図である。
【図２】本実施形態の建物の概略構成を示す縦断面図である。
【図３】平面視Ｌ型の建物の杭の配置状態であって、基礎地業設計システムによる設計結果を示す平面図である。
【図４】（ａ）は第１配置領域を示す平面図、（ｂ）は第２配置領域を示す平面図である。
【図５】（ａ）、（ｂ）は、杭の支配面積を示す平面図である。
【図６】基礎地業設計システムを用いた動作フローを示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００２１】
以下、本発明の実施形態による基礎地業設計システム、及び杭配置の最適化方法について、図面を用いて説明する。
【００２２】
図１に示すように、本実施形態による基礎地業設計システム１は、図２に示す建物２の基礎や杭の配置を決定するためのシステムであって、当該システム１を機能させるためのプログラムを組み込んだ設計処理装置が用いられている。
ここで、建物２の基礎構造は、平面視で建物２の外周部及び内側の所定の箇所に設けられる基礎梁２０と、建物２の敷地全体に設けられるスラブ等の基礎耐圧盤３と、を有している。
【００２３】
設計処理装置は、ＣＰＵ（演算処理装置）、データの送受信インターフェース、ＨＤＤやＳＳＤなどの記憶装置、ＲＯＭ、ＲＡＭ、キーボード、マウスなどの入力装置、ディスプレイやプリンタなど出力装置などを任意に備えている。
【００２４】
基礎地業設計システム１は、図１に示すように、情報蓄積部１１、配置領域設定部１２、支配面積算出部１３、杭間距離算出部１４、杭支配領域設定部１５、内部杭設定部１６、外部杭設定部１７、配置領域区画部１８、及び杭本数判定部１９の処理部を備えている。基礎地業設計システム１における符号１３〜１９の各処理部は、杭自動配置部１０であって、建物２の配置領域の基礎耐圧盤３において杭４を最適な位置に自動で配置する機能を有している。
【００２５】
なお、本実施形態における基礎地業設計システム１を構成する手段として、建物２の仕様等をシステム使用者が入力するための画面を表示する入力手段、図面に基づき基礎を自動または手動で配置する基礎配置手段、建物２の全体荷重等の各種演算を行う為の係数を記憶してある記憶手段（上記の情報蓄積部１１を含む）、最終結果を表示または出力する出力手段、杭４の配置情報を自動又は手動で修正可能な更新手段等があるが、これらの各手段は公知技術の範囲内で適宜適用される。
【００２６】
情報蓄積部１１は、建物２の荷重、平面図、基礎断面、及び地盤データの杭設計情報が入力され、記憶することが可能に設けられている。この他に、情報蓄積部１１には、当該建物２に使用する杭４の種類等の情報も記憶される。
【００２７】
配置領域設定部１２では、図１、図３及び図４（ａ）、（ｂ）に示すように、建物２の平面図から杭４の配置領域Ｒ（図３に示す実線のＲ１、Ｒ２）を設定する処理が行われる。また、配置領域設定部１２は、建物２の平面図から四角形状となる複数（ここでは２つ）の配置領域Ｒ１、Ｒ２を区画割りする上述した配置領域区画部１８を含んで構成されている。配置領域区画部１８で区画されて設定される配置領域Ｒ１、Ｒ２は、なるべく大きな面積で四角形に区画割りされ、すなわち区画できる最大の四角形に区画割りされる。
【００２８】
支配面積算出部１３では、使用する杭４を選定し、配置領域Ｒの基礎耐圧盤３全体に建物２の荷重を均等に分散させるように均し荷重として計算し、図５（ａ）、（ｂ）に示すように予め選定された杭１本当たりが負担する支配面積Ｓ（Ｓ１、Ｓ２）を算出する処理が行われる。図５（ａ）は第１配置領域Ｒ１に用いる支配面積Ｓ１を示し、図５（ｂ）は第２配置領域Ｒ２に用いる支配面積Ｓ２を示している。
【００２９】
杭間距離算出部１４は、支配面積Ｓの範囲で、互いに直交するＸＹ方向（二方向）の杭間最大距離を応力計算により算出する処理が行われる。
ここで、杭間距離算出部１４で行われる応力計算としては、建物荷重、基礎耐圧盤３の条件（厚さ、かぶり厚、スラブ鉄筋、有効成、鉄筋の長期引張り許容応力度、コンクリートの長期許容せん断応力度）、長期曲げモーメント、長期せん断力、短期曲げモーメント、短期せん断力などを用いて計算される。そして、長期杭間では例えば１ｍ幅の梁として計算され、短期杭間では全体の荷重を１．５倍にするものとして計算される。
