(57)【要約】【課題】  建築構造物の袖壁、垂れ壁、腰壁、スリット壁等の構面内壁を含めた建築構造物の静的・動的解析が可能な構造設計方法を提供し、そのプログラム及びそのプログラムが記録媒体に書き込まれ、コンピュータが読み出して実行可能な記録媒体を提供する。【解決手段】  建築構造物の架構である軸組図を作成し、該建築構造物の構面内壁をせん断部材とする線材要素として該軸組図に配置し、該軸組図に基づいて、コンピュータ１により該建築構造物の構造解析する建築構造物の構造設計方法である。【選択図】    図７
2006031068.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
建築構造物の架構である軸組図を作成し、該建築構造物の構面内壁をせん断部材とする線材要素として軸組図に配置し、該軸組図に基づいて、コンピュータにより該建築構造物の構造解析することを特徴とする建築構造物の構造設計方法。
【請求項２】
前記構面内壁が柱に取り付いた壁、梁の上部に取り付いた腰壁、梁の下部に取り付いた垂れ壁、柱や梁に囲まれた開口部に取り付いたスリット壁等であり、該構面内壁を柱又は梁のオフセットした線材要素とし、該線材要素の断面検定を行うことを特徴とする請求項１に記載の建築構造物の構造設計方法。
【請求項３】
建築構造物を軸組図で表す作図手順と、
該建築構造物の構面内壁を柱又は梁のオフセットした線材要素として該軸組図に表す構面内壁作図手順と、
前記柱又は梁及び前記構面内壁の線材要素の基準座標系剛性行列を作成する基準座標系剛性行列作成手順と、
該作図手順と該構面内壁作図手順とにより作図された軸組図の節点の位置座標に基づいて、該基準座標系剛性行を用いて該建築構造物の耐振性を解析する解析手順と、
を含むことを特徴とする建築構造物の構造設計方法のプログラム。
【請求項４】
前記基準座標系剛性行列作成手順が、前記構面内壁の線材要素のＩ端剛体変位行列［ＤＩ］とＪ端剛体変位行列［ＤＪ］とを基準座標系部材剛性行列［Ｋ］に作用させて該構面内壁の基準座標系部材剛性行列［Ｋ］を算出する手順を有することを特徴とする請求項３に記載の建築構造物の構造設計方法のプログラム。
【数１】
2006031068.tif 000013
【請求項５】
前記建築構造物の各部材の前記基準座標系部材剛性行列［Ｋ］を重ね合わせて全体座標系剛性行列［Ｋ］とし、全体座標系における変位ベクトル｛Ｄ｝と力ベクトル｛Ｐ｝とによる全体座標系振動方程式を得る手順を有することを特徴とする請求項４に記載の建築構造物の構造設計方法のプログラム。
【請求項６】
請求項４又は５に記載の建築構造物の構造設計方法のプログラムを格納し、コンピュータが読み出して実行可能であることを特徴とする建築構造物の構造設計方法のプログラムを格納された記録媒体。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、建築構造物の袖壁、垂れ壁、腰壁、スリット壁等の構面内壁を含めた建築構造物の静的・動的解析が可能な構造設計方法に関し、そのプログラム及びそのプログラムが記録媒体に書き込まれ、コンピュータが読み出して実行可能な記録媒体に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
建築構造物の耐震設計は概略一次設計と二次設計からなり、一次設計は許容応力度設計であり、中地震に対してほとんど被害を受けない建築物とすることを目的とし、建築構造物の許容応力計算により許容応力度以内であることを確認し、二次設計は終局耐力設計であり、剛性率、偏心率等を考慮して大地震に対して崩壊せず人命の安全を確保できる建築物とすることを目的としている。これらの構造設計には、準備計算、応力計算、断面計算といった手順をコンピュータが一貫して処理している。（例えば、特許文献１参照）
