(57)【要約】【課題】杭の本数や配置態様をより最適化することが可能な基礎地業設計システムなどを提供する。【解決手段】本発明に係る基礎地業設計システムは、建物の基礎伏図から生成した複数の分割領域と建物の全体荷重に基づいて基礎梁毎の負担荷重を算出するとともに、前記分割領域に基づいて配置した杭の支持力を対象の基礎梁に分担して、基礎梁毎の杭支持力を算出し、前記基礎梁毎の杭支持力が、基礎梁毎の負担荷重を満たすか否かを判定することで、杭の本数や配置態様の最適化を実現する。【選択図】図１
2014235693.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、
建物の基礎伏図から、四角形状を呈する複数の基準領域へと区画割を行う、区画割手段と、
前記複数の基準領域を、該基準領域の一辺を少なくとも有する多角形へとそれぞれ分割してなる分割領域を生成する、分割手段と、
建物の全体荷重および前記分割領域から、各基礎梁が負担する負担荷重値を算出する、算出手段と、
建物の全体荷重および杭の支持力から、建物全体としての必要杭本数を算出する、合計杭本数導出手段と、
各基礎梁が負担する負担荷重値から、各基礎梁の必要杭本数を算出する、個別杭本数導出手段と、
杭の配置情報を自動で生成する、自動配置手段と、
前記杭の配置情報、前記分割領域および前記負担荷重値から、各杭の支持力をどの基礎梁に案分するかの負担割合を算出し、該負担割合を合算して、基礎梁毎の仮想杭本数を算出する、仮想杭本数導出手段と、
前記基礎梁毎の仮想杭本数が前記基礎梁毎の必要杭本数を満足しているか否か、および杭の総本数が前記建物全体としての必要杭本数を満足しているか否か、を判定する、配置情報判定手段と、
前記杭の配置情報に基づき、基礎梁毎の応力を算出して安全性評価を行う、評価手段と、
を少なくとも含むことを特徴とする、
基礎地業設計システム。
【請求項２】
前記分割手段が、分割対象となる基準領域内の異種梁の有無、および分割対象となる基準領域内の仮想分断梁の設定の要否、のうち、少なくとも何れかの条件で、分割方法を変更することを特徴とする、請求項１に記載の基礎地業設計システム。
【請求項３】
少なくとも前記杭の配置情報を自動又は手動で修正可能な更新手段と、を更に備えたことを特徴とする、請求項１または２の何れか１項に記載の基礎地業設計システム。
【請求項４】
請求項１ないし３のうち何れか１項に記載の基礎地業設計システムを情報処理装置上で実現するためのプログラム。
【請求項５】
請求項５に記載のプログラムを少なくとも格納してなる記録媒体。
【請求項６】
情報処理装置を用いた、基礎梁への負担荷重の設定方法であって、
建物の基礎伏図から、四角形状を呈する複数の基準領域を生成し、
前記複数の基準領域を、該基準領域の一辺を少なくとも有する多角形へとそれぞれ分割してなる分割領域を生成し、
前記分割領域に接する基礎梁の何れかに、該分割領域の負担荷重を受け持つよう設定することを特徴とする、基礎梁への負担荷重の設定方法。
【請求項７】
情報処理装置を用いた、基礎梁への杭の支持力の案分方法であって、
建物の基礎伏図から、四角形状を呈する複数の基準領域を生成し、
前記複数の基準領域を、該基準領域の一辺を少なくとも有する多角形へとそれぞれ分割してなる分割領域を生成し、
基礎梁に配置した杭の支持力を、該杭の周囲の分割領域の面積比に準じて分担することを特徴とする、基礎梁への杭の支持力の案分方法。
【請求項８】
情報処理装置を用いた、杭の配置情報の判定方法であって、
建物の基礎伏図から、複数の分割領域を生成し、
建物の全体荷重および前記分割領域に基づいて、基礎梁毎の負担荷重を算出し、
前記分割領域に基づいて、配置した杭の支持力を対象の基礎梁に分担して、基礎梁毎の杭支持力を算出し、
前記基礎梁毎の杭支持力が、基礎梁毎の負担荷重を満たすか否かを判定することを特徴とする、杭の配置情報の判定方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、住宅などの建物の基礎や、該基礎の配下に設ける杭の配置態様をより効率良く決定するための基礎地業設計システム、そのプログラムおよび記録媒体、ならびに基礎梁への負担荷重の設定方法および杭の支持力の案分方法、ならびに杭の配置情報の判定方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
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。
【０００３】
杭の配置を決定する方法には、種々の方法が提案されている。
例えば、特許文献１に記載の杭配置装置では、基礎伏図の基礎梁の出入隅部、Ｔ字部、十字部、および１階の柱軸力が所定値以上の柱の直下に杭を配置し、且つ配置した杭の基礎梁上の杭間が所定間隔以上である場合に、その杭間を等分した位置に杭を配置するよう構成している。
つまり、特許文献１に記載の装置は、柱の軸力と、杭間の間隔に着目して杭の配置を決定している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特許第４４５３００７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかし、これらの先行技術においても、杭の本数や配置態様の最適化の観点において、未だ改善の余地が残されている、という実情があった。
【０００６】
すなわち、本願発明は、杭本数や配置態様をより最適化することが可能なシステム等の提供を目的の一つとするものである。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記の課題を解決すべくなされた本願発明は以下の通りである。
