(57)【要約】【課題】細かな梁要素が生成されることを抑えることができる、メッシュ作成装置の提供。【解決手段】地盤の数値計算上の地盤モデルの要素分割方法を定義した情報に基づいて、前記地盤モデルと前記地盤に埋設される構造物の数値計算上の梁モデルとをまとめて要素分割する要素分割手段と、前記要素分割手段によって前記梁モデルの方に生成されたメッシュ節点（１０１７等の○）と前記要素分割手段とは異なる手段によって前記梁モデルに生成された構造物節点（１０９等の●）とに基づいて生成されたメッシュ梁要素群の中から、前記メッシュ節点と前記構造物節点との間に生成された梁要素群（＜３０＞等）と、前記メッシュ節点間に生成された梁要素群（＜３１＞等）とを削除し、両梁要素群の削除により梁要素が消滅した前記構造物節点間（１０９と１１０との間、１１０と１５との間）に、梁要素を再生成する梁要素再生成手段とを備える、メッシュ作成装置。【選択図】図１４
2012160012.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
地盤の数値計算上の地盤モデルの要素分割方法を定義した情報に基づいて、前記地盤モデルと前記地盤に埋設される構造物の数値計算上の梁モデルとをまとめて要素分割する要素分割手段と、
前記要素分割手段によって前記梁モデルの方に生成されたメッシュ節点と前記要素分割手段とは異なる手段によって前記梁モデルに生成された構造物節点とに基づいて生成されたメッシュ梁要素群の中から、前記メッシュ節点と前記構造物節点との間に生成された第１の梁要素群と、前記メッシュ節点間に生成された第２の梁要素群とを削除し、両梁要素群の削除により梁要素が消滅した前記構造物節点間に、梁要素を再生成する梁要素再生成手段とを備える、メッシュ作成装置。
【請求項２】
前記地盤に接する部位の梁要素と地表面上の部位の梁要素とは、前記メッシュ梁要素群の中からの削除対象に含まれない、請求項１に記載のメッシュ作成装置。
【請求項３】
請求項１又は２に記載のメッシュ作成装置と、
前記両梁要素群が前記メッシュ梁要素群の中から削除されることにより前記構造物節点間に残った梁要素と、前記梁要素再生成手段によって再生成された梁要素とを用いて、前記構造物の強度を解析する解析手段とを備える、構造解析装置。
【請求項４】
地盤の数値計算上の地盤モデルの要素分割方法を定義した情報に基づいて、前記地盤モデルと前記地盤に埋設される構造物の数値計算上の梁モデルとをまとめて要素分割する要素分割工程と、
前記要素分割手段によって前記梁モデルの方に生成されたメッシュ節点と前記要素分割手段とは異なる手段によって前記梁モデルに生成された構造物節点とに基づいて生成されたメッシュ梁要素群の中から、前記メッシュ節点と前記構造物節点との間に生成された第１の梁要素群と、前記メッシュ節点間に生成された第２の梁要素群とを削除し、両梁要素群の削除により梁要素が消滅した前記構造物節点間に、梁要素を再生成する梁要素再生成工程とを備える、メッシュ生成方法。
【請求項５】
前記地盤に接する部位の梁要素と地表面上の部位の梁要素とは、前記メッシュ梁要素群の中からの削除対象に含まれない、請求項４に記載のメッシュ作成方法。
【請求項６】
請求項４又は５に記載のメッシュ作成方法を含み、
前記両梁要素群が前記メッシュ梁要素群の中から削除されることにより前記構造物節点間に残った梁要素と、前記梁要素再生成手段によって再生成された梁要素とを用いて、前記構造物の強度を解析する解析工程を備える、構造解析方法。
【請求項７】
コンピュータを、
地盤の数値計算上の地盤モデルの要素分割方法を定義した情報に基づいて、前記地盤モデルと前記地盤に埋設される構造物の数値計算上の梁モデルとをまとめて要素分割する要素分割手段と、