【０００３】
建築構造物の構造設計では、建築構造物の柱、梁、壁、床等の部材と接合部とで構成され、これらの部材を線材に置き換えてモデル化し、単純な形状による質点系モデルなどにより建築構造物の耐震安全性を動的解析（振動解析）による動的設計が行われている。実際の地震動に対して建築構造物は、三次元的な揺れになるが、通常静的解析と同様な水平方向の震動モデルを作成し解析している。
【０００４】
【特許文献１】特開２００１−２８０１４号（明細書全文，図面全図）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
従来の建築構造物の構造設計方法では、袖壁、垂れ壁、腰壁、スリット壁等の構面内壁を単純な柱の断面積に置換して構造設計を行っているため、柱と袖壁等の構面内壁の力の分担が不明な設計となっている欠点があった。このような構造設計による動的解析を行うことにより、建築構造物の地震動に対する挙動がかなり実際とは異なったものとなり、強いては終局耐力設計における建築構造物の保有耐力の判断を誤るおそれがあり、また、必要以上に剛性の高い部材や構造を選択することによって、建設費が高騰するおそれがあった。
【０００６】
本発明は、上述の課題に鑑みなされたものであり、建築構造物の袖壁、垂れ壁、腰壁、スリット壁等の構面内壁を含めた建築構造物の静的・動的解析が可能な構造設計方法を提供し、そのプログラム及びそのプログラムが記録媒体に書き込まれ、コンピュータが読み出して実行可能な記録媒体を提供することを目的とするものである。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明は上記課題を解消したものであり、請求項１の発明は、建築構造物の架構である軸組図を作成し、該建築構造物の構面内壁をせん断部材とする線材要素として該軸組図に配置し、該軸組図に基づいて、コンピュータにより該建築構造物の構造解析することを特徴とする建築構造物の構造設計方法である。
【０００８】
また、請求項２の発明は、前記構面内壁が柱に取り付いた壁、梁の上部に取り付いた腰壁、梁の下部に取り付いた垂れ壁、柱や梁に囲まれた開口部に取り付いたスリット壁等であり、該構面内壁を柱又は梁のオフセットした線材要素とし、該線材要素の断面検定を行うことを特徴とする請求項１に記載の建築構造物の構造設計方法である。
【０００９】
また、請求項３の発明は、建築構造物を軸組図で表す作図手順と、
該建築構造物の構面内壁を柱又は梁のオフセットした線材要素として該軸組図に表す構面内壁作図手順と、
前記柱又は梁及び前記構面内壁の線材要素の基準座標系剛性行列を作成する基準座標系剛性行列作成手順と、
該作図手順と該構面内壁作図手順とにより作図された軸組図の節点の位置座標に基づいて、該基準座標系剛性行を用いて該建築構造物の耐振性を解析する解析手順と、
を含むことを特徴とする建築構造物の構造設計方法のプログラムである。
【００１０】
また、請求項４の発明は、前記基準座標系剛性行列作成手順が、前記構面内壁の線材要素のＩ端剛体変位行列［ＤＩ］とＪ端剛体変位行列［ＤＪ］とを基準座標系部材剛性行列［Ｋ］に作用させて該構面内壁の基準座標系部材剛性行列［Ｋ］を算出する手順を有することを特徴とする請求項３に記載の建築構造物の構造設計方法のプログラムである。
【数２】
2006031068.tif 000003
【００１１】
また、請求項５の発明は、前記基準座標系部材剛性行列［Ｋ］を重ね合わせて全体座標系剛性行列［Ｋ］とし、全体座標系における変位ベクトル｛Ｄ｝と力ベクトル｛Ｐ｝とによる全体座標系振動方程式を得る手順を有することを特徴とする請求項４に記載の建築構造物の構造設計方法のプログラムである。