本願の第１発明は、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、建物の基礎伏図から、四角形状を呈する複数の基準領域へと区画割を行う、区画割手段と、前記複数の基準領域を、該基準領域の一辺を少なくとも有する多角形へとそれぞれ分割してなる分割領域を生成する、分割手段と、建物の全体荷重および前記分割領域から、各基礎梁が負担する負担荷重値を算出する、算出手段と、建物の全体荷重および杭の支持力から、建物全体としての必要杭本数を算出する、合計杭本数導出手段と、各基礎梁が負担する負担荷重値から、各基礎梁の必要杭本数を算出する、個別杭本数導出手段と、杭の配置情報を自動で生成する、自動配置手段と、前記杭の配置情報、前記分割領域および前記負担荷重値から、各杭の支持力をどの基礎梁に案分するかの負担割合を算出し、該負担割合を合算して、基礎梁毎の仮想杭本数を算出する、仮想杭本数導出手段と、前記基礎梁毎の仮想杭本数が前記基礎梁毎の必要杭本数を満足しているか否か、および杭の総本数が前記建物全体としての必要杭本数を満足しているか否か、を判定する、配置情報判定手段と、前記杭の配置情報に基づき、基礎梁毎の応力を算出して安全性評価を行う、評価手段と、を少なくとも含むことを特徴とする、基礎地業設計システムを提供する。
【０００８】
また、本願の第２発明は、前記分割手段が、分割対象となる基準領域内の異種梁の有無、および分割対象となる基準領域内の仮想分断梁の設定の要否、のうち、少なくとも何れかの条件で、分割方法を変更することを特徴とするものである。
また、本願の第３発明は、前記第１発明または第２発明において、少なくとも前記杭の配置情報を自動又は手動で修正可能な更新手段と、を更に備えたことを特徴とするものである。
【０００９】
また、本願の第４発明は、前記第１ないし第３発明のうち何れか一つの発明に記載の基礎地業設計システムを情報処理装置上で実現するためのプログラムを提供するものである。
また、本願の第５発明は、前記第５発明に記載のプログラムを少なくとも格納してなる記録媒体を提供するものである。
【００１０】
また、本願の第６発明は、情報処理装置を用いた、基礎梁への負担荷重の設定方法であって、建物の基礎伏図から、四角形状を呈する複数の基準領域を生成し、前記複数の基準領域を、該基準領域の一辺を少なくとも有する多角形へとそれぞれ分割してなる分割領域を生成し、前記分割領域に接する基礎梁の何れかに、該分割領域の負担荷重を受け持つよう設定することを特徴とする、基礎梁への負担荷重の設定方法を提供するものである。
【００１１】
また、本願の第７発明は、情報処理装置を用いた、基礎梁への杭の支持力の案分方法であって、建物の基礎伏図から、四角形状を呈する複数の基準領域を生成し、前記複数の基準領域を、該基準領域の一辺を少なくとも有する多角形へとそれぞれ分割してなる分割領域を生成し、基礎梁に配置した杭の支持力を、該杭の周囲の分割領域の面積比に準じて分担することを特徴とする、基礎梁への杭の支持力の案分方法を提供するものである。
【００１２】
また、本願の第８発明は、情報処理装置を用いた、杭の配置情報の判定方法であって、建物の基礎伏図から、複数の分割領域を生成し、建物の全体荷重および前記分割領域に基づいて、基礎梁毎の負担荷重を算出し、前記分割領域に基づいて、配置した杭の支持力を対象の基礎梁に分担して、基礎梁毎の杭支持力を算出し、前記基礎梁毎の杭支持力が、基礎梁毎の負担荷重を満たすか否かを判定することを特徴とする、杭の配置情報の判定方法を提供するものである。
【発明の効果】
【００１３】
本願発明によれば、以下に記載する効果のうち、少なくとも何れか一つの効果を奏する。
（１）基礎梁の負担荷重の最適化
基礎梁毎の負担荷重をより最適な値で算出するため、該当する基礎梁の配下に配置する杭の本数ならびに配置態様をより適切に決定することができる。
より具体的に説明すると、隣接する基礎梁に対する負担荷重を重複させないように分担した分割図を生成することで、杭の本数ならびに配置の冗長化、過剰化を極力抑えることができる。
（２）杭の支持力案分の最適化
基礎梁毎の負担荷重値を算出するための分割図を、配置された杭の支持力をどの基礎梁に案分するか否かを導くための分割図として兼用することにより、各基礎梁の負担荷重に対して、杭がより適切に配置されているか否かを、より正確に把握することができる。
（３）安全性評価の最適化
従来技術のように、杭配置後の擬似的な安定地盤上で基礎梁の安全性を評価するのではなく、実際の杭の配置を踏まえて基礎梁の応力計算を行うことにより、より確実な安全性評価が可能となる。
（４）分割図の最適化
建物の仕様（特に基礎仕様や区画割の態様）に応じて、分割方法を適宜変更することで、より適切な分割図を生成することができる。
（５）配置情報の変更作業の最適化
基礎梁単位で必要な杭数を満足しているか否かを判定するため、杭の配置情報を修正する際に、どの箇所に杭を増減するか、あるいはどのように杭位置を修正すれば良いかが、視覚的に把握できる。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】本発明に係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。
【図２Ａ】区画割処理の手順を示す図。
【図２Ｂ】区画割処理の手順を示す図。
【図２Ｃ】区画割処理の手順を示す図。
【図２Ｄ】区画割処理の手順を示す図。
【図２Ｅ】区画割処理の手順を示す図。
【図２Ｆ】区画割処理の手順を示す図。
【図３Ａ】分割処理の手順を示す図。
【図３Ｂ】分割処理の手順を示す図。