【００３０】
杭支配領域設定部１５では、支配面積Ｓにおいて、杭間距離算出部１４で算出した杭間最大距離からＸＹ方向のそれぞれに沿う辺長を有する四角形状の図５（ａ）、（ｂ）に示す杭支配領域Ｄ（Ｄ１、Ｄ２）を設定する処理が行われる。図５（ａ）に示す第１杭支配領域Ｄ１は、第１支配面積Ｓ１を有し、縦横の辺長ｄ１、ｄ２からなる四角形状に設定されている。図５（ｂ）は、第２支配面積Ｓ２を有し、縦横の辺長ｄ３、ｄ４からなる四角形状に設定されている。
【００３１】
内部杭設定部１６では、図３に示す二箇所の配置領域Ｒ１、Ｒ２のそれぞれの内部領域Ｒａにおいて、杭支配領域Ｄ（Ｄ１、Ｄ２）をＸＹ方向に沿って隙間なく配列して杭４の配置及び本数を算出する処理が行われる。ここで、内部領域Ｒａは、配置領域Ｒ１、Ｒ２の内側であればよく、任意の大きさの領域であって、杭支配領域Ｄが配置される領域をいう。
具体的に図３に示す例では、第１配置領域Ｒ１の内部領域Ｒａにおいて、第１杭支配領域Ｄ１がＸ方向（第１方向、図３で左右方向）に２列、Ｙ方向（第２方向、図３で上下方向）に４列で配置される。また、第２配置領域Ｒ２の内部領域Ｒａにおいて、第２杭支配領域Ｄ２がＸ方向に３列、Ｙ方向に１列で配置される。
【００３２】
このとき、杭間距離算出部１４では、算出される支配面積Ｓを正方形と仮定する。そして、内部杭設定部１６において、配置領域ＲのＸ方向の杭間スパンが、正方形の支配面積Ｓの辺長以下となるＸ方向杭間最大距離Ｌ１（第１方向杭間最大距離）が設定される。同様に、配置領域ＲのＹ方向の杭間スパンが支配面積Ｓ以下となるＹ方向杭間最大距離Ｌ２（第２方向杭間最大距離）が設定される。ここで、Ｘ方向杭間最大距離Ｌ１およびＹ方向杭間最大距離Ｌ２は、図３における内部領域Ｒａに位置する杭４同士のスパンに相当する。
なお、図３において太線の符号Ｌ１、Ｌ２は、内部領域Ｒａに位置する杭４から建物２の外周部まで延びる距離を示している。
【００３３】
外部杭設定部１７では、配置領域Ｒにおける内部領域Ｒａを除いた外部領域Ｒｂにおいて、内部領域Ｒａで設定された杭４の配置状態と支配面積Ｓの範囲で杭４の配置及び本数を算出する処理が行われる。
外部杭設定部１７では、建物２の外周部に設けられる基礎梁２０（図２参照）を利用して、基礎梁２０の頂点ｒ１（図４（ａ）、（ｂ）参照）に杭４を必ず設けるように配置することで、さらに計算を簡略化することができ、設計の効率化を図ることができ、計算にかかる時間を短縮することができる。
【００３４】
具体的に外部領域Ｒｂにおける杭の算出処理として、図３及び図４（ａ）、（ｂ）に示すように、杭間距離算出部１４において、建物外周部に設けられる基礎梁２０（図２参照）の断面で、外周領域Ｒｃにおける外周杭間最大距離を応力計算により算出する処理が行われる。そして、杭支配領域設定部１５では、支配面積において、外周領域Ｒｃにおける外周杭間最大距離からＸＹ方向のそれぞれに沿う辺長を有する四角形状の外周杭支配領域（図５（ａ）、（ｂ）に示す杭支配領域Ｄにおける所定の縦横比の領域）を設定する処理が行われる。さらに、外部杭設定部１７では、外周杭支配領域を外周領域Ｒｃに沿って配列して杭の配置及び本数を算出する処理が行われる。
そして、外部杭設定部１７では、先ず外周領域Ｒｃの各頂点ｒ１に杭４を配置し、その後、外周領域Ｒｃの辺ｒ２の内部に外周杭支配領域を配列することで、外周領域Ｒｃ全体の杭４の配置及び本数を算出するようにしてもよい。なお、図３では、外周領域Ｒｃの辺内部に配置される杭が省略されている。
【００３５】
杭本数判定部１９では、内部杭設定部１６及び外部杭設定部１７で算出された杭本数が、建物全体としての配置領域Ｒにおいて必要とされる必要杭本数を満足しているか否かを判定する処理が行われる。
【００３６】
次に、上述した構成の基礎地業設計システム１を使用して配置領域Ｒに杭４を最適に配置する杭配置の最適化方法について、図１に示すブロック図と図６に示す動作フローを設計例の一例を用いて説明する。
【００３７】