【００１２】
また、請求項６の発明は、 請求項４又は５に記載の建築構造物の構造設計方法のプログラムを格納し、コンピュータが読み出して実行可能であることを特徴とする建築構造物の構造設計方法のプログラムを格納された記録媒体である。
【発明の効果】
【００１３】
請求項１の発明では、建築構造物の架構である軸組図を作成し、該建築構造物の構面内壁をせん断部材とする線材要素として該軸組図に配置し、該軸組図に基づいて、コンピュータにより該建築構造物の構造解析することを特徴とする建築構造物の構造設計方法であるので、建築構造物の構面内壁が、建築構造物の架構を示す軸組図にせん断部材とする線材要素とし、軸組図に配置した構面内壁が作成される。即ち、建築構造物の全ての部材の相対的座標位置が定まり、建築構造物の全ての部材の剛性行列を設定することができ、構面内壁を含めた建築構造物の構造解析が可能となる。従って、構面内壁が建築構造物に与える影響を入力地震波に対する挙動と近似したものとすることができ、建築構造物の耐震安全性を高めることができる。
【００１４】
また、請求項２の発明では、前記構面内壁が柱に取り付いた壁、梁の上部に取り付いた腰壁、梁の下部に取り付いた垂れ壁、柱や梁に囲まれた開口部に取り付いたスリット壁等であり、該構面内壁を柱又は梁のオフセットした線材要素とし、該線材要素の断面検定を行うことを特徴とする請求項１に記載の建築構造物の構造設計方法であるので、建築構造物の静的設計において、構面内壁を含めた全ての部材の断面検定が可能である利点がある。
【００１５】
また、請求項３の発明では、建築構造物を軸組図で表す作図手順と、該建築構造物の構面内壁を柱又は梁のオフセットした線材要素として該軸組図に表す構面内壁作図手順と、前記柱又は梁及び前記構面内壁の線材要素の基準座標系剛性行列を作成する基準座標系剛性行列作成手順と、該作図手順と該構面内壁作図手順とにより作図された軸組図の節点の位置座標に基づいて、該基準座標系剛性行を用いて該建築構造物の耐振性を解析する解析手順と、を含むことを特徴とする建築構造物の構造設計方法のプログラムであるので、建築構造物の構面内壁を線材として軸組図に表すことが可能であり、軸組図はＣＡＤにより作図され、軸組図の相対的座標位置が確定し、構面内壁を含めた建築構造物の耐振性を解析することができる。
【００１６】
また、請求項４の発明では、前記解析手順が、前記構面内壁の線材要素のＩ端剛体変位行列［ＤＩ］とＪ端剛体変位行列［ＤＪ］とを基準座標系部材剛性行列［Ｋ］に作用させて該構面内壁の基準座標系部材剛性行列［Ｋ］を算出する手順を有することを特徴とする請求項３に記載の建築構造物の構造設計方法のプログラムであるので、このプログラムをコンピュータで実行することによって、構面内壁を線材要素と見なし、構面内壁の剛体変位行列を基準座標系部材剛性行列［Ｋ］に作用させた基準座標系部材剛性行列［Ｋ］によって、構面内壁を含めた建築構造物の動的解析が可能となる利点がある。
【数３】
2006031068.tif 000004
【００１７】
また、請求項５の発明では、前記基準座標系部材剛性行列［Ｋ］を重ね合わせて全体座標系剛性行列［Ｋ］とし、全体座標系における変位ベクトル｛Ｄ｝と力ベクトル｛Ｐ｝とによる全体座標系振動方程式を得る手順を有することを特徴とする請求項４に記載の建築構造物の構造設計方法のプログラムであるので、このプログラムをＣＡＤ装置等のコンピュータで実行することによって、建築構造物の動的解析が可能となる利点がある。
【００１８】
また、請求項６の発明では、請求項４又は５に記載の建築構造物の構造設計方法のプログラムを格納し、コンピュータが読み出して実行可能であることを特徴とする建築構造物の構造設計方法のプログラムを格納された記録媒体であるので、建築構造物の静的・動的解析が容易になし得る利点がある。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１９】