【図３Ｃ】分割処理の手順を示す図。
【図３Ｄ】分割処理の手順を示す図。
【図３Ｅ】分割処理の手順を示す図。
【図３Ｆ】分割処理の手順を示す図。
【図４】基礎梁毎の負担荷重の算出例を示す図。
【図５】杭の初期配置の例を示す図。
【図６Ａ】各杭の支持力の案分例を示す図。
【図６Ｂ】各杭の支持力の案分例を示す図。
【図７】杭の配置情報の判定例を示す図。
【図８】本発明に係る基礎地業設計システムのフローチャート。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
以下、図面を参照しながら、本発明の実施の形態について説明する。
【実施例１】
【００１６】
＜１＞概要
図１は、本発明の実施例に係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。
本実施例に係る構成は、本発明に係る基礎地業設計システムとして機能させるためのプログラムを、一般的な情報処理装置にインストールすることによって実現するものである。
【００１７】
前記情報処理装置は、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る。
また、前記したプログラムは、汎用のＣＡＤシステムに機能追加する形で導入するプラグイン形式のプログラムであってもよいし、別途ＣＡＤ機能を備えた専用のプログラムであってもよい。
【００１８】
＜２＞全体構成
＜２．１＞必要構成
本発明に係る基礎地業設計システムは、少なくとも、区画割手段１０と、分割手段２０と、算出手段３０と、合計杭本数導出手段４０と、個別杭本数導出手段５０と、自動配置手段６０と、仮想杭本数導出手段７０と、配置情報判定手段８０と、評価手段９０と、を含む。
【００１９】
＜２．２＞その他の構成
その他、本発明に係る基礎地業設計システムを構成する手段として、建物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Ａ、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Ｂ、建物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Ｃ、最終結果を表示または出力する出力手段Ｄ、杭の配置情報を自動又は手動で修正可能な更新手段Ｅなどがあるが、これらの各手段は公知技術の範囲内で適宜設計すればよい。
【００２０】
以下、前記した必要構成に含まれる各手段の詳細について説明する。
＜３＞区画割手段
区画割手段１０は、建物の基礎伏図から、四角形状を呈する複数の基準領域へと区画割を行う機能を奏する。
区画割処理の手順の詳細について、図２Ａ〜図２Ｆを参照しながら以下説明する。
【００２１】
＜３．１＞基礎区画の生成（図２Ａ）
まず、基礎伏図中の外周基礎、内周基礎、間仕切り基礎線分からなる領域から、ベースとなる基礎区画１１を生成する。このとき、領域とならない基礎梁は基礎区画の生成対象としないようにすることもできる。
【００２２】
＜３．２＞基礎区画の統合（図２Ｂ〜２Ｄ）
前記基礎区画のうち、所定面積未満（例：２帖（２Ｐ×２Ｐ、１Ｐ×４Ｐなど））の基礎区画１２がある場合（図２Ｂ）、該当する基礎区画１２に対して、以下の統合処理を実行することによって、一つの基礎区画としてもよい。
【００２３】
［統合処理例］
（ａ）開口の検出（図２Ｃ）
基礎区画１２に隣接する開口１３（全面開口、内建による開口）を集める（図２Ｃ）。
（ｂ）グループ化（図２Ｄ）
所定面積未満の基礎区画１２からみて、グループ化対象の領域が複数ある場合（符号（１４）と（１４ａ））には、グループ化後の頂点数が最も少ない区画を最終的な合成対象１４ｂとし、該合成対象１４ｂとグループ化を行って、グループ化後の基礎区画１１とする（図２Ｄ）。
なお、集めた領域において頂点数が少なくなる対象となる区画が複数存在する場合は、グループ化予定の区画領域のＭｉｎ座標が原点に近い側の領域を優先する。
【００２４】
＜３．３＞基礎区画の仮想分断（図２Ｅ）
前記＜３．１＞または＜３．２＞で得た基礎区画１１が、頂点を５点以上有する場合は、仮想分断梁１５を自動配置する。
このとき、仮想分断梁１５は、入隅から延長ラインの短いほう、或いは分割後の各領域の面積比がなるべく等しくなる方向に配置することが望ましい。
この仮想分断梁１５によって、対象となる基礎区画１１から頂点数が４つの領域を生成する。この処理によって生成された領域は２帖未満でも良い。
【００２５】
＜３．４＞まとめ（図２Ｆ）
この区画割処理によって得られた、四角形状を呈する領域を基準領域１６とし、基礎伏図全体から、複数の基準領域１６が生成されることとなる。
【００２６】
＜４＞分割手段
分割手段２０は、前記の区画割手段によって生成した複数の基準領域１６を、該基準領域の一辺を少なくとも有する多角形へとそれぞれ分割してなる分割領域２１を生成する機能を奏する。
分割処理は、前記区画割手段１０で生成した基準領域１６ごとに行う。
以下、分割処理の手順の詳細について説明する。
【００２７】
＜４．１＞基本的な分割処理（図３Ａ）
［分割線の線引き］（図３Ａ（ａ）〜（ｃ））
基準領域１６が矩形の場合には、各隅部から４５°のラインで線引きを行う作業を主として分割処理を行う。
基準領域１６が長方形の場合には、各隅部から４５°のラインで線引きし、この線の延長ラインが重なる最初の点を頂点２２とする（図３Ａ（ａ））。そして、この頂点２２同士を結び、これらの線を分割線２３として分割を行う（図３Ａ（ｃ））。
なお、基準領域１６が正方形の場合には、正方形の対角線が分割線２３となる（図示せず）
