(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
鉄骨梁のウエブに形成される梁貫通孔を、リング状補強金具を用いて補強する際に用いられる梁貫通孔の補強設計支援システムにおいて、
上記システムは、
リング状補強金具のデータが記憶される補強金具データベースを備えるとともに、
図面から読み取った鉄骨梁の図面データが図面固定値として読み込まれ表示される固定値図面データ入力部と、梁貫通孔の設計データが設計固定値として入力され表示される固定値設計データ入力部と、補強金具の鉄骨梁への取付可否の判定結果を表示する判定結果出力部とを有し、上記システムに、上記図面固定値及び設計固定値から計算を行って、梁貫通孔に適合するいずれかの補強金具をマクロで上記補強金具データベースから読み出し、読み出した補強金具の鉄骨梁への取付可否を判定し、上記判定結果出力部に読み出した補強金具の鉄骨梁への取付可否の判定結果を表示する処理を行わせる静的スプレッドシートと、
上記固定値設計データ入力部及び上記判定結果出力部に代えて、可変値設計データ入力部及び判定結果更新出力部を有し、上記可変値設計データ入力部は、梁貫通孔をシミュレーションする仮想値が書き換え可能に入力されて表示され、上記システムに、上記図面固定値及び仮想値から再計算を行って、梁貫通孔に適合するいずれかのシミュレーション補強金具をマクロで上記補強金具データベースから読み出し、読み出したシミュレーション補強金具の鉄骨梁への取付可否を判定し、上記判定結果更新出力部に読み出したシミュレーション補強金具の鉄骨梁への取付可否の判定結果を更新可能に表示する処理を行わせる動的スプレッドシートと、
を記憶し、
これら静的スプレッドシート及び動的スプレッドシートは、記憶媒体へ格納可能及び電気通信回線を通じて送信可能であることを特徴とする梁貫通孔の補強設計支援システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、鉄骨梁のウエブに形成される梁貫通孔を、リング状補強金具を用いて補強する設計を行う際に、例えば、ゼネコンを間に挟んで、部品メーカーと鉄骨加工業者及び設備業者間でなされる補強金具の検討を効率良く行うことが可能で、設計作業を合理的にかつ短時間で行うことができ省力化を達成することができる梁貫通孔の補強設計支援システムに関する。
【背景技術】
【０００２】
鉄骨梁等の梁貫通孔を設計する段階で検討に用いられるツールとして、特許文献１が知られている。特許文献１の「鉄骨梁貫通孔の補強設計支援方法及びシステム」は、貫通孔及びこれを補強するリング状金物の設置可能範囲を適切かつ迅速に把握することを課題とし、鉄骨梁の種類及びスパン長並びに長期荷重条件を入力値として入力する入力部と、入力値に対して鉄骨梁に生じる応力を、貫通孔が形成される前の状態で算出して想定応力とするとともに、想定応力を、貫通孔が形成された後であって貫通孔にリング状金物が補強された状態の耐力と比較する演算部と、想定応力が耐力を上回らない領域を貫通孔の径又は貫通孔の径に対応するリング状金物の規格とともに貫通孔の形成可能範囲として出力する出力部とを備えている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０１０−７９３２１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
上記背景技術などを利用して、鉄骨梁に形成する梁貫通孔に装着する補強金具の規格及び梁貫通孔形成可能範囲を決定すれば、設計効率を向上することができる。
【０００５】
ところで、この種の設計では、「検討着手依頼」の段階で、ゼネコンから部品メーカー宛に、鉄骨梁の仕様が示され、適合する補強金具を選定するよう指示が出される。部品メーカーでは、ゼネコンからの要求に対し、仕様に適合する補強金具を検討して金具検討結果を、ゼネコンに報告する。その後の段階では、ゼネコンは、報告を受けた金具検討結果を、鉄骨加工業者宛に連絡する。鉄骨加工業者は、金具検討結果に基づいて、鉄骨梁の具体設計を行い、報告を受けた補強金具の適否を検討する。また鉄骨加工業者は、金具検討結果を見込んで作成した鉄骨梁の具体設計の内容を、設備業者宛に連絡する。設備業者は、鉄骨梁の具体設計の内容及び報告を受けた補強金具の適否を検討する。設備業者は、鉄骨梁の具体設計及び補強金具が適合するものであれば、その旨を、鉄骨加工業者へ報告する。鉄骨加工業者は、補強金具が適合するものであれば、その旨を、鉄骨梁の具体設計とともに、ゼネコンへ報告する。ゼネコンは、鉄骨加工業者から、補強金具が適合する旨の報告を受けたときには、部品メーカーへ補強金具を発注する。これにより、補強金具を取り付けた梁貫通孔付きの鉄骨梁の製造が可能となる。