以下、本発明の実施の形態について図面を参照して説明する。本発明の建築構造物の構造設計方法は、コンピュータを用いて建築構造物の構造解析するための構造設計方法であり、その構造設計方法がプログラムされ、そのプログラムが記録媒体（例えば、ＣＤ−ＲＯＭ等）に書き込まれ、コンピュータがそのプログラムを読み取って実行可能なものである。このコンピュータは、ＣＡＤ（Computer Aided Design Design）装置であってもよいし、ＣＡＤ装置と接続されたコンピュータであってもよい。
【００２０】
先ず、図１を参照して構造設計方法を実行するためのコンピュータシステムの概要について説明する。同図において、コンピュータ１は中央処理装置（ＣＰＵ）１ａ、ＲＡＭ１ｂ等からなり、記憶装置２、液晶デスプレイ等の表示装置８、プロッタ９、キーボード等の入力装置１０が接続されている。記憶装置２はＣＤ−ＲＯＭ等の記録媒体が読み取り可能に装着されている。この記録媒体には、ＣＡＤプログラム（軸組図作図手段３ａ，構面内壁の部材作図手段３ｂ）３、軸組部材の剛性行列作成プログラム（手段）４、構面内壁の部材剛性行列作成プログラム（手段）５、建築構造物の静的解析プログラム（手段）６、建築構造物の動的解析プログラム（手段）７が格納されている。これらのプログラムは記憶媒体からコンピュータ１が読み出されて実行可能である。
【００２１】
軸組図作図手段３ａは、建築構造物の柱、梁、床、基礎などの部材と接合部とで構成された架構の各部材を線材に置き換えて作図した軸組図作成する手段であり、架構の各交差部を節点として各部材の相対的座標位置が定められる。また、構面内壁の部材作図手段３ｂは、建築構造物の構面内壁、例えば袖壁、垂れ壁、腰壁、スリット壁等を線材とし、柱、梁等を主体とする上記軸組図に加えて作図する手段である。部材作図手段３ｂにより作図された構面内壁の各部材は、柱，梁等の軸組図に作図することによって、各構面内壁の相対的座標位置が定まる。
【００２２】
建築構造物の架構を示す軸組図の一例を図２（ａ）〜（ｄ）に示す。同図（ａ）〜（ｄ）は柱、梁等を主体とする軸組図に構面内壁を加えて表示された軸組図である。同図（ａ）は立体軸組図であり、同図（ｂ），（ｃ）が平面軸組図、同図（ｄ）は天井伏図であり、柱Ｃ、梁Ｂ、床Ｓを線材で示するとともに、袖壁、垂れ壁、腰壁等の構面内壁Ｗを線材で示し、節点Ｎの位置座標に基づいて配置され、１１は非常階段を示している。なお、この軸組図は、これらの部材を色彩で区別して表示装置８に表示している。
【００２３】
次に、構面内壁Ｗについて図３を参照して説明する。図３（ａ）〜（ｈ）は、柱Ｃと梁Ｂ内の構面内壁Ｗを図示しており、同図（ａ），（ｂ）はスリットを有する耐力壁（以下、スリット壁と称する）を示し、これらのスリット壁は、柱Ｃの軸力方向に対して水平方向にオフセットした成分と見なすことができる。なお、構造部材断面寸法はスリット壁固有の数値が用いられる。また、同図（ｃ）と同図（ｄ）、同図（ｅ）と同図（ｆ）、及び同図（ｇ）と同図（ｈ）は、それぞれ構面内壁が柱又は梁に作用する力を柱又は梁に分担させるためのモデル化した図である。構面内壁を分解したモデルとして、構面内壁Ｗが作用する力を柱Ｃ又は梁Ｂに分担して構造計算が可能である。無論、構造部材断面寸法は各構面内壁固有の数値が用いられる。
【００２４】
