(57)【要約】【課題】管路の一体化設計の自動化を図ることで、配管設計者の作業負担を軽減することができ、かつこの一体化設計の作業を正確かつ効率的に行えるようにする。【解決手段】管路内を流れる流体の圧力の影響による不平均力が発生する箇所の周辺の管継手部に対し、この管継手部を構成する管どうしを互いに固定して一体化するための管路の一体化設計システムであり、管路における不平均力が発生する異形管路１を特定可能な発生箇所特定手段１４と、前記不平均力を算出し、前記算出結果及び前記不平均力が発生する箇所の形状に基づいて前記管路を一体化する必要がある区間を算出可能な一体化区間算出手段１５とを有する。【選択図】      図１
2004171070.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
管路内を流れる流体の圧力の影響による不平均力が発生する箇所の周辺の管継手部に対し、前記管継手部を構成する管どうしを互いに固定して一体化するための管路の一体化設計システムであり、管路における不平均力が発生する箇所を特定可能な発生箇所特定手段と、前記不平均力を算出し、前記算出結果及び前記不平均力が発生する箇所の形状に基づいて前記管路を一体化する必要がある区間を算出可能な一体化区間算出手段とを有することを特徴とする管路の一体化設計システム。
【請求項２】
算出された一体化する必要がある区間内における管継手部の種類を判別し、この判別結果から前記の種類の管継手部を一体化するために必要な固定部材を決定可能な固定部材決定手段を有することを特徴とする請求項１記載の管路の一体化設計システム。
【請求項３】
ディスプレイに表示される管路の配管図に、算出された一体化する必要がある区間と、一体化の対象となる管継手部と一体化の対象とならない管継手部とを識別可能な識別表示とを表示することが可能な表示手段を有することを特徴とする請求項１または２記載の管路の一体化設計システム。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、管路の一体化設計システムに関する。
【０００２】
【従来の技術】
一般に、流体が流れている管路における、管路の湾曲に伴う曲管部や管路の分岐に伴うＴ字管部などの、流体の流れに変化が起きる部分（以下、特にこの部分を、異形管路を記す）では、流体の流れの方向や流速の変化に伴って流体の圧力が変化し、この圧力の影響によって不平均力が発生する。ここで、図５に、不平均力Ｐが発生する異形管路１の形状とそのときの不平均力Ｐの作用方向を示す。すなわち、（ａ）には管路の湾曲に伴う曲管部、（ｂ）には管路が他の管路（図示は省略）と立体交差する際に伴うＳベンド部、（ｃ）には管路が他の管路（図示は省略）と立体交差する際に伴う伏せ越し部、（ｄ）には管路の口径が途中で異なる片落ち管部、（ｅ）には管路の分岐に伴うＴ字管部、（ｆ）には仕切弁部、（ｇ）には管路の端部における栓部を示している。なお、図中の１ａは異形管路１を構成する異形管を示しており、異形管路１に発生する不平均力Ｐは、この異形管１ａに直接に作用する。また、１ｂは異形管路１における異形管１ａ以外の部分である直管部を示している。また、ｗで示す矢印は管内を流れる流体の流れ方向を示している。
【０００３】
一方、管路における管継手部には、例えば、図６（ａ）に示すような、伸縮機能と離脱防止機能とを有する耐震継手と、図６（ｂ）に示すような、耐震機能を有さない一般継手とがある。すなわち、図６（ａ）に示すような耐震継手は、受口２と挿口３とが接合された状態で、挿口３の先端部３ａと受口２の奥端面２ａとの間に管軸方向に一定の伸縮しろｓが設けられて伸縮機能が付与され、かつ挿口３の先端側の外周に形成された挿口突部４が、受口２の内面における環状溝５に収容されたロックリング６に受口奥側からかかり合い可能に構成されることで離脱防止機能が付与されて構成されている。７は圧縮されることで継手部にシール機能を付与する環状のゴム製のシール材である。また、図６（ｂ）に示すような一般継手は、受口２の内面にシール材７が装着された状態で受口２に挿口３が挿入され、このシール材７が受口２の内周と挿口３の外周との間で圧縮されて受口２と挿口３とが接合されて構成されている。なお、図６（ａ）に示したような耐震継手において、伸縮しろｓが設けられているのは直管部１ｂの受口であって、異形管１ａの受口には伸縮しろｓが設けられておらず、離脱防止機能のみが付与されている。