前記要素分割手段によって前記梁モデルの方に生成されたメッシュ節点と前記要素分割手段とは異なる手段によって前記梁モデルに生成された構造物節点とに基づいて生成されたメッシュ梁要素群の中から、前記メッシュ節点と前記構造物節点との間に生成された第１の梁要素群と、前記メッシュ節点間に生成された第２の梁要素群とを削除し、両梁要素群の削除により梁要素が消滅した前記構造物節点間に、梁要素を再生成する梁要素再生成手段として機能させるためのメッシュ作成プログラム。
【請求項８】
前記地盤に接する部位の梁要素と地表面上の部位の梁要素とは、前記メッシュ梁要素群の中からの削除対象に含まれない、請求項７に記載のメッシュ作成プログラム。
【請求項９】
請求項７又は８に記載のメッシュ作成プログラムを含み、
コンピュータを、
前記両梁要素群が前記メッシュ梁要素群の中から削除されることにより前記構造物節点間に残った梁要素と、前記梁要素再生成手段によって再生成された梁要素とを用いて、前記構造物の強度を解析する解析手段として機能させる、構造解析プログラム。
【請求項１０】
請求項７又は８に記載のメッシュ作成プログラムを記録したコンピュータ読み取り可能な記録媒体。
【請求項１１】
請求項９に記載の構造解析プログラムを記録したコンピュータ読み取り可能な記録媒体。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、地盤の数値計算上の地盤モデルと該地盤に埋設される構造物の数値計算上の梁モデルとを要素分割するメッシュ作成技術、及び該メッシュ作成技術を使用する構造解析技術に関する。
【背景技術】
【０００２】
有限要素法（ＦＥＭ）による解析をするための技術として、特許文献１，２などに見られるように、モデル上でメッシュを自動生成し、モデル化から解析処理までを自動で処理する技術が知られている。
【０００３】
本出願人は、モデル化から解析処理までをコンピュータ上で自動処理するシステムとして、例えば、地盤に埋設される構造物（以下、「地中構造物」という）の強度解析を自動計算する耐震設計支援システム「ＧＡＬＫＩＮＳ（登録商標）」を提供している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特許第３１４３６９６号公報
【特許文献２】特許第３５１６１２９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
図１は、耐震設計支援システムにおける、モデル化から解析処理までの流れの一例を示したフローチャートである。最初に、耐震設計を行うための条件設定が行われる（ステップＳ１０）。例えば、耐震設計法の選択、載荷方向、地盤の数値計算上の地盤モデルを生成するための地盤定義情報、地震波などの設定が入力装置を介して行われる。地盤定義情報として、例えば、地層数、土質の特性情報などが挙げられる。次に、地中構造物の定義が行われる（ステップＳ２０）。なお、地中構造物は、その全部が地盤に埋まっているものに限らず、その一部が地表面に露出しているものでもよい。
【０００６】
図２は、地中構造物の形状を定めた定義情報を入力する時に表示される画面例である。図２に示される地中構造物は、２層４径間の矩形構造物である。多層多径間の矩形構造物の具体例として、河川施設の揚排水機場や上下水道施設に埋設されている池状構造の貯水槽が挙げられる。多層多径間の矩形構造物（１層又は１径間の矩形構造物も含む）は、梁要素で構成されるラーメン構造の構造モデル（梁モデル）でモデル化できる。したがって、例えば、矩形構造物の高さと幅の外形寸法、水平方向と鉛直方向の分割数、径間と層間の寸法などの構造物定義情報が入力装置を介して入力されると、図２に示されるように、耐震設計支援システムは、定義された矩形構造物を、その構成部材である複数の梁部材ｂ１〜ｂ２２に分割する。そして、耐震設計支援システムは、例えば、梁部材ｂ１〜ｂ２２のそれぞれの端部毎及び中間部毎に、断面形状、剛域長さ、ハンチの形状、杭の位置などの梁部材定義情報が入力装置を介して入力されることによって、構造物節点と構造物梁要素を梁モデル上に自動的に生成する（図１のステップＳ１４）。