さらに、詳細に説明すると、同図（ｃ）の構面内に開口を有する構面内壁（構面内開口壁）Ｗは、同図（ｄ）に示すように、柱，梁の４片に沿った剛域Ｒ１  〜Ｒ４  ，可撓域Ｄ１  〜Ｄ４  を持った耐力壁と見なし、可撓域Ｄ１  〜Ｄ４  を梁Ｂ又は柱Ｃに作用する成分として分配する。即ち、可撓域Ｄ１   ，Ｄ３  はその近傍の柱Ｃに作用する領域と見なし、可撓域Ｄ２  ，Ｄ４  はその近傍の梁Ｂに作用する領域と見なす。また、同図（ｅ）は２片の剛域Ｒ１  ，Ｒ２  ，可撓域Ｄ１  ，Ｄ２  を持った耐力壁と見なし、可撓域Ｄ１  はその近傍の柱Ｃに作用する領域と見なし、可撓域Ｄ２  はその近傍の梁Ｂに作用する領域と見なす。このようにして、同図（ｃ），（ｅ），（ｇ）をそれぞれ同図（ｄ），（ｆ），（ｈ）にモデル化する。開口を有する構面内壁Ｗは剛域と可撓域とに分けてモデル化し、それぞれの可撓域を柱又は梁のオフセットした線材と見なし、構面内壁Ｗの剛性行列を求めることによって、建築構造物の動的解析が可能になる。
【００２５】
本発明における建築構造物の構造設計方法について、図１を参照して説明すると、軸組図作成手段３ａによる建築構造物を軸組図で表す作図手順と、構面内壁の部材作図手段３ｂによる建築構造物の構面内壁を柱又は梁のオフセットした線材要素として軸組図に表す構面内壁作図手順と、建築構造物における柱・梁の軸組の部材の剛性行列を作成する剛性行列作成手段４と構面内壁の線材要素の基準座標系剛性行列を作成する剛性行列作成手段５による基準座標系剛性行列作成手順と、上記作図手順と構面内壁作図手順とにより作図された軸組図の節点の位置座標に基づいて、基準座標系剛性行を用いて建築構造物の耐振性を解析する解析手順（静的解析手段６及び動的解析手段７による手順）とを含むプログラムにより実行することができる。
【００２６】
続いて、図４（ａ），（ｂ）の単純な構面内壁Ｗを参照し、構面内壁の剛性行列を求める。建築構造物の柱Ｓと梁Ｂの各部材は、各部材の断面検討を行って断面寸法、使用材料等が決定される。建築構造物の構面内壁Ｗは線材要素として軸組図に作図される。即ち、構面内壁の線材要素は柱Ｓと梁Ｂとの交点である節点Ｎを座標として配置される。図４の構面内壁Ｗの基準座標系剛性変位行列は、構面内壁Ｗを線材とするＩ端，Ｊ端の剛性変位行列から求めることができる。なお、図４において、ＬＸＩは始端ＩよりＸ軸に沿った距離、ＬＹＩは始端ＩよりＹ軸に沿った距離、ＬＺＩは始端ＩよりＺ軸に沿った距離を示し、ＬＸＪは始端ＪよりＸ軸に沿った距離、ＬＹＪは始端ＪよりＹ軸に沿った距離、ＬＺＪは始端ＪよりＺ軸に沿った距離を示しており、建築構造物の柱・梁の位置座標に対して構面内壁を部材としたＩ端・Ｊ端の相対的な位置座標が定まれば、下記（数４）に示すＩ端剛性行列［ＤＩ］、及びＪ端剛性行列［ＤＪ］を得ることができる。
【００２７】
【数４】
2006031068.tif 000005
【００２８】
続いて、建築構造物の動的解析について、図５の概略処理フローを参照し説明すると、動的解析はステップＳ１〜Ｓ６の過程から構成され、建築構造物の各部材の剛性行列を算出し、振動方程式に導入する過程を説明する。
【００２９】
ステップＳ１では、日本建築学会基準に準拠した耐力関数（損傷限界時ＭＭＮ耐力関数，安全限界時ＭＭＮ耐力関数）により各部材が選定され、部材の成分が決まり、小行列Ｉ端部材剛性行列［ｋｉｉ］を求める。建築構造物の柱Ｓと梁Ｂの各部材は、部材剛性行列成分として、部材長Ｌ、縦断性定数Ｅ、せん断弾性定数Ｇ、ｘ軸方向部材断面積Ａｘ、ｙ軸方向部材断面積Ａｙ、ｚ軸方向部材断面積Ａｚ、ｚ軸まわり断面二次モーメントＩｚ、ｙ軸まわり断面二次モーメントＩｙ、ｘ軸まわり断面二次モーメントＩｘ、ｙ軸せん断形状係数（ｋｙ＝Ａｘ／Ａｙ）、ｚ軸せん断形状係数（ｋｚ＝Ａｘ／Ａｚ）、ｇｚ＝１２ｋｙＥＩｚ／ＧＡｙＬ２  、ｇｙ＝１２ｋｙＥＩｙ／ＧＡｚＬ２  とすると、この部材のＩ端部材座標系剛性行列［ｋｉｉ］（６，６）が下記（数５）のように得られる。
【００３０】
【数５】
2006031068.tif 000006
【００３１】