【０００４】
ここで、図６（ａ）に示すような耐震継手にて構成される管路に、上述したような不平均力が発生した場合には、直管部の受口には伸縮しろｓが設けられているため、異形管が不平均力を受けて正規の配管位置から移動してずれてしまい、継手部の離脱防止機能やシール機能に対して悪影響を及ぼす恐れがあった。また、図６（ｂ）に示すような一般継手にて構成される管路に、上述したような不平均力が発生した場合には、一般継手を構成する管継手部には離脱防止機能が付与されていないため、不平均力を受けた異形管が正規の配管位置から移動してずれたときに、場合によっては管が離脱する恐れがあった。
【０００５】
これに対し、不平均力が作用する異形管を基準とする一定範囲内の耐震継手に対しては、図６（ａ）に示すように、挿口３の先端部３ａと受口２の奥端面２ａとの間に仮想線にて示すような筒状のライナ８を装着することで、受口２に対して挿口３が相対的に動かないように固定（以下、一体化と記す）し、異形管が不平均力を受けても移動しないようにして正規の配管位置からずれるのを防止していた。また、不平均力が作用する異形管を基準とする一定範囲内の一般継手に対しては、図６（ｂ）に示すように、受口２と挿口３との外周に仮想線にて示すような離脱防止金具９を取り付け、この離脱防止金具９におけるセットボルト１０が受口２の外周突部２ｂに管軸方向にかかり合うようにし、かつ押しボルトによって押圧される爪部１１が挿口３の外周に管径方向にかかり合うようにすることで、受口２に対して挿口３が相対的に動かないように一体化し、異形管が不平均力を受けても移動しないようにして正規の配管位置からずれるのを防止していた。このような、異形管を基準とする一定範囲は、公知の計算式により算出することができる。
【０００６】
なお、上記した先行技術は文献公知発明に係るものではないため、先行技術文献情報を記載することができない。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
上述のような一体化処理を実際の配管時に実施するためには、配管設計者が事前に、不平均力が発生する異形管路を配管図から一箇所ずつ手作業にて特定、抽出し、この抽出した各異形管路を構成する異形管に作用する不平均力を管内を流れる流体の圧力、管径及び曲がり角度などから算出し、管路を一体化する必要がある区間（以下、一体化長さと記す）を、不平均力の算出結果及び抽出した異形管路の形状等に基づいて算出し、さらに算出した一体化長さの範囲内における継手部が耐震継手なのか一般継手なのかを配管図から判別し、この判別結果から継手部を一体化するために必要な固定部材を、耐震継手であればライナ、一般継手であれば離脱防止金具という具合に決定していた。
【０００８】
したがって、配管図から不平均力が発生する異形管路を特定、抽出する作業は配管設計者が直接に行うため、作業に多大な時間を要するとともに、特定内容に誤りがあったり特定すべき箇所の見落とし等が発生する恐れがあった。さらに、一体化長さを算出するために必要な計算が非常に複雑なものであり、また、この一体化長さが異形管路の形状やその他の計算条件によって値が様々に異なるものであるので必然的に膨大な量の計算をしなければならず、配管設計者にとっては多大な作業負担となっていた。さらに、管継手部を一体化するために必要な固定部材の決定作業も、上記の異形管路の特定、抽出作業の場合と同様に配管設計者によるものなので、作業に多大な時間を要するとともに、決定内容に誤りが発生する恐れがあった。
【０００９】
そこで本発明は、このような問題点を解決して、管路の一体化設計の自動化を図ることで、配管設計者の作業負担を軽減することができ、かつこの一体化設計の作業を正確かつ効率的に行えるようにすることを目的とする。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するために請求項１記載の発明は、管路内を流れる流体の圧力の影響による不平均力が発生する箇所の周辺の管継手部に対し、前記管継手部を構成する管どうしを互いに固定して一体化するための管路の一体化設計システムであり、管路における不平均力が発生する箇所を特定可能な発生箇所特定手段と、前記不平均力を算出し、前記算出結果及び前記不平均力が発生する箇所の形状に基づいて前記管路を一体化する必要がある区間を算出可能な一体化区間算出手段とを有するものである。