先ず、ステップＳ１において、建物２の荷重、平面図、基礎断面、及び地盤データの杭設計情報を情報蓄積部１１に記憶させる。ここで採用する建物２は、平面形状がＸＹ方向に延びる略Ｌ型状をなしている。
【００３８】
次に、ステップＳ２では、配置領域設定部１２（配置領域区画部１８）において、情報蓄積部１１に蓄積されている建物２の平面図から四角形状となる杭４の配置領域Ｒ１、Ｒ２を区画割りして設定する。第１配置領域Ｒ１は、図３で紙面縦方向（Ｙ方向）に延びる四角形領域に設定され、第２配置領域Ｒ２は、図３で紙面横方向（Ｘ方向）に延びる四角形領域に設定されている。
【００３９】
次に、ステップＳ３において、支配面積算出部１３で配置領域Ｒ１、Ｒ２の基礎耐圧盤３全体に建物２の荷重を均等に分散させるように均し荷重として計算し、予め選定されている杭１本当たりが負担する支配面積Ｓを算出する。
【００４０】
その後、ステップＳ４では、杭間距離算出部１４において、支配面積Ｓの範囲でＸＹ方向の杭間最大距離を応力計算により算出する。
【００４１】
次に、ステップＳ５では、杭支配領域設定部１５で、支配面積Ｓにおいて、ステップＳ４で算出した杭間最大距離からＸＹ方向のそれぞれに沿う辺長を有する四角形状の杭支配領域Ｄ（Ｄ１、Ｄ２）を設定する（図５（ａ）、（ｂ）参照）。
【００４２】
そして、ステップＳ６では、内部杭設定部１６で、各配置領域Ｒ１、Ｒ２の内部領域Ｒａにおいて、杭支配領域ＤをＸＹ方向に沿って隙間なく配列して杭４の配置及び本数を算出する。具体的には、先ず、杭間距離算出部１４において、算出される支配面積Ｓを正方形と仮定する。そして、内部杭設定部１６において、図３に示すように、配置領域ＲのＸ方向の杭間スパンが、正方形の支配面積Ｓの辺長以下となる第１方向杭間最大距離Ｌ１を設定する。同様に、配置領域ＲのＹ方向の杭間スパンが支配面積Ｓ以下となる第２方向杭間最大距離Ｌ２を設定する。
【００４３】
続いて、ステップＳ７では、外部杭設定部１７で、各配置領域Ｒ１、Ｒ２の外部領域Ｒｂにおいて、内部領域Ｒａで設定された杭４の配置状態と支配面積Ｓの範囲で杭４の配置及び本数を算出する。
【００４４】
その後、ステップＳ８では、杭本数判定部１９において、内部杭設定部１６及び外部杭設定部１７で算出された杭本数が、建物全体としての配置領域Ｒにおいて必要とされる必要杭本数を満足しているか否かを判定する。ステップＳ８において、算出した杭本数が必要杭本数を満足している場合（ステップＳ８：Ｙｅｓ）には動作フローが完了となり、満足していない場合（ステップＳ８：Ｎｏ）にはステップＳ４に戻って再計算される。
【００４５】
次に、本実施の形態による基礎地業設計システム、及び杭配置の最適化方法の作用について説明する。  
上述した本実施の形態では、図１〜図６に示すように、建物２の配置領域Ｒの基礎耐圧盤３に対して、使用する杭より算出された支配面積Ｓの杭支配領域Ｄを配列し、先ず配置領域Ｒのうち内部領域Ｒａにおける杭４の配置及び本数を算出し、その後、配置領域Ｒの外部領域Ｒｂにおける杭４の配置及び本数を算出することができる。これにより、杭４の支持力を基礎耐圧盤３に適切に分担することが可能となり、杭４をより最適に配置することができ、杭の本数を低減できる。
このように、本実施形態では、基礎耐圧盤３を対象として杭４の支配面積Ｓと応力計算によって求められる杭間最大距離を計算するものであり、基礎梁を対象として計算する必要がないので、基礎伏図がなくても計算を行うことができ、設計時間の短縮を図ることができる。
【００４６】
また、本実施形態では、配置領域区画部１８を有しているので、建物２の平面が四角形になっていない場合であっても、その平面から四角形状の配置領域Ｒを区画割りすることで、その区画された四角形状の配置領域Ｒに対して杭１本当たりの杭支配領域Ｄを効率よく配置することができる。これにより、杭４をより最適に配置することができ、杭の本数を低減できる。
【００４７】
また、本実施形態では、杭間距離算出部１４において、算出される支配面積Ｓを正方形と仮定し、内部杭設定部１６において、配置領域ＲにおけるＸ方向の杭間スパンが、正方形の支配面積Ｓの辺長以下となる第１方向杭間最大距離Ｌ１が設定されるとともに、配置領域ＲのうちＹ方向の杭間スパンが支配面積Ｓ以下となる第２方向杭間最大距離Ｌ２が設定されるので、ＸＹ方向の杭間スパンをそれぞれ最大距離で配置することができ、杭４をより最適に配置することができ、杭の本数を低減できる。