また、基準領域１６が矩形以外の四角形の場合は、この基準領域１６の重心を求め、各頂点に対して分割線２３を引いて、基準領域１６を複数の三角形に分割する（図示せず）
【００２８】
［分割領域の振り分け］（図３Ａ（ｄ））
分割領域２１の生成後は、各分割領域２１の負担荷重をどの基礎梁が受け持つのかを設定する。各分割領域１６は、基本としてその分割領域２１に接する基礎梁（分割領域の辺を構成する基礎梁）が受け持つように設定する（図３Ａ（ｄ））。
なお、分割領域２１が異なる場合でも、各分割領域２１が同じ基礎梁に接している場合は、該当する分割領域２１の全ての負担荷重をその基礎梁が受け持つように設定する（図示せず）。
【００２９】
＜４．２＞その他の分割例
前記基準領域１６の構成の違いに伴う、その他の分割例について以下説明する。
【００３０】
＜４．２．１＞外周基礎のクランク部分での処理（図３Ｂ，図３Ｃ）
前記基準領域１６が、外周基礎のクランク部分に相当する場合には、クランク部が存在する辺にて基準領域を等分し、それぞれに分割処理を行う。
【００３１】
このとき、外周基礎のクランク部分が分担する面積の形状が三角形の場合には、この三角形の頂点２２に、クランク部の入隅部分から新たな分割線２３ａを引いて分割処理を行う（図３Ｂ）。
【００３２】
また、外周基礎のクランク部分が分担する面積が台形の場合（台形状の分割領域２１）には、この台形の上辺に接する線分を交点が求まるまで延長して仮想の三角形を形成し、この三角形の頂点（仮想の頂点２２ａ）に、当該クランク部の入隅部分から線分を引き、台形の上辺との交点までを新たな分割線２３ａとして分割処理を行う（図３Ｃ）。
【００３３】
＜４．２．２＞内周基礎のクランク部分での処理（図３Ｄ）
前記基準領域１６中、内周基礎に相当する部分がクランクしている場合には、前記した区割処理時に配置した仮想分断梁１５側の接する領域を分割する。
仮想分断梁１５と基準領域１６の辺とが一致する場合には、仮想分断梁１５が接する領域を等分する新たな分割線２３ｂを引いて領域を分ける（図３Ｄ）。また、仮想分断梁１５が基準領域１６の辺に含まれる（前記した一致の場合を除く）場合は、仮想分断梁１５とクランク部の線分比で新たな分割線２３ｃを引いて領域を分ける（図３Ｄ）。
【００３４】
＜４．２．３＞異種梁（異種基礎）がある場合（図３Ｅ）
基準領域１６中に、異種梁２４がある場合の分割方法について説明する。
図３Ｅ（ａ）〜（ｅ）は、基準領域１６が長方形であって、該長方形の長辺側に異種梁２４が存在する場合の分割態様を示す図である。
この場合、まず異種梁２４を無視して、通常の分割処理を行う。
このとき、異種梁２４が存する分割領域２１は台形状を呈する。
次に、異種梁２４の両端から、該異種梁２４が存する分割領域２１の二辺の仮想延長線上の頂点にむけて線引きを行うことにより、異種梁２４部分に相当する分割領域２１を生成する。
図３Ｅ（ｆ）は、基準領域１６が長方形であって、短辺側に異種梁２７が存在する場合の分割態様を示す図である。
このとき、異種梁２４が存する分割領域２１は三角形状を呈するため、この頂点にむけて異種梁２４の両端から、線引きを行うものとする。
以上の手順によって、異種梁部分の分割領域２１が形成される。
【００３５】
＜４．２．４＞仮想分断梁がある場合（図３Ｆ）
基準領域１６中に、仮想分断梁１５に伴う仮想分断線がある場合の分割方法について説明する。
まず、仮想分断線がある状態のまま、分割処理を行う。
このとき、仮想分断線が存する分割領域は台形状を呈する。
次に、仮想分断線の端部から、該仮想分断線が存する分割領域の二辺の仮想延長線上の頂点にむけて線引きを行い、新たな分割線２３ａとして分割する。
そして、仮想分断梁１５が受け持つ分割領域２１を、実際の基礎梁に振り分ける。これは、仮想分断梁１５が受け持つ分割領域２１を適宜小分けにして、隣接する分割領域２１と合成することによって行う。
以上の手順によって、仮想分断梁１５によって生成される分割領域２１の分担が決まる。
【００３６】
＜４．３＞まとめ
これらの処理によって、各基準領域１６について、多角形状の分割領域２１が生成され、該分割領域２１の面積に基づく負担荷重を担当する基礎梁が決まる。
【００３７】
＜５＞算出手段（図４）
算出手段３０は、建物の全体荷重および前記分割領域２１から、各基礎梁が負担する負担荷重値３１を算出する機能を奏する。
建物の全体荷重は、「延べ床面積情報×建物荷重計数」によって求めることができる。
前記建物荷重計数は、予めシステム内に保存してある、建物の仕様やプランの入力によって決定される資材の種類や量等に基づくパラメータによって算出することができる。
【００３８】
全体荷重が求まれば、分割領域２１毎の負担荷重値もこれらの面積比でもって求めることができる。
そして、前記の通り、既に、各分割領域２１の負担荷重を担当する基礎梁は決まっているため、最終的に基礎梁毎の負担荷重値３１が決まる。
【００３９】
＜６＞合計杭本数導出手段
合計杭本数導出手段４０は、建物の全体荷重および杭の支持力から、建物全体としての必要杭本数４１（図７）を算出する機能を奏する。
建物全体としての必要杭本数４１は、「建物の全体荷重÷杭の長期許容支持力」で求めることができる。
【００４０】
＜７＞個別杭本数導出手段
個別杭本数導出手段５０は、基礎梁毎の負担荷重値３１から、各基礎梁の必要杭本数５１（図４，７）を算出する機能を奏する。
各基礎梁の必要杭本数５１は、「該当する基礎梁の負担荷重値÷杭の長期許容支持力」で求めることができる。
【００４１】
＜８＞自動配置手段（図５）
自動配置手段６０は、杭の配置情報を自動で生成する機能を奏する。