【００１１】
このような構成によれば、発生箇所特定手段により管路における不平均力が発生する箇所を特定することができ、一体化区間算出手段により前記不平均力を算出し、管路を一体化する必要がある区間を前記算出結果及び前記不平均力が発生する箇所の形状に基づいて算出することができる。したがって、従来のように、配管設計者が自ら、管路から不平均力が発生する箇所を特定し、この箇所に発生する不平均力を算出し、この算出結果及び不平均力が発生する箇所の形状に基づいて前記管路を一体化する必要がある区間を算出する必要がないので、配管設計者の作業負担を大幅に軽減することができ、かつ作業自体も短時間で行うことができる。しかも、配管設計者による人為的なミスが発生することを確実に防止することができる。
【００１２】
請求項２記載の発明は、請求項１記載の管路の一体化設計システムにおいて、算出された一体化する必要がある区間内における管継手部の種類を判別し、この判別結果から前記の種類の管継手部を一体化するために必要な固定部材を決定可能な固定部材決定手段を有するものである。
【００１３】
このような構成によれば、固定部材決定手段により、算出された一体化する必要がある区間内における管継手部の種類を判別し、この判別結果から前記の種類の管継手部を一体化するために必要な固定部材を決定することができる。したがって、従来のように、配管設計者が自ら、算出された一体化区間内における管継手部の種類を判別し、その判別結果からその種類の管継手部を一体化するために必要な固定部材を決定する必要が無く、配管設計者の作業負担を大幅に軽減することができ、かつ作業自体も短時間で行うことができる。しかも、固定手段決定部材により作業が行われるため、配管設計者による人為的なミスが発生することを確実に防止することができる。
【００１４】
請求項３記載の発明は、請求項２記載の管路の一体化設計システムにおいて、ディスプレイに表示される管路の配管図に、算出された一体化する必要がある区間と、一体化の対象となる管継手部と一体化の対象とならない管継手部とを識別可能な識別表示とを表示することが可能な表示手段を有するものである。
【００１５】
このような構成によれば、表示手段により、ディスプレイに表示される管路の配管図に、算出された一体化する必要がある区間と、一体化の対象となる管継手部と一体化の対象とならない管継手部とを識別可能な識別表示とを表示することができる。したがって、配管設計者が、一体化する必要がある区間及び一体化の対象となる管継手部を一目で容易に認識することができる。
【００１６】
【発明の実施の形態】
本発明の管路の一体化設計システムの実施の形態を図１〜図４を参照しながら説明する。なお、実施の形態において、従来の管の継手構造において既に説明したものと同様のものには、図５及び図６において使用した符号と同一の符号を付すことで、その詳細な説明を省略する。また、本発明の管路の一体化設計システムには、図示は省略するが、配管設計者に対してデータ処理の状況等を表示するためのディスプレイと、管路の一体化設計システムに対して情報を入力するためのキーボード及びマウスと、ディスプレイの表示内容を出力するためのプリンタとが連携している。したがって、配管設計者は、キーボード及びマウスにより管路の一体化設計システムに対して情報を入力することができ、ディスプレイにより作業状況等を確認することができ、プリンタによりディスプレイに表示された内容を出力することができる。
【００１７】
本発明の実施の形態の管路の一体化設計システムは、図１に示すように、例えばあらかじめＣＡＤシステムなどによって作成された管路の配管図１２から、管路内を流れる流体の圧力等の影響による不平均力が発生する箇所である異形管路１を特定し、抽出可能な発生箇所特定手段１４と、異形管路１を構成する異形管１ａに作用する不平均力を算出し、管路を一体化する必要がある区間、すなわち一体化長さｓ１、ｓ２、…を、不平均力の算出結果及び抽出した異形管路１の形状等に基づいて算出可能な一体化区間算出手段１５と、前記算出された一体化長さｓ１、ｓ２、…の範囲内における管継手部の種類を判別し、この判別結果からその種類の管継手部を一体化するために必要な固定部材を決定可能な固定部材決定手段１６と、ディスプレイに表示される配管図１２上に、算出された一体化長さｓ１、ｓ２、…及び一体化の対象となる管継手部と一体化の対象とならない管継手部とを識別可能な識別表示、例えば一体化の対象となる管継手部を表す図形に塗りつぶし部２５を表示することが可能な表示手段２６とを有する。