【０００７】
図３は、構造物定義情報に基づいて生成された２層４径間の矩形構造物の梁モデルに、構造物節点と構造物梁要素が重畳表示された画面例である。図３上、●が構造物節点を表し、梁部材上で隣り合う構造物節点●同士を結ぶ線分が構造物梁要素を表す。構造物節点●の近傍に表示された数字は、各構造物節点を区別するための節点番号である。
【０００８】
一方、地盤の数値計算上の地盤モデルの要素分割方法の定義も行われる（図１のステップＳ１６）。例えば、メッシュの分割ピッチ等の情報が、要素分割方法の定義情報として入力装置を介して入力される。要素分割方法の定義情報に基づいて、耐震設計支援システムは、図４に示されるように、地盤モデルと地中構造物の梁モデルとをまとめて格子状に要素分割する（図１のステップＳ１８）。地盤モデルと梁モデルを分離してそれぞれを要素分割するのではなく、両モデルをまとめて要素分割することによって、計算処理を高速化できるからである。図４において、上下方向が地盤の深さ方向を表し、上下方向軸の０．０の目盛りの位置が地表面の位置を表す。そして、耐震設計支援システムは、要素分割により地盤モデルと梁モデルの両方に生成された要素の集合に基づいて、地中構造物の強度を解析し、その解析結果を出力する（図１のステップＳ２０）。
【０００９】
ところが、地盤モデルと梁モデルの両方をまとめて要素分割すると、図５に示されるように、地中構造物の内側の梁部材にも本来必要のないメッシュ節点が生成されてしまう。
【００１０】
図５は、図４のメッシュ表示画面の一部を拡大した図である。図５において、ｂ１等は梁部材を表し、●は図１のステップＳ１４で生成された構造物節点を表し、○は図１のステップＳ１８で生成されたメッシュ節点を表す。要素分割方法の定義情報に従って地盤モデルと梁モデルの両方をまとめて要素分割すると、図５のように、構造物節点●と構造物節点●との間にも節点（すなわち、メッシュ節点○）が梁モデルに自動的に生成されるため、ｂ１等の各梁部材が、短い梁要素に更に細分化されてしまう。梁部材が必要以上の梁要素に細分化されると、構造解析の解析精度や計算速度が低下するという問題がある。
【００１１】
そこで、本発明は、細かな梁要素が生成されることを抑えることができる、メッシュ作成装置及び構造解析装置、並びにそれらの方法、プログラム、記録媒体の提供を目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
上記目的を達成するため、本発明に係るメッシュ作成装置は、
地盤の数値計算上の地盤モデルの要素分割方法を定義した情報に基づいて、前記地盤モデルと前記地盤に埋設される構造物の数値計算上の梁モデルとをまとめて要素分割する要素分割手段と、
前記要素分割手段によって前記梁モデルの方に生成されたメッシュ節点と前記要素分割手段とは異なる手段によって前記梁モデルに生成された構造物節点とに基づいて生成されたメッシュ梁要素群の中から、前記メッシュ節点と前記構造物節点との間に生成された第１の梁要素群と、前記メッシュ節点間に生成された第２の梁要素群とを削除し、両梁要素群の削除により梁要素が消滅した前記構造物節点間に、梁要素を再生成する梁要素再生成手段とを備えることを特徴とするものである。
【００１３】
また、上記目的を達成するため、本発明に係る構造解析装置は、
該メッシュ作成装置と、
前記両梁要素群が前記メッシュ梁要素群の中から削除されることにより前記構造物節点間に残った梁要素と、前記梁要素再生成手段によって再生成された梁要素とを用いて、前記構造物の強度を解析する解析手段とを備えることを特徴とするものである。
【００１４】