杭を自動配置する基準としては、まず、各基準領域１６の出隅、入り隅、十字部分などの端点に杭を配置していく等の方法が考えられるが、本発明は特段これらの基準に限定するものではなく、その他の公知の配置基準に従って杭を配置することができる。図５に示すように、杭の配置位置６１は丸印によって示すことができる。
【００４２】
＜９＞仮想杭本数導出手段
仮想杭本数導出手段７０は、前記杭の配置情報、前記分割領域２１および前記基礎梁毎の負担荷重値３１から、各杭の支持力をどの基礎梁に案分するかの負担割合を算出し、該負担割合を合算して、基礎梁毎の仮想杭本数７１を算出する機能を奏する。
【００４３】
＜９．１＞案分方法
各杭の支持力をどの基礎梁に案分するかの負担割合を算出するにあたっては、前記した分割手段２０での分割領域２１の情報を用いるものとする。
具体的には、対象となる杭に接している分割領域２１の割合によって、杭の支持力を案分するものとする。
【００４４】
＜９．２＞杭の案分例（図６Ａ、図６Ｂ）
杭の支持力を複数の基礎梁に如何に分担するかの一例について説明する。
案分方法のモデル図を図６Ａ、図６Ｂに示す。
例えば、図６Ａに示す杭（Ｎｏ１）の場合、分割領域Ａと分割領域Ｂは、１：１の比率である。
したがって、杭（Ｎｏ１）の支持力は、分割領域Ａの負担荷重を受け持つ梁（Ｎｏ７）、分割領域Ｂの負担荷重を受け持つ梁（Ｎｏ９）は、それぞれ杭の１本当たりの支持力の１／２ずつが割り振られることとなる（図６Ｂ）。
【００４５】
つぎに、杭（Ｎｏ２）の場合、分割領域Ａ、分割領域Ｃ、分割領域Ｄは、１：２：１の比率である。
そして、基礎梁（Ｎｏ７）は、分割領域Ａだけではなく、分割領域Ｄの負担荷重値も受け持つこととなる。
したがって、杭（Ｎｏ２）の支持力は、梁（Ｎｏ７）、梁（Ｎｏ１１）が１／２ずつ受け持つこととなる（図６Ｂ）。
【００４６】
つぎに、杭（Ｎｏ３）の支持力は分割領域Ｄのみが該当する。
したがって杭（Ｎｏ３）の支持力は、梁（Ｎｏ７）が負担することとなる。
この時点では、梁（Ｎｏ７）における杭の仮想杭本数は１本相当となる（図６Ｂ）。
【００４７】
この計算を全ての杭で行い、基礎梁毎に案分された杭の支持力を合算することによって、各基礎梁に対する見かけの杭支持力である、基礎梁毎の仮想杭本数７１が求まることとなる。
【００４８】
＜１０＞配置情報判定手段
配置情報判定手段８０は、前記基礎梁毎の仮想杭本数７１が前記基礎梁毎の必要杭本数５１を満足しているか否か、および杭の配置情報から求めることができる杭の総本数８１が、前記建物全体としての必要杭本数４１を満足しているか否か、を判定する機能を奏する。
【００４９】
＜１０．１＞判定例
杭配置情報の判定に係る例を図７に示す。
図では、基礎梁毎に、必要杭本数５１、仮想杭本数７１、およびこれらの差分８２がリスト形式で表示されている。
また、建物全体としての必要杭本数４１と、杭の配置情報から求めることができる杭の総本数８１も併せて表示されている。
したがって、システム使用者が基礎梁毎の条件の満足の有無について確認することができる。
このとき、仮想杭本数７１が必要杭本数５１よりも少ない場合には、別ウインドウの表示や、リストで色分けなどの強調表示を行って、条件を満足していない旨の警告を行えば、杭の増減、位置の修正を要する旨をシステム使用者に促すことができる。
【００５０】
同じように、杭の総本数８１が前記建物全体としての必要杭本数４１を満足していない場合には、その旨の警告を行うことにより杭の追加を要する旨をシステム使用者に通知することもできる。
【００５１】
＜１１＞評価手段９０
評価手段９０は、前記杭の配置情報に基づき、基礎梁毎の安全性評価を行う機能を奏する。
杭の配置情報が前記までの工程で仮決定した段階で、基礎梁毎に、モーメント、せん断、応力を算出して安全性を評価する。
この評価方法自体は公知の方法であるため詳細な説明は省略するが、従来技術では、杭を所定のルールで配置した後は、基礎配下の地盤は安定地盤とみなす点を前提としていたところ、本実施例に係る発明では実際の杭の配置情報を用いて、基礎梁の安全性を評価する点に有益性がある。
【００５２】
＜１２＞使用方法
本発明に係る基礎地業設計システムのフローチャートを図８に示す。
図８に示す各工程についての詳細な説明は、前記した各手段の欄において説明してあるため、詳細な説明は省略する。
【００５３】
＜１３＞本発明の機能・作用
本発明は、従来の方法による、安全側の設計思想を根拠とするにはあまりにも過剰である杭の配置本数を、基礎梁の負担荷重をより適式に求めることで最適な本数にまで削減することができる。
そして、従来の方法よりも杭本数が少なく算定される状態において、基礎梁の安全性評価をより正確に行うことによって、杭本数の削減と安全性の両立を図ることが可能となる。
【００５４】
＜１４＞参考情報
参考情報として、前記した各種の演算に用いる入力情報、ならびに前記した基礎配置手段Ｂでの基礎の配置工程について以下説明する。
【００５５】
＜１４．１＞入力情報
前記した各種の演算に用いる入力情報は、例えば以下の情報がある。
［建物の仕様に関する情報］
建物工法、建物条件、基礎に関する条件、各階建物基準
［建物のプランに関する情報］
１階（壁、部屋、内部建具、外部建具（ドア）、外部建具（窓））、２階（壁、部屋、内部建具、外部建具（ドア）、外部建具（窓））、通し柱、管柱、間仕切り基礎、人通口、方位、屋根、バルコニー、床面積
［杭打条件に関する情報］
杭打工法、径、長さ、肉厚（小口径鋼管のみ）、先端羽根（小口径鋼管のみ）、先端羽根径（小口径鋼管のみ）、接地面積、建物荷重係数、長期許容支持力（改良体支持力）
【００５６】
［改良体（杭）に関する情報］
支持力情報：改良体（杭）１本あたりの長期許容支持力の情報である。
【００５７】