なお、表示手段２６によって配管図１２に一体化長さｓ１、ｓ２、…及び塗りつぶし部２５が表示されたものを配管図２３としている。この配管図２３において、不平均力が作用する異形管１ａ、１ａ、…における受口側には塗りつぶし部２５が表示されていない、すなわちライナが装着されていない表示になっているが、これは、従来の技術において述べたように、異形管の受口には直管部の場合のような伸縮しろｓが設けられておらず、ライナを装着する必要が無いからである。また、例えば、配管図１２における管１７について、「＞」の記号形状に開口している１７ａは管の受口を示しており、受口１７ａと逆側の１７ｂは他の管の受口に挿入される挿口を示している。
【００１８】
本発明の管路の一体化設計システムにおける発生箇所特定手段１４は、図５（ａ）〜（ｇ）に示したような、不平均力が発生する異形管路１の形状、すなわち、曲管部、Ｓベンド部、伏せ越し部、片落ち管部、Ｔ字管部、仕切弁部、栓部などの形状のデータがあらかじめ蓄積された管路形状データベース１９に基づいて、不平均力が発生する異形管路１を配管図１２から検索して特定し、抽出することができる。
【００１９】
また、本発明の管路の一体化設計システムにおける一体化区間算出手段１５は、計算の種類、共通パラメータ、材料パラメータ、設計水圧などの種々の計算条件（詳細は後述する）に関するデータがあらかじめ蓄積された計算条件データベース２０と、施工条件に関するデータがあらかじめ蓄積された施工条件データベース２１とから、計算条件データ及び施工条件データを得ることができ、この計算条件データ及び施工条件データを利用して一体化長さｓ１、ｓ２、…を算出することが可能である。
【００２０】
さらに、本発明の管路の一体化設計システムにおける固定部材決定手段１６は、あらかじめ配管図作成時に付与されている継手構造のデータ（詳細は後述する）に基づいて、一体化長さｓ１、ｓ２、…の範囲内における管継手部の種類を判別し、この判別結果及び管継手部を一体化するために必要な固定部材のデータが蓄積された固定部材データベース２２に基づいて、耐震継手を一体化する場合であれば図６（ａ）に示したようなライナ８、一般継手を一体化する場合であれば図６（ｂ）に示したような離脱防止金具９という具合に、継手の種類に応じた固定部材を決定することができる。
【００２１】
このような構成において、図１及び図２に示すように、ステップ１として、管路の配管図１２に対し、発生箇所特定手段１４により不平均力が発生する異形管路１、１、…を検索して特定し、抽出する。このとき、上述したように、発生箇所特定手段１４は、不平均力が発生する異形管路１の形状データが蓄積された管路形状データベース１９に基づいて、不平均力が発生する異形管路１、１、…を検索して特定し、抽出することができる。
【００２２】
なお、この抽出した異形管路１、１、…についてのデータを、例えば表１のように表示することができる。
【００２３】
【表１】
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ここで、図面ＩＤとは、抽出された異形管路１がどの配管図から抽出されたものなのかを特定するための情報であり、材料ＩＤとは、異形管路１を構成する異形管１ａの種類を特定するための情報である。また、管路ＩＤとは、管と管とを区別するために、一つ一つの管に付される番号である。なお、管路を構成する管の一つ一つには、図面ＩＤ、材料ＩＤ、管ＩＤなどの情報が付与されるとともに、例えば、異形管路１の形状であって表１では弁、曲管、分岐管のように表示されているような管路形状、管路の継手構造であって表１ではＮＳ形のように表示されているような継手構造、管の口径を示すものであって表１では２５０という数値で表示されているような管の呼び径、及び後述する施工条件等のデータである施工条件ＩＤが配管図作成時にあらかじめ付与されている。なお、この施工条件ＩＤとは、管の土被り（埋設深さ）や掘削幅などの施工条件が、例えば数字の１〜４で場合わけされているものであって、その内容は、表２に示す通りである。
【００２４】
【表２】