ステップＳ２では、部材長Ｌによる平衡行列［ｈ］を求め、部材の部材座標系剛性行列［ｋ］を求める。平衡行列［ｈ］（６，６）は下記〔数６〕のように表される。
【００３２】
【数６】
2006031068.tif 000007
【００３３】
従って、部材座標系剛性行列［ｋ］（１２，１２）は、平衡行列［ｈ］及びＩ端部材座標系剛性行列［ｋｉｉ］等により求めることができる。即ち、上記〔数５〕の［ｋｉｉ］、［ｋｊｊ］＝［ｈ］［ｋｉｉ］ｔ［ｈ］、［ｋｉｊ］＝ｔ［ｋｊｉ］＝−［ｋｉｉ］ｔ［ｈ］であり、下記〔数７〕のように表される。
【００３４】
【数７】
2006031068.tif 000008
【００３５】
ステップＳ３は、座標変換行列［Ｔ］と部材座標系剛性行列［ｋ］とに基づいて、基準座標系部材剛性行列［Ｋ］を求める。先ず、座標変換行列［Ｔ］について、図６を参照して説明する。同図において、部材Ｉ端の座標をＸｉ，Ｙｉ，Ｚｉとし、部材Ｊ端の座標をＸｊ，Ｙｊ，Ｚｊとする。部材座標ｚ軸と基準座標Ｚ軸がなす角度をθとする。また、Ｖｘ＝Ｘｉ−Ｘｊ、Ｖｙ＝Ｙｉ−Ｙｊ、ＶＺ＝Ｚｉ−Ｚｊとする。部材長さＬ＝√（ＶＸ２  ＋ＶＹ２  ＋ＶＺ２  ）、ＬＤ＝√（ＶＸ２  ＋ＶＹ２  ）、ＬＬＤ＝ＬＤ・Ｌとする。小行列［ｕ（３，３）］が、下記〔数８〕のように求められる。
【００３６】
【数８】
2006031068.tif 000009
【００３７】
小行列［ｕ］が〔数８〕とすると、下記〔数９〕に示す座標変換行列［Ｔ］（１２，１２）が得られる。
【００３８】
【数９】
2006031068.tif 000010
【００３９】
従って、基準座標系剛性行列［Ｋ］は、上記の部材座標系剛性行列［ｋ］と座標変換行列［Ｔ］とから得られる。基準座標系剛性行列［Ｋ］は、［Ｋ］＝［Ｔ］［ｋ］ｔ［Ｔ］により得られる。なお、ｔ［Ｔ］は［Ｔ］の倒置行列である。ただし、構面内壁Ｗである部材の基準座標系剛性行列は、［Ｋ］を［Ｋ］に置き換え、［Ｋ］＝［Ｔ］［ｋ］ｔ［Ｔ］とし、新たな［Ｋ］が得られる。
【００４０】
【数１０】
2006031068.tif 000011
【００４１】
ステップＳ４では、剛性行列の作成に当たり、建築構造物が柱・梁等の主な骨組構造物以外の部材である構面内壁（袖壁、垂れ壁、腰壁、スリット壁）である場合、構面内壁を部材とする剛性行列の求めるステップＳ５に進む。
【００４２】
ステップＳ５では、柱・梁等の部材の基準座標系剛性行列［Ｋ］を構面内壁の部材の基準座標系剛性行列［Ｋ］に置き換え、上述の構面内壁に作用する剛体変位行列［ＤＩ］，［ＤＪ］を求め、〔数１０〕による演算処理によって、構面内壁の部材の剛性行列［Ｋ］を求める。
【００４３】
ステップＳ６では、基準座標系部材剛性行列［Ｋ］を重ね合わせた新たな全体座標系剛性行列［Ｋ］＝Σ［Ｋ］を構成する。全体座標系での変位ベクトル｛Ｄ｝＝Σ｛Ｄ｝、全体座標系での力ベクトルを｛Ｐ｝＝Σ｛Ｐ｝とすると、下記〔数１１〕に示す全体座標系での振動方程式が得られる。
【００４４】
【数１１】
2006031068.tif 000012
【００４５】
上記振動方程式を数値計算することによって、変位｛Ｄ｝により基準座標系部材応力｛Ｐ｝＝［Ｋ］｛Ｄ｝を得る。次の演算にて新たな基準座標系｛Ｐ｝＝［ＤＪ］｛Ｐ｝を新たに得る。この数値計算を繰り返すことによって、図７に示すように、｛Ｐ｝のｍｙ、ｍｚを描画すると、モーメント図が得られるとともに、図８，９に示すように、建築構造物の動的弾塑性応答計算を行って入力地震波に対する挙動解析が可能であり、建築構造物の地震波に対する必要な保有耐力を有するか否かを判断することができる。
【００４６】