【０００６】
部品メーカーで、鉄骨梁の仕様に適合する補強金具を選定し得なかった場合には、その旨が「仕様変更依頼」として、ゼネコンに報告される。ゼネコンは、鉄骨加工業者へ修正指示を出し、また鉄骨加工業者は設備業者へ修正指示を出す。設備業者の修正内容を考慮して鉄骨加工業者が更新した鉄骨梁の仕様が鉄骨加工業者からゼネコンに報告されると、上記「検討着手段階」に戻って、ゼネコンは改めて部品メーカー宛に、金具選定指示を出す。更新した鉄骨梁仕様が示されたにもかかわらず、部品メーカーで、適合する補強金具を選定し得なかった場合には、再び「仕様変更依頼」がゼネコンに報告される。鉄骨梁の仕様に適合する補強金具を選定できるまで、ゼネコンを間に挟んで、部品メーカーと鉄骨加工業者及び設備業者との間で、「検討着手依頼」と「仕様変更依頼」のキャッチボールが続くこととなり、その度毎に設計変更や再検討を行うこととなり、多大な時間とマンパワーを費やすこととなっていた。
【０００７】
本発明は上記従来の課題に鑑みて創案されたものであって、鉄骨梁のウエブに形成される梁貫通孔を、リング状補強金具を用いて補強する設計を行う際に、ゼネコンを間に挟んで、部品メーカーと鉄骨加工業者及び設備業者間でなされる補強金具の検討を効率良く行うことが可能で、設計作業を合理的にかつ短時間で行うことができ省力化を達成することができる梁貫通孔の補強設計支援システム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】
【０００８】
本発明にかかる梁貫通孔の補強設計支援システムは、鉄骨梁のウエブに形成される梁貫通孔を、リング状補強金具を用いて補強する際に用いられる梁貫通孔の補強設計支援システムにおいて、上記システムは、リング状補強金具のデータが記憶される補強金具データベースを備えるとともに、図面から読み取った鉄骨梁の図面データが図面固定値として読み込まれ表示される固定値図面データ入力部と、梁貫通孔の設計データが設計固定値として入力され表示される固定値設計データ入力部と、補強金具の鉄骨梁への取付可否の判定結果を表示する判定結果出力部とを有し、上記システムに、上記図面固定値及び設計固定値から計算を行って、梁貫通孔に適合するいずれかの補強金具をマクロで上記補強金具データベースから読み出し、読み出した補強金具の鉄骨梁への取付可否を判定し、上記判定結果出力部に読み出した補強金具の鉄骨梁への取付可否の判定結果を表示する処理を行わせる静的スプレッドシートと；上記固定値設計データ入力部及び上記判定結果出力部に代えて、可変値設計データ入力部及び判定結果更新出力部を有し、上記可変値設計データ入力部は、梁貫通孔をシミュレーションする仮想値が書き換え可能に入力されて表示され、上記システムに、上記図面固定値及び仮想値から再計算を行って、梁貫通孔に適合するいずれかのシミュレーション補強金具をマクロで上記補強金具データベースから読み出し、読み出したシミュレーション補強金具の鉄骨梁への取付可否を判定し、上記判定結果更新出力部に読み出したシミュレーション補強金具の鉄骨梁への取付可否の判定結果を更新可能に表示する処理を行わせる動的スプレッドシートと；を記憶し、これら静的スプレッドシート及び動的スプレッドシートは、記憶媒体へ格納可能及び電気通信回線を通じて送信可能であることを特徴とする。
【発明の効果】
【０００９】
本発明にかかる梁貫通孔の補強設計支援システムにあっては、鉄骨梁のウエブに形成される梁貫通孔を、リング状補強金具を用いて補強する設計を行う際に、ゼネコンを間に挟んで、部品メーカーと鉄骨加工業者及び設備業者間でなされる補強金具の検討を効率良く行うことができ、設計作業を合理的にかつ短時間で行うことができて省力化を達成することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】本発明に係る梁貫通孔の補強設計支援システムの好適な一実施形態を示す、当該システムを構成する静的スプレッドシートの説明図である。