【００４８】
また、本実施形態では、杭間距離算出部１４において、建物外周部に設けられる基礎梁の断面で、外周領域Ｒｃにおける外周杭間最大距離を応力計算により算出し、杭支配領域設定部１５において、外周領域Ｒｃにおける外周杭間最大距離から外周杭支配領域を設定し、外部杭設定部１７で外周杭支配領域を外周領域Ｒｃに沿って配列することができる。そのため、基礎耐圧盤３に加えて外周領域Ｒｃに設けられる基礎梁２０に基づいて、杭４の配置及び本数を算出することが可能となるので、外部領域Ｒｂにおける杭４の本数を低減できるとともに、より最適に杭を配置することができる。
【００４９】
また、本実施形態では、外周領域Ｒｃの各頂点ｒ１に杭４を自動的に配置されることになり、その後に外周領域Ｒｃの辺ｒ２の内部の杭４の配置と本数を決める処理を行うこととなる。そのため、外部杭設定部１７で行う処理量（計算量）を低減でき、処理に要する時間を削減でき、設計時間の短縮を図ることができる。
【００５０】
また、本実施形態の基礎地業設計システム１では、杭本数判定部１９を有するため、基礎地業設計システム１で算出した最適化された杭本数を、建物全体としての配置領域Ｒにおいて必要とされる必要杭本数と比較することで、杭４の本数や配置態様の妥当性を判定することができる。そのため、杭４の本数をむやみに増やすことがないうえ、必要杭本数よりも少ない場合にも最適化を図ることができる。
【００５１】
このような基礎地業設計システム、及び杭配置の最適化方法によれば、杭本数や配置をより最適化することが可能で、かつ設計時間の短縮を図ることができる。
【００５２】
以上、本発明による基礎地業設計システム、及び杭配置の最適化方法の実施の形態について説明したが、本発明は上記の実施の形態に限定されるものではなく、その趣旨を逸脱しない範囲で適宜変更可能である。
【００５３】
例えば、上述した本実施形態では、建物の配置領域を設定する際に、配置領域区画部１８を設けて、建物２の平面図から四角形状となる複数の配置領域Ｒ１、Ｒ２を区画割りする方法を採用しているが、このような平面図に対して四角形状の区画割りをすることに限定されることはなく、この配置領域区画部１８や区画割りの工程を省略してもよい。このように、区画割りをしない場合には、配置領域が四角形状でない場合があるが、この場合でも上記実施形態と同様の手順により配置領域に対して杭の支配面積を配列させて最適な杭の配置、本数を算出することができる。
【００５４】
また、本実施形態では、外部領域Ｒｂの杭の配置と本数を算出する際に、外周領域Ｒｃに配置する手段を採用しているが、これに限定されることはない。また、外周領域Ｒｃに杭を配置する場合に、必ずしも外周領域Ｒｃの各頂点ｒ１に杭を配置する処理に限定されることもない。
【００５５】
その他、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で、上記した実施の形態における構成要素を周知の構成要素に置き換えることは適宜可能である。
【符号の説明】
【００５６】
１  基礎地業設計システム
２  建物
３  基礎耐圧盤
４  杭
１１  情報蓄積部
１２  配置領域設定部
１３  支配面積算出部
１４  杭間距離算出部
１５  杭支配領域設定部
１６  内部杭設定部
１７  外部杭設定部
１８  配置領域区画部
１９  杭本数判定部
Ｄ  杭支配領域
Ｄ１  第１杭支配領域
Ｄ２  第２杭支配領域
Ｒ  配置領域
Ｒ１  第１配置領域
Ｒ２  第２配置領域
Ｒａ  内部領域
Ｒｂ  外部領域
Ｒｃ  外周領域
ｒ１  頂点
ｒ２  辺
Ｓ  支配面積
Ｓ１  第１支配面積
Ｓ２  第２支配面積
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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