［仕様に関する情報］
モジュール長、建設地域、長期許容支持力、屋根材の杭支持力
【００５８】
［部材に関する情報］
壁、袖壁、バルコニー袖壁、玄関アーチ、部屋、収納、外部建具の窓、内外ドアの部材、基礎（外周基礎、袖壁基礎、間仕切り基礎）、杭、屋根、屋根付帯
壁ふかし、上がり床、下がり床、勾配天井、バルコニー床、荷重区画、仮想分断梁、基礎情報
【００５９】
［基礎部材の属性に関する情報］
天端外厚＿１、天端内厚＿１、基礎部高さ、ベース外厚、ベース内厚、ベース厚さ
【００６０】
［建物荷重に関する情報］
建物の屋根、外壁、内壁、床、バルコニー、基礎の建物重量であり、建設地域が多雪地域の場合は積雪荷重を追加し求めた長期接地圧の情報と領域の情報であり、以下の様に求める。
・平屋の場合
１階の領域と長期接地圧の情報
・２階建ての場合
１階のみの領域（２階と重複しない領域）と長期接地圧×荷重倍率＿１の情報
１，２階が重複する領域と長期接地圧×荷重倍率＿２
・３階建ての場合
１階のみの領域（２階、３階と重複しない領域）と長期接地圧×荷重倍率＿１の情報
１，２階が重複する領域（１階、２階、３階が重複する領域は除く）と長期接地圧×荷重倍率＿２
１，２，３階が重複する領域と長期接地圧×荷重倍率＿３の情報
【００６１】
＜１４．２＞基礎の配置工程
＜１４．２．１＞概要
ＣＡＤ機能で入力した基礎線分から領域（合成処理なし）を生成する。
基礎線分から生成した領域が１５ｍ2を越えている場合は基礎立ち上がり本数の算出し、必要本数分の間仕切り基礎を自動配置する。
基礎立ち上がり本数の求め方については、領域面積を１５（ｍ2）で割算した値（小数点以下切り捨て）とする。線分の座標値についてはＮ／４グリッド原点側に丸める。
形状ごとの間仕切り基礎の配置ルールを以下に示す。
【００６２】
＜１４．２．２＞詳細
（１）長方形の場合
長方形の長辺側を追加基礎立ち上がり本数で等分し線分を引く。
（２）正方形の場合
正方形のＸ軸平行な辺を基礎立ち上がり本数で等分し線分を引く。
（３）台形（上辺、および下辺がＸ軸平行またはＹ軸平行）の場合
上辺、および下辺を追加基礎立ち上がり本数で等分し線分を引く。
（４）入り隅のある多角形の場合
入り隅ごとに領域内にＸ軸平行、もしくはＹ軸平行な線分を領域辺と交点が求まるまで延長する。線分を引いて生成できる、領域の面積差が最も小さくなる線分を採用する。
（５）三角形、五角形以上で全て出隅の場合、
台形（上辺、および下辺がＸ軸平行またはＹ軸平行でない）の場合には警告ダイアログを出し、間仕切り基礎はシステム利用者が手入力を行う。
【００６３】
［その他の実施例］
また、本発明では、前記実施例に記載した基礎地業設計システムで実行する情報処理の一部を、情報処理装置を用いた方法の発明とすることもできる。
以下、各実施例に係る発明について説明する。
【実施例２】
【００６４】
＜１＞更新手段の態様
本発明は、前記実施例１に記載の更新手段Ｅを用いて、杭の配置情報を自動で修正するように構成することもできる。
杭の配置情報を自動で修正するための判断例としては、前記配置情報判定手段８０上で、基礎梁毎の仮想杭本数７１が前記基礎梁毎の必要杭本数５１を満足していない際に、これらの差分本数を、杭本数が不足している基礎梁上に既に設けている杭間に等間隔に配置する方法などがある。
【００６５】
本実施例に係る発明によれば、少なくとも、基礎梁毎の仮想杭本数７１が、前記基礎梁毎の必要杭本数５１を満足している段階まで杭の配置を自動化することができる。
【実施例３】
【００６６】
＜１＞基礎梁への負担荷重の設定方法
本実施例に係る発明は、基礎梁に対する負担荷重を適切に設定するための方法である。
まず、建物の基礎伏図から、四角形状を呈する複数の基準領域を生成する。
次に、前記複数の基準領域を、該基準領域の一辺を少なくとも有する多角形へとそれぞれ分割してなる分割領域を生成する。
そして、前記分割領域に接する基礎梁の何れかに、該分割領域の負担荷重を受け持つよう設定する。
これらの各処理の詳細は、実施例１に記載されているため、詳細な説明を省略する。
【００６７】
本実施例に係る発明によれば、基礎梁毎の負担荷重を適切に設定することで、次工程に控えている杭の本数や配置態様をより最適化することができる。
【実施例４】
【００６８】
＜１＞基礎梁への杭の支持力の案分方法
本実施例に係る発明は、配置した杭の支持力を、対象となる基礎梁に適切に案分するための方法である。
まず、建物の基礎伏図から、四角形状を呈する複数の基準領域を生成する。
次に、前記複数の基準領域を、該基準領域の一辺を少なくとも有する多角形へとそれぞれ分割してなる分割領域を生成する。
そして、基礎梁に配置した杭の支持力を、該杭の周囲の分割領域の面積比に準じて分担する。
これらの各処理の詳細は、実施例１に記載されているため、詳細な説明を省略する。
【００６９】
＜２＞作用・効果
本実施例に係る発明によれば、杭の支持力を対象となる基礎梁に適切に分担することができるため、基礎梁の負担荷重と比較するための仮想杭本数（基礎梁に分担された杭の支持力を合算した値）を算出することができる。
【実施例５】
【００７０】
＜１＞杭の配置情報の判定方法
本実施例に係る発明は、配置した杭の支持力を、対象となる基礎梁に適切に案分するための方法である。
まず、建物の基礎伏図から、複数の分割領域を生成する。
次に、建物の全体荷重および前記分割領域に基づいて、基礎梁毎の負担荷重を算出する。
そして、前記分割領域に基づいて、配置した杭の支持力を対象の基礎梁に分担して、基礎梁毎の杭支持力を算出する。
最後に、前記基礎梁毎の杭支持力が、基礎梁毎の負担荷重を満たすか否かを判定する。