【図２】本発明に係る梁貫通孔の補強設計支援システムの好適な一実施形態を示す、当該システムを構成する動的スプレッドシートの説明図である。
【図３】図１及び図２に示す静的及び動的スプレッドシートの作成フロー図である。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
以下に、本発明にかかる梁貫通孔の補強設計支援システムの好適な一実施形態を、添付図面を参照して詳細に説明する。本実施形態に係る梁貫通孔の補強設計支援システムは、アプリケーションソフトウエアであるスプレッドシートであって、図１に示す静的スプレッドシート１と図２に示す動的スプレッドシート２とから構成される。
【００１２】
静的スプレッドシート１とは、編集がロックされることで、シート上に入力され表示されるデータ及び計算結果として出力され表示されるデータが書き換え不能とされたものをいう。
【００１３】
動的スプレッドシート２とは、シート上に入力され表示されるいずれかのデータは編集がロックされて書き換え不能である一方で、シート上に入力されるいずれか他のデータは編集ロックが解除されて書き換え可能であって、計算結果として出力され表示されるデータは更新可能なものをいう。
【００１４】
これら静的スプレッドシート１及び動的スプレッドシート２は、周知のように、ＵＳＢメモリなどを含む既存のあらゆる記録媒体へ格納可能であると共に、電子メールに添付したりホームページ上に掲示することで、電気通信回線を通じて送信可能である。
【００１５】
本実施形態にあっては、上述したゼネコンを間に挟んで部品メーカーと鉄骨加工業者及び設備業者との間で補強金具を検討するネットワークにおいて、部品メーカーが、静的及び動的スプレッドシート１，２を作成し提供するようになっている。
【００１６】
静的スプレッドシート１は、「検討着手依頼」の段階で、ゼネコンから部品メーカー宛に鉄骨梁や梁貫通孔の仕様が示されたときに、部品メーカーが選定した補強金具を提示する機能を有する。静的スプレッドシート１は、「検討着手依頼」に対する一通りの結果を提供するものである。この結果には、後述するように、示された鉄骨梁や貫通孔の仕様に適合する補強金具を選定し得なかった情報（「不適」）が含まれる。
【００１７】
動的スプレッドシート２は、静的スプレッドシート１に加えて提供されるもので、梁貫通孔の設計仕様を書き換えてシミュレーションすることが可能で、「検討着手依頼」の段階で示された鉄骨梁及び梁貫通孔の仕様に対し、部品メーカーが静的スプレッドシート１で提示している補強金具とは異なる補強金具について、鉄骨加工業者や設備業者が検討に利用することができる結果を提供するものである。
【００１８】
図３を用いて、静的スプレッドシート１の生成について、以下に説明する。静的スプレッドシート１は、ゼネコンから「検討着手依頼」に際し提供される、ＣＡＤ等のアプリケーションソフトウエアで作成された図面データ等の設計情報を利用して、（１）図面（寸法データ）の拾い出し、（２）情報（寸法データ以外）の編集、（３）計算、（４）検討書作成（静的スプレッドシート１の完成）の手順に従って生成される。
【００１９】
（１）では、「鉄骨梁データ抽出・入力」を実行した後、「貫通孔データ抽出・入力」が実行される。「鉄骨梁データ抽出・入力」で扱う項目は、「梁番号（階数、検討番号、梁断面名、通り、間）、梁長さ（スパン柱面〜柱面；梁を架け渡す一対の柱の柱面から柱面までの長さ）、荷重負担幅（検討する梁の芯と隣り合う平行した梁の芯との距離÷２；隣り合う梁が両側にある場合は合算する）、長期荷重（図外のセル）」である。
【００２０】
「貫通孔データ抽出・入力」で扱う項目は、「貫通孔の位置情報（貫通孔位置柱面〜孔心；柱面からの距離、貫通孔間の距離（貫通孔相対位置；検討する梁に複数の貫通孔を形成する場合）、貫通孔径、偏心量（梁上フランジからの距離）」である。
【００２１】