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このように、この抽出された異形管路１、１、…に関するデータが、表１のような形式でディスプレイ（図示は省略）に表示されることにより、配管設計者は、抽出結果を一括して容易に確認することができる。なお、配管設計者が、表１に表示された異形管路１についてのデータを選択、決定することで、そのデータを有する異形管路１の図形を、ディスプレイに表示することができる。
【００２５】
上記のようにして、発生箇所特定手段１４により、不平均力が発生する異形管路１、１、…を検索して特定し、抽出することで、例えば、従来のように、配管設計者自らが、不平均力が発生する箇所を配管図から特定し、抽出する必要がないので、配管設計者の作業負担を大幅に軽減することができ、かつ作業自体も短時間で行うことができる。しかも、発生箇所特定手段１４が異形管路１、１、…の特定、抽出作業を行うので、配管設計者が作業を行うことによって人為的なミスが発生することを確実に防止することができる。
【００２６】
次に、ステップ２として、一体化区間算出手段１５により、異形管路１、１、…における異形管１ａ、１ａ、…のそれぞれに作用する不平均力を算出し、この異形管路１、１、…に対して必要な一体化長さｓ１、ｓ２、…を、不平均力の算出結果及び異形管路１、１、…の形状に基づいて算出する。ここで、ステップ２の詳細な手順を以下に説明する。
【００２７】
ステップ２において、一体化区間算出手段１５により一体化長さを算出するには、種々の計算条件、すなわち計算の種類、共通パラメータ、材料パラメータ、設計水圧、施工条件等を決定する必要がある。そこで、これらの計算の種類、共通パラメータ、材料パラメータ、設計水圧及び施工条件をどのように決定するかを順に説明する。
【００２８】
まず、最初に計算の種類を決定するが、この計算の種類とは、どのような継手構造を有する管路に対して一体化長さの算出を行うのかということであり、例えば、ダクタイル鋳鉄管の離脱防止継手、離脱防止金具、ビニル管のＲＲ継手（説明は省略）の３種類の項目の中から一つを決定する。
【００２９】
次に、共通パラメータを決定するが、この共通パラメータとは、前述した計算の種類が相違したとしても共通して使用されるパラメータであり、例えば、表３に示すような項目がある。
【００３０】
【表３】
2004171070.tif 000005
ここで、材料の許容移動量とは、不平均力を受けた異形管の許容移動量であり、曲げモーメントに対する安全率は、この場合、あらかじめ設定されている値である。なお、繰り返し計算の一体化長さの増分量は、後述する。
【００３１】
配管設計者は、表３のように表示されたこれらの共通パラメータの値が、一体化長さの算出に使用してよい数値かどうかをディスプレイを見て確認し、問題があれば設定値の変更を行い、問題がなければこの値に決定する。
【００３２】
次に、材料パラメータを決定するが、この材料パラメータは、ステップ１において抽出された異形管が有する固有の計算条件であり、例えば、表４に示すような項目がある。
【００３３】
【表４】
2004171070.tif 000006
ここで、仮定する一体化長さとは、一体化長さの算出過程において使用する仮定値であり、あらかじめ設定されているものである。
【００３４】
配管設計者は、表４のように表示されたこれらの材料パラメータの値が、一体化長さの算出に使用してよい数値かどうかをディスプレイを見て確認し、問題があれば条件値の変更を行い、問題がなければこの値に決定する。その後、配管設計者は、管路内の設計水圧ｐ、ここでは、動水圧と静水圧との和の値をキーボード及びマウスにより入力する。
【００３５】
そして最後に、施工条件データベース２１、例えば表２に表示したものと同様なものから施工条件、すなわち管の土被り（埋設深さ）と掘削幅の組合せを例えば１〜４の中から選択して決定したうえで、実際に、一体化区間算出手段１５によって一体化長さを算出させる。
【００３６】
ここで、例えば、図５（ａ）に示すような曲管部に関する一体化長さを、一体化区間算出手段１５により算出する手順を、図３に示すフローチャートに基づいて説明する。なお、以下において使用する計算式は、例えば、（社）日本水道協会が提供しているような、管路の一体化長さの算出に関して一般的に用いられる公知の計算式である。
【００３７】