これらの各処理の詳細は、実施例１に記載されているため、詳細な説明を省略する。
【００７１】
＜２＞作用・効果
本実施例に係る発明によれば、それぞれ最適化した基礎梁毎の杭支持力や、基礎梁毎の負担荷重を比較することで、杭の本数や配置態様の妥当性を判定することができるため、杭の本数をむやみに増やすこと無く、最適化を図ることができる。
【符号の説明】
【００７２】
１０  区画割手段
２０  分割手段
３０  算出手段
４０  合計杭本数導出手段
５０  個別杭本数導出手段
６０  自動配置手段
７０  仮想杭本数導出手段
８０  配置情報判定手段
９０  評価手段
Ａ    入力手段
Ｂ    基礎配置手段
Ｃ    記憶手段
Ｄ    出力手段
Ｅ    更新手段
【図１】
2014235693.tif 000003
【図２Ａ】
2014235693.tif 000004
【図２Ｂ】
2014235693.tif 000005
【図２Ｃ】
2014235693.tif 000006
【図２Ｄ】
2014235693.tif 000007
【図２Ｅ】
2014235693.tif 000008
【図２Ｆ】
2014235693.tif 000009
【図３Ａ】
2014235693.tif 000010
【図３Ｂ】
2014235693.tif 000011
【図３Ｃ】
2014235693.tif 000012
【図３Ｄ】
2014235693.tif 000013
【図３Ｅ】
2014235693.tif 000014
【図３Ｆ】
2014235693.tif 000015
【図４】
2014235693.tif 000016
【図５】
2014235693.tif 000017
【図６Ａ】
2014235693.tif 000018
【図６Ｂ】
2014235693.tif 000019
【図７】
2014235693.tif 000020
【図８】
2014235693.tif 000021
【手続補正書】
【提出日】平成26年7月10日(2014.7.10)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【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、
建物の基礎伏図から、該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う、区画割手段と、
前記複数の基準領域を、該基準領域の一辺を少なくとも有する多角形へとそれぞれ分割してなる分割領域を生成する、分割手段と、
建物の全体荷重および前記分割領域から、各基礎梁が負担する負担荷重値を算出する、算出手段と、
建物の全体荷重および杭の支持力から、建物全体としての必要杭本数を算出する、合計杭本数導出手段と、
各基礎梁が負担する負担荷重値から、各基礎梁の必要杭本数を算出する、個別杭本数導出手段と、
杭の配置情報を自動で生成する、自動配置手段と、
前記杭の配置情報、前記分割領域および前記負担荷重値から、各杭の支持力をどの基礎梁に案分するかの負担割合を算出し、該負担割合を合算して、基礎梁毎の仮想杭本数を算出する、仮想杭本数導出手段と、
前記基礎梁毎の仮想杭本数が前記基礎梁毎の必要杭本数を満足しているか否か、および杭の総本数が前記建物全体としての必要杭本数を満足しているか否か、を判定する、配置情報判定手段と、
前記杭の配置情報に基づき、基礎梁毎の応力を算出して安全性評価を行う、評価手段と、
を少なくとも含むことを特徴とする、
基礎地業設計システム。
【請求項２】
前記分割手段が、分割対象となる基準領域内の異種梁の有無、および分割対象となる基準領域内の仮想分断梁の設定の要否、のうち、少なくとも何れかの条件で、分割方法を変更することを特徴とする、請求項１に記載の基礎地業設計システム。
【請求項３】
少なくとも前記杭の配置情報を自動又は手動で修正可能な更新手段と、を更に備えたことを特徴とする、請求項１または２の何れか１項に記載の基礎地業設計システム。
【請求項４】
請求項１ないし３のうち何れか１項に記載の基礎地業設計システムを情報処理装置上で実現するためのプログラム。
【請求項５】
請求項５に記載のプログラムを少なくとも格納してなる記録媒体。
【請求項６】
情報処理装置を用いた、基礎梁への負担荷重の設定方法であって、
情報処理装置が、
建物の基礎伏図から、該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を生成するステップと、
前記複数の基準領域を、該基準領域の一辺を少なくとも有する多角形へとそれぞれ分割してなる分割領域を生成するステップと、
前記分割領域に接する基礎梁の何れかに、該分割領域の負担荷重を受け持つよう設定するステップと、を実行することを特徴とする、基礎梁への負担荷重の設定方法。
【請求項７】
情報処理装置を用いた、基礎梁への杭の支持力の案分方法であって、
情報処理装置が、
建物の基礎伏図から、該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を生成するステップと、
前記複数の基準領域を、該基準領域の一辺を少なくとも有する多角形へとそれぞれ分割してなる分割領域を生成するステップと、
基礎梁に配置した杭の支持力を、該杭の周囲の分割領域の面積比に準じて分担するステップと、を実行することを特徴とする、基礎梁への杭の支持力の案分方法。
【請求項８】
情報処理装置を用いた、杭の配置情報の判定方法であって、
情報処理装置が、
建物の基礎伏図から、該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を生成するステップと、