図８（ａ），（ｂ）は、本発明のプログラムをコンピュータで実行した結果を示しており、同図（ａ）は建築構造物の構内面壁としてスリット壁を配置しない場合であり、図（ｂ）は同一階層の建築構造物に３ピース（矢印で示す）のスリット壁を配置した場合であり、建築構造物に入力地震波を加えた際の動的挙動を示している。本発明のプログラムによる解析結果によれば、建築構造物には、せん断耐力の劣化が特定の階に発生することがないことを示し、図（ａ）では崩壊時の層間変位角（階高／相対変位）が２１２ｒａｄであるのに対して、図（ｂ）ではスリット壁を配置した建築構造物では２４０ｒａｄであり、構内面壁であるスリット壁を設けることによって、せん断耐力が増すことを示している。
【００４７】
次に、 図９（ａ），（ｂ），（ｃ）は、建築構造物に最大進入加速度波５００ｇａｌの入力地震波（図９（ｄ））を加えた場合の弾塑性振動応答計算結果（動的解析手段）を示している。上記全体座標系振動方程式に最大進入加速度波５００ｇａｌの入力地震波による建築構造物の挙動をシミュレーションした。図９（ａ）は三次元における示したように、建築構造物が揺れ方を表示することが可能であり、図９（ｂ）はスリット壁がない場合であり、図９（ｃ）はスリット壁を設けた場合の最大加速度を示しており、図９（ｂ）では最大加速度が１４２０ｇａｌであったのに対し、図９（ｃ）では１３７３ｇａｌであった。建築構造物にスリット壁を設けることにより、最大加速度が抑制されたことを示している。
【産業上の利用可能性】
【００４８】
本発明は、建築構造物の構造設計に用いられ、殊に、高さが６０ｍ以下は勿論、６０ｍ以上の建築物の構造計算に有効である。
【図面の簡単な説明】
【００４９】
【図１】本発明の建築構造物の構造設計方法を実施するためのコンピュータシステムを示すブロック図である。
【図２】（ａ）は建築構造物の架構に構面内壁を表示した軸組図、（ｂ），（ｃ）は平面軸組図、（ｄ）は天井伏図である。
【図３】（ａ），（ｂ）はスリット状の構面内壁、（ｃ）は構面内に開口を有する構面内壁、（ｄ）は（ｃ）の構面内壁を柱・梁に分配した図、（ｅ）は（ｆ）の構面内壁を柱・梁に分配した図、（ｇ）は（ｈ）の構面内壁を柱・梁に分配した図である。
【図４】（ａ），（ｂ）は構面内壁の剛性行列を説明する図である。
【図５】本発明の建築構造物の構造設計方法の、作図手順を除く、概略の処理フローを示す図である。
【図６】座標変換行列を説明するための説明図である。
【図７】地震水平力を負荷した場合のモーメント図であり、（ａ）は二次元、（ｂ）は三次元の建築構造物の軸組図である。
【図８】（ａ）は建築構造物の狭手方向にスリット壁を設けない場合の層間変形角を示し、（ｂ）は建築構造物の狭手方向にスリット壁を設けた場合の層間変形角を示す説明図である。
【図９】（ａ）は建築構造物の弾塑性振動応答計算結果を示す図であり、（ｂ）は建築構造物の狭手方向にスリット壁を設けない場合の最上層の最大加速度を示し、（ｃ）は建築構造物の狭手方向にスリット壁を設けた場合の最上層の最大加速度を示す説明図、（ｄ）は入力地震波を示している。
【符号の説明】
【００５０】
１  コンピュータ
２  記憶装置
３  ＣＡＤプログラム
３ａ  軸組図作成手段
３ｂ  構面内壁の部材作図手段
４  軸組部材の剛性行列作成プログラム（手段）
５  構面内壁の部材剛性行列作成プログラム（手段）
６  建築構造物の静的解析プログラム（手段）
７  建築構造物の動的解析プログラム（手段）
【図１】
2006031068.tif 000014
【図２】
2006031068.tif 000015
【図３】
2006031068.tif 000016
【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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