これら項目は、ゼネコンから提供されるＣＡＤ等のアプリケーションソフトウエアと連携して、データがマクロで静的スプレッドシート１に自動的に読み込まれる。加えて、「貫通孔データ抽出・入力」を実行すると、梁貫通孔に見合う補強金具の仕様（製品仕様）が自動的に入力される（図１及び図２中、π参照）。
【００２２】
（２）では、「鉄骨梁情報の選定」を実行する。「鉄骨梁情報の選定」で扱う項目は、「梁サイズ（梁リスト）、鋼種（Ｆ種；材料強度）、梁両端の接合方法（梁の種類；固定・ピン等）」である。これらは規格品の鉄骨梁データであり、鉄骨梁に関して用意されているデータベースからマクロで静的スプレッドシート１に自動的に読み込まれる。
【００２３】
（３）では、鉄骨梁への貫通孔の形成可能範囲を算出する。この形成可能範囲は、既知の計算式（設計式）を用いて、貫通孔を形成した鉄骨梁に長期荷重をかけたときに、鉄骨梁に生じる応力が許容応力値に収まる範囲であって、静的スプレッドシート１上での取り扱いは例えば、貫通孔径を変化させると、形成可能範囲が変化する設定で算出が行われるようになっている。
【００２４】
算定結果は、静的スプレッドシート１に、「偏心可能範囲（上フランジからの距離）」及び「設置可能範囲（左右の柱面からの距離）」として出力され表示される。
【００２５】
（４）では、「各検討箇所における補強金具の取付可否判定」を実行した後、「判定結果（検討書）出力」が実行される。判定結果は、「位置判定（鉄骨梁の長さ方向位置）」、「偏心判定（上フランジからの高さ位置）」、並びに「連孔孔判定（隣接する他の貫通孔との距離）」として出力され表示される。
【００２６】
このとき、部品メーカーが提供し得る全補強金具について作成された補強金具データベースからマクロで、（１）及び（２）の入力値に適合する補強金具が読み出される。補強金具には、使用可能な梁サイズや鋼種、貫通孔に対する条件があり、当該条件を満たすものが読み出される。そして、「取付可否判定」は、各検討箇所における上記「貫通孔の位置情報」が、算定された偏心可能範囲内や設置可能範囲内であるか否かに基づいて行われる。
【００２７】
静的スプレッドシート１において、上記（１）の「鉄骨梁データ抽出・入力」で扱う項目は、図面から読み取った鉄骨梁の図面データが図面固定値として固定値図面データ入力部に読み込まれ表示される（図１中、α参照）。上記（１）の「貫通孔データ抽出・入力」で扱う項目は、梁貫通孔の設計データが設計固定値として固定値設計データ入力部に読み込まれ表示される（図１中、β参照）。
【００２８】
上記（３）の「計算」では、梁貫通孔に適合する補強金具を検討するために、図面固定値及び設計固定値から計算を行って、梁貫通孔の形成可能範囲が求められ表示される（図１中、γ参照）。
【００２９】
そして、上記（４）の「検討書作成」では、図示しない、部品メーカーが提供し得る全補強金具のデータを整理した補強金具データベースからマクロで、計算された梁貫通孔の形成可能範囲に適合するいずれかの補強金具を読み出し、当該読み出した補強金具について鉄骨梁への取付可否の判定結果を判定結果出力部に出力して表示する（図１中、θ参照）。
【００３０】
静的スプレッドシート１は、編集ロック状態に設定され、固定値図面データ入力部（α）、固定値設計データ入力部（β）、算定結果表示部（γ）、並びに判定結果出力部（θ）のすべてについて、書き換えが禁止され、いわゆるハードコピーと同様な状態で提供される。
【００３１】
ゼネコンから提供された鉄骨梁の図面データ及び梁貫通孔の設計データ等に基づき、部品メーカーから提供し得る補強金具を選定して作成される静的スプレッドシート１では、判定結果出力部（θ）に、「適（ＯＫ）」だけでなく、「不適（ＮＧ）」と判定される補強金具が出力され得る。
【００３２】
図中、「位置判定」の項目中、「ＮＧ（＋８）」は、梁貫通孔位置を左端柱面から＋８ｍｍ右方へ移動する必要があること、また「偏心判定」の項目中、「ＮＧ（６）」は、上フランジから６ｍｍ下方へ偏心する必要があることを示している。このように「不適」の判定結果が含まれる場合には、図１中、（５）編集ツール提出で、部品メーカーから編集ツールである動的スプレッドシート２が再検討ツール（データシート）として出力され、鉄骨加工業者や設備業者に提供されて利用される。