まず最初に、図３に示すように、ステップａとして、この曲管部における異形管に作用する不平均力Ｐを、式（１）に基づいて算出する。
Ｐ＝２ｐ（πＤ２／４）ｓｉｎ（θ／２）…（１）
ここで、Ｐは曲管部の異形管に作用する不平均力［ｋＮ］、ｐは設計水圧［ｋＮ／ｍ２］、Ｄは管外径［ｍ］、θは曲管角度（°）である。なお、このｐはあらかじめ設定しておいた設計水圧を用い、管外径Ｄ及び曲管角度θは表４に示すように、材料パラメータとしてあらかじめ設定されている値を用いる。
【００３８】
次に、ステップｂとして計算管厚ｔ（説明は省略）を算出し、ステップｃとして土被りによる土圧Ｗ（説明は省略）を算出する。なお、この計算管厚ｔ及び土被りによる土圧Ｗを算出するための計算式及び算出方法はそれぞれ存在するが、これらの計算式及び算出方法は上述したように公知のものであるので、ここでは紙幅の都合上これらの記載は省略する。
【００３９】
次に、ステップｄとして、この曲管部に必要な一体化長さＬ１を仮定する。この一体化長さの仮定値Ｌ１も上記の管外径Ｄ及び曲管角度θと同様、表４に示すように、材料パラメータとしてあらかじめ設定されている値を用いる。
【００４０】
次に、ステップｅとして、不平均力Ｐに基づく管軸方向に作用する力Ｐ２を算出、決定するが、その順序は、特に、図４に示すようなフローチャートに基づいて行われる。
【００４１】
すなわち、図４に示すように、ステップ（イ）として、一体化長さの仮定値Ｌ１より管軸方向に作用する力Ｐ２を算出する。なお、このＰ２を算出するための計算式及び算出方法も存在するが、この計算式及び算出方法も上述したように公知のものであるので、ここでは紙幅の都合上これの記載は省略する。
【００４２】
次に、ステップ（ロ）として、ステップ（イ）において算出した管軸方向に作用する力Ｐ２と、管と土との摩擦力とが釣り合うときの一体化長さＬ２を、式（２）に基づいて算出する。なお、この摩擦力は、異形管路における異形管に不平均力が作用したときに、この不平均力に抗する力である。
Ｌ２＝Ｐ２／（μＷπＤ）…（２）
このとき、μは土と管との摩擦係数であり、表３に示すように、共通パラメータとしてあらかじめ設定されている値を用いる。
【００４３】
次に、ステップ（ハ）として、一体化長さの仮定値Ｌ１と一体化長さの計算値Ｌ２との大きさを比較する。このとき、Ｌ１≧Ｌ２であれば、一体化長さの仮定値Ｌ１から算出したＰ２を採用し、Ｌ１＜Ｌ２であれば、ステップ（ニ）として、管軸方向に作用する力Ｐ２の値を、式（３）に基づいて再計算し、この値をＰ２として採用する。
Ｐ２＝μＷπＤ・Ｌ２…（３）
このようにしてＰ２を算出、決定すると、図３に示すように、ステップｆとして、不平均力における管径方向に作用する力Ｐ１を算出し、ステップｇとして、曲管部の管継手部に作用する曲げモーメントＭを算出し、ステップｈとして、不平均力による曲管部の移動量δ１を算出する。なお、これら、管径方向に作用する力Ｐ１、曲げモーメントＭ、不平均力による曲管部の移動量δ１を算出するための計算式及び算出方法も存在するが、この計算式及び算出方法も上述したように公知のものであるので、ここでは紙幅の都合上これらの記載は省略する。
【００４４】
そして、ステップｉとして、管継手部に作用する曲げモーメントＭとこの継手部の限界曲げモーメントＭ０とから算出される安全率Ｓｆ１が、表３に示すように、共通パラメータとしてあらかじめ設定されている安全率Ｓｆ２より大きいかということと、ステップｈにおいて算出した曲管部の移動量δ１が、表３に示すように、共通パラメータとしてあらかじめ設定されている材料の許容移動量δ２よりも小さいかということとをチェックする。
【００４５】
その結果、Ｓｆ１≧Ｓｆ２かつδ１≦δ２を満たせば、ステップｄにおいて仮定した一体化長さＬ１が好適な値であるということで正常終了する。なお、ステップｅにおいて一体化長さの計算値Ｌ２を求めたが、この計算値Ｌ２は、管軸方向に作用する力Ｐ２を算出、決定するために利用される値であって、一体化長さの仮定値Ｌ１を決定するに際には関係しない。
【００４６】
また、Ｓｆ１≧Ｓｆ２かつδ１≦δ２を満たさなければ、ステップｊとして、表３に示すように、共通パラメータとしてあらかじめ設定されている、繰り返し計算の一体化長さの増分量Ｌ３を一体化長さの仮定値Ｌ１に加える。
【００４７】