前記複数の基準領域を、該基準領域の一辺を少なくとも有する多角形へとそれぞれ分割してなる分割領域を生成するステップと、
建物の全体荷重および前記分割領域に基づいて、基礎梁毎の負担荷重を算出するステップと、
前記分割領域に基づいて、配置した杭の支持力を対象の基礎梁に分担して、基礎梁毎の杭支持力を算出するステップと、
前記基礎梁毎の杭支持力が、基礎梁毎の負担荷重を満たすか否かを判定するステップと、を実行することを特徴とする、杭の配置情報の判定方法。
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００７
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０００７】
上記の課題を解決すべくなされた本願発明は以下の通りである。
本願の第１発明は、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、建物の基礎伏図から、該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う、区画割手段と、前記複数の基準領域を、該基準領域の一辺を少なくとも有する多角形へとそれぞれ分割してなる分割領域を生成する、分割手段と、建物の全体荷重および前記分割領域から、各基礎梁が負担する負担荷重値を算出する、算出手段と、建物の全体荷重および杭の支持力から、建物全体としての必要杭本数を算出する、合計杭本数導出手段と、各基礎梁が負担する負担荷重値から、各基礎梁の必要杭本数を算出する、個別杭本数導出手段と、杭の配置情報を自動で生成する、自動配置手段と、前記杭の配置情報、前記分割領域および前記負担荷重値から、各杭の支持力をどの基礎梁に案分するかの負担割合を算出し、該負担割合を合算して、基礎梁毎の仮想杭本数を算出する、仮想杭本数導出手段と、前記基礎梁毎の仮想杭本数が前記基礎梁毎の必要杭本数を満足しているか否か、および杭の総本数が前記建物全体としての必要杭本数を満足しているか否か、を判定する、配置情報判定手段と、前記杭の配置情報に基づき、基礎梁毎の応力を算出して安全性評価を行う、評価手段と、を少なくとも含むことを特徴とする、基礎地業設計システムを提供する。
【手続補正３】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１０
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１０】
また、本願の第６発明は、情報処理装置を用いた、基礎梁への負担荷重の設定方法であって、情報処理装置が、建物の基礎伏図から、該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を生成するステップと、前記複数の基準領域を、該基準領域の一辺を少なくとも有する多角形へとそれぞれ分割してなる分割領域を生成するステップと、前記分割領域に接する基礎梁の何れかに、該分割領域の負担荷重を受け持つよう設定するステップと、を実行することを特徴とする、基礎梁への負担荷重の設定方法を提供するものである。
【手続補正４】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１１
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１１】
また、本願の第７発明は、情報処理装置を用いた、基礎梁への杭の支持力の案分方法であって、情報処理装置が、建物の基礎伏図から、該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を生成するステップと、前記複数の基準領域を、該基準領域の一辺を少なくとも有する多角形へとそれぞれ分割してなる分割領域を生成するステップと、基礎梁に配置した杭の支持力を、該杭の周囲の分割領域の面積比に準じて分担するステップと、を実行することを特徴とする、基礎梁への杭の支持力の案分方法を提供するものである。
【手続補正５】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１２
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１２】
また、本願の第８発明は、情報処理装置を用いた、杭の配置情報の判定方法であって、情報処理装置が、建物の基礎伏図から、該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を生成するステップと、前記複数の基準領域を、該基準領域の一辺を少なくとも有する多角形へとそれぞれ分割してなる分割領域を生成するステップと、建物の全体荷重および前記分割領域に基づいて、基礎梁毎の負担荷重を算出するステップと、前記分割領域に基づいて、配置した杭の支持力を対象の基礎梁に分担して、基礎梁毎の杭支持力を算出するステップと、前記基礎梁毎の杭支持力が、基礎梁毎の負担荷重を満たすか否かを判定するステップと、を実行することを特徴とする、杭の配置情報の判定方法を提供するものである。
【手続補正６】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００２１
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００２１】
＜３．１＞基礎区画の生成（図２Ａ）
まず、基礎伏図中の外周基礎、内周基礎、間仕切り基礎の線分（以下「基礎線分」という。）からなる領域から、ベースとなる基礎区画１１を生成する。このとき、領域とならない基礎梁は基礎区画の生成対象としないようにすることもできる。