【００３３】
動的スプレッドシート２における出力表示形態は、静的スプレッドシート１と同様である。動的スプレッドシート２は、静的スプレッドシート１の固定値設計データ入力部（β）を可変値設計データ入力部（φ）に代え、判定結果出力部（θ）を判定結果更新出力部（τ）に代えて、生成される。
【００３４】
すなわち、静的スプレッドシート１の固定値設計データ入力部（β）及び判定結果出力部（θ）、そしてまた算定結果表示部（γ）が編集可能にロックが解除されている。可変値設計データ入力部（φ）からは書き換え可能に値が入力されて表示され、判定結果更新出力部（τ）からは更新可能に結果が出力されて表示される。固定値図面データ入力部（α）は編集ロック状態で、静的スプレッドシート１と同じ値が保持され、表示される。
【００３５】
これにより、動的スプレッドシート２では、ゼネコンから提供された鉄骨梁や梁貫通孔の仕様を保持した状態で、梁貫通孔を、他の仮想の設計データ（仮想値）に置き換えて、シミュレーションすることができる。そして、シミュレーションの結果が、判定結果更新出力部（τ）に出力され表示される。
【００３６】
動的スプレッドシート２と静的スプレッドシート１では、上記（１）〜（４）の手順において、梁貫通孔に対し、設計データに代えて、仮想値を入力し得る点だけが異なる。
【００３７】
要するに、動的スプレッドシート２では、可変値設計データ入力部（φ）は、梁貫通孔をシミュレーションする仮想値が書き換え可能に入力されて表示され、判定結果更新出力部（τ）は、図面固定値及び仮想値から再計算を行って（算定結果表示部（γ）を参照）、梁貫通孔に適合するいずれかのシミュレーション補強金具をマクロで、補強金具データベースから読み出し、シミュレーション補強金具の鉄骨梁への取付可否の判定結果を更新可能に出力して表示するようになっている。
【００３８】
鉄骨加工業者や設備業者では、部品メーカーから一回提供される動的スプレッドシート２に対し、梁貫通孔に対するシミュレーションを行って、「適（ＯＫ）」の判定結果が得られる梁貫通孔を検討する。
【００３９】
判定結果は、上記（２）の「貫通孔データ抽出・入力」の項目、すなわち「貫通孔の位置情報（貫通孔位置柱面〜孔心；柱面からの距離、貫通孔間の距離（貫通孔相対位置；検討する梁に複数の貫通孔を形成する場合）、貫通孔径、偏心量（梁上フランジからの距離）」を書き換えることで、変更されることになる。すべての鉄骨梁に対し、「適（ＯＫ）」の判定結果が得られたならば、その検討結果がゼネコンへ報告され、ゼネコンから部品メーカーに補強金具の発注がなされる。
【００４０】
以上説明した本実施形態に係る梁貫通孔の補強設計支援システムにあっては、ゼネコンから提供される鉄骨梁の仕様及び梁貫通孔の設計データに基づいて梁貫通孔とこれに装着されるリング状補強金具の適否を出力して表示する静的スプレッドシート１と、この静的スプレッドシート１を基に、梁貫通孔の設計データを仮想値に書き換えて入力し表示することが可能な可変値設計データ入力部（φ）と、図面固定値及び仮想値から再計算を行って、梁貫通孔に適合するいずれかのシミュレーション補強金具をマクロで、補強金具データベースから読み出し、シミュレーション補強金具の鉄骨梁への取付可否の判定結果を更新可能に出力して表示する判定結果更新出力部（τ）とを有する動的スプレッドシート２とを提供することで、静的スプレッドシート１において「不適」の結果がある場合はもちろんのこと、「不適」の結果がない場合であっても、部品メーカーから提供されるこれら２つのスプレッドシート１，２を利用することで、ゼネコンを間に挟んで部品メーカーと鉄骨加工業者及び設備業者間でなされる補強金具の検討を効率よく行うことができ、設計作業を合理的にかつ短時間で行うことができ省力化を達成することができる
【符号の説明】
【００４１】
１  静的スプレッドシート
２  動的スプレッドシート
α  固定値図面データ入力部
β  固定値設計データ入力部
θ  判定結果出力部
φ  可変値設計データ入力部
τ  判定結果更新出力部
【図１】
0005960986.tif 000002
【図２】
0005960986.tif 000003
【図３】
0005960986.tif 000004