そして、ステップｋとして、Ｌ１＋Ｌ３とあらかじめ設定されている一体化長さの上限値Ｌ４とを比較し、Ｌ１＋Ｌ３＜Ｌ４を満たさない場合であれば、異常終了として一体化長さの算出を中断し、Ｌ１＋Ｌ３＜Ｌ４を満たす場合であれば、このＬ１＋Ｌ３の値を新たな仮定値Ｌ１＝Ｌ１＋Ｌ３として再びステップｅに戻り、正常終了か異常終了になるまでこの作業が続けられる。
【００４８】
このようにして、一体化長さの仮定値Ｌ１から、各異形管１ａ、１ａ、…に対する最終的な一体化長さｓ１、ｓ２、…が求められる。なお、この算出結果は、例えば表５のように、不平均力が発生する異形管の位置を基準にして一方側の一体化長さ▲１▼と他方側の一体化長さ▲２▼とに割り振ることができる。
【００４９】
【表５】
2004171070.tif 000007
ここで、一体化箇所ＩＤとは、一体化長さの算出が終了した異形管を、一体化長さの算出が終了していない異形管から識別するための情報である。
【００５０】
また、図２に示すように、ステップ２における一体化長さｓ１、ｓ２、…の算出過程において得られた、曲管部に作用する不平均力等の他の値の算出結果も、例えば表６のように表示することができる。
【００５１】
【表６】
2004171070.tif 000008
なお、以上に示した一体化長さの算出手順は、曲管部に関する一体化長さを求めるものであって、図５（ｂ）〜（ｇ）に示す曲管部以外の場合には、その管路形状に応じた公知の算出方法により一体化長さを算出することができる。
【００５２】
以上のように、図２に示したステップ２において一体化長さを算出する順序を詳細に記載したが、従来ではこのような作業、すなわち、異形管１ａ、１ａ、…に作用する不平均力を算出し、かつこの算出結果及び異形管１ａ、１ａ、…の形状に基づいて一体化長さを算出する作業を、配管設計者が自ら行っていたが、本発明における管路の一体化設計システムを用いることで、配管設計者が非常に複雑で膨大な量の計算をする必要が無く、配管設計者の作業負担を大幅に軽減することができる。また、これに伴って作業自体も非常に短時間で行うことができる。
【００５３】
一体化長さ算出手段１５により一体化長さｓ１、ｓ２、…の算出が終了すると、図２に示すように、ステップ３として、固定部材決定手段１６により、表１を用いて説明したようにあらかじめ配管図作成時に付与されている継手構造のデータに基づいて、算出された一体化長さｓ１、ｓ２、…の範囲内における管継手部に対して継手構造の種類を判別し、この判別結果及び固定部材データベース２２に基づいて、耐震継手を一体化する場合であれば図６（ａ）に示したようなライナ８、一般継手を一体化する場合であれば図６（ｂ）に示したような離脱防止金具９という具合に、継手の種類に応じた固定部材を決定する。この場合、配管図１２に表示される管路は耐震継手にて構成されているので、固定部材決定手段１６により管継手部の固定部材にはライナが決定される。
【００５４】
これにより、従来のように、配管設計者が自ら、一体化長さｓ１、ｓ２、…の範囲内における管継手部の種類を判別してその判別結果から管継手部を一体化するために必要な固定部材を決定する必要が無く、配管設計者の作業負担を大幅に軽減することができ、かつ作業自体も短時間で行うことができる。しかも、固定部材決定手段１６が管継手部の種類の判別及び固定部材の決定を行うので、配管設計者が作業を行うことによって人為的なミスが発生することを確実に防止することができる。
【００５５】
そして最後に、図２に示すように、ステップ４として、表示手段２６により、ディスプレイに表示される配管図１２上に、一体化長さｓ１、ｓ２、…及び塗りつぶし部２５を表示したものを表示し、一体化設計後の配管図２３を形成する。
【００５６】
詳細には、配管図２３には、一体化区間算出手段１５により算出された、例えば表５に示したような一体化長さ▲１▼と一体化長さ▲２▼とが、一体化長さ▲１▼であれば、基準となる異形管１ａから図１のように見て左向きの矢印２４ａで表示され、一体化長さ▲２▼であれば基準となる異形管１ａから右向きの矢印２４ｂで表示される。これにより、この矢印２４ａと矢印２４ｂとの間の区間がトータルの一体化長さｓ１、ｓ２、…として表示される。また、配管図２３の一体化長さｓ１、ｓ２、…の範囲内における管継手部、すなわち一体化の対象となる管継手部に対し、この管継手部を一体化の対象とならない管継手部から識別可能な識別表示としての塗りつぶし部２５が施される。なお、一体化の対象となる管継手部と一体化の対象とならない管継手部とを識別できるのであれば、例えばディスプレイ上の色分けなどの方法を採用することもできる。また、配管図２３において、不平均力が作用する異形管１ａ、１ａ、…における受口側にはライナが装着されていない表示になっているが、これは、本発明の実施の形態の冒頭においても述べたように、異形管の受口には直管部の場合のような伸縮しろｓが設けられておらず、ライナを装着する必要が無いからである。
【００５７】
このように、表示手段２６により、ディスプレイ上に表示される配管図１２上に、一体化長さｓ１、ｓ２、…の数値及び範囲が表示され、かつ一体化の対象となる管継手部に塗りつぶし部２５が表示されることで、配管設計者が一体化長さ及び一体化の対象となる管継手部を一目で認識することができ、この配管設計者の作業負担を軽減することができる。
【００５８】
なお、実施の形態にて説明した管路の一体化設計システムにおいては、各ステップ１〜ステップ４において行われた工程に対し、この工程が正常に行われているかどうかをチェックするステップを設けて、この工程がより正確かつ確実に行われるようにすることができる。
【００５９】
【発明の効果】
以上のように本発明によると、発生箇所特定手段により管路における不平均力が発生する箇所を特定することができ、一体化区間算出手段により前記不平均力を算出し、管路を一体化する必要がある区間を前記算出結果及び前記不平均力が発生する箇所の形状に基づいて算出することができる。したがって、従来のように、配管設計者が自ら、管路から不平均力が発生する箇所を特定し、この箇所に発生する不平均力を算出し、この算出結果及び不平均力が発生する箇所の形状に基づいて前記管路を一体化する必要がある区間を算出する必要がないので、配管設計者の作業負担を大幅に軽減することができ、かつ作業自体も短時間で行うことができる。しかも、配管設計者による人為的なミスが発生することを確実に防止することができる。
【００６０】
また、固定部材決定手段により、算出された一体化する必要がある区間内における管継手部の種類を判別し、この判別結果から前記の種類の管継手部を一体化するために必要な固定部材を決定することができる。したがって、従来のように、配管設計者が自ら、算出された一体化区間内における管継手部の種類を判別し、その判別結果からその種類の管継手部を一体化するために必要な固定部材を決定する必要が無く、配管設計者の作業負担を大幅に軽減することができ、かつ作業自体も短時間で行うことができる。しかも、固定手段決定部材により作業が行われるため、配管設計者による人為的なミスが発生することを確実に防止することができる。
【００６１】
さらに、表示手段により、ディスプレイに表示される管路の配管図に、算出された一体化する必要がある区間と、一体化の対象となる管継手部と一体化の対象とならない管継手部とを識別可能な識別表示とを表示することができる。したがって、配管設計者が、一体化する必要がある区間及び一体化の対象となる管継手部を一目で容易に認識することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の管路の一体化設計システムの構成を示す図である。
【図２】本発明の管路の一体化設計システムを用いて管路の一体化設計をする順序を示す図である。
【図３】図２におけるステップ２において行われる一体化長さの算出工程を詳細に示す図である。
【図４】図３におけるステップｅにおいて行われる管軸方向に作用する力Ｐ２の算出、決定の工程を詳細に示す図である。
【図５】管路において不平均力が発生する異形管とその周囲の管路形状、及びこの不平均力の作用方向を示す図である。
【図６】（ａ）は耐震継手の構造を示す図であり、（ｂ）は一般継手の構造を示す図である。
【符号の説明】
１  異形管路
１４  発生箇所特定手段
１５  一体化区間算出手段
【図１】
2004171070.tif 000009
【図２】
2004171070.tif 000010
【図３】
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【図４】
2004171070.tif 000012
【図５】
2004171070.tif 000013
【図６】
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