また、メッシュ作成装置及び構造解析装置の別態様として、メッシュ作成方法及び構造解析方法、メッシュ作成プログラム及び構造解析プログラム、並びにプログラムを記録したコンピュータ読み取り可能な記録媒体が挙げられる。
【発明の効果】
【００１５】
本発明によれば、細かな梁要素が生成されることを抑えることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】耐震設計支援システムにおける、モデル化から解析処理までの流れの一例を示したフローチャートである。
【図２】地中構造物の形状を定めた定義情報を入力する時に表示される画面例である。
【図３】構造物定義情報に基づいて生成された２層４径間の矩形構造物の梁モデルに、自動生成された構造物節点と構造物梁要素が重畳表示された画面例である。
【図４】地盤モデルと地中構造物の梁モデルとをあわせてメッシュ表示した画面例である。
【図５】図４のメッシュ表示画面の一部を拡大した図である。
【図６】本発明の一実施形態である構造解析装置１０のハードウェア構成図である。
【図７】構造解析装置１０の機能ブロック図である。
【図８】図３の構造物モデル図の表示画面の一部を拡大した図である。
【図９】記憶装置に格納される節点データの一例である。
【図１０】記憶装置に格納される構造物梁要素データの一例である。
【図１１】要素分割定義情報の入力画面の一例である。
【図１２】記憶装置に格納されるメッシュ梁要素データの一例である。
【図１３】要素分割部３０２と梁要素再生成部３０３が行う処理フローである。
【図１４】梁要素の再生成の説明図である。
【図１５】構造物内不要節点削除メニューを設けたメッシュ表示図である。
【発明を実施するための形態】
【００１７】
以下、図面を参照しながら、本発明を実施するための形態の説明を行う。図６は、本発明の一実施形態である構造解析装置１０のハードウェア構成図である。構造解析装置１０は、ＣＰＵ１０１、ＲＯＭ（Read  Only  Memory）１０２、ＲＡＭ（Random  Access  Memory）１０３、補助記憶装置１０４、記録媒体読取装置１０５、入力装置１０６、表示装置１０７、及び通信装置１０８を含む構成である。
【００１８】
ＣＰＵ１０１は、マイクロプロセッサ及びその周辺回路から構成され、装置全体を制御する回路である。また、ＲＯＭ１０２は、ＣＰＵ１０１で実行される所定の制御プログラム（ソフトウェア部品）を格納するメモリであり、ＲＡＭ１０３は、ＣＰＵ１０１がＲＯＭ１０２に格納された所定の制御プログラム（ソフトウェア部品）を実行して各種の制御を行うときの作業エリア（ワーク領域）として使用するメモリである。
【００１９】
補助記憶装置１０４は、汎用のＯＳ（Operating  System）、プログラムを含む各種情報を格納する装置であり、不揮発性の記憶装置であるＨＤＤ（Hard  Disk  Drive）などが用いられる。
【００２０】
なお、上記各種情報は、補助記憶装置１０４以外にも、ＣＤ−ＲＯＭ（Compact  Disk-ROM）やＤＶＤ（Digital  Versatile  Disk）、ＵＳＢメモリ等の携帯型メディアなどの各種記録媒体やその他のメディアに記憶されてもよく、これらの記録媒体１０９に格納された各種情報は、記録媒体読取装置１０５などのドライブ装置を介して読み取ることが可能である。
【００２１】
入力装置１０６は、ユーザが各種入力操作を行うための装置である。入力装置１０６は、マウス、キーボード、表示装置１０７の表示画面上に重畳するように設けられたタッチパネルスイッチなどを含む。表示装置１０７は、各種データを表示画面に表示する装置である。例えば、ＬＣＤ(Liquid  Crystal  Display)、ＣＲＴ(Cathode  Ray  Tube)などから構成される。
【００２２】
通信装置１０８は、ネットワークを介して他の機器との通信を行う装置である。有線ネットワークや無線ネットワークなど含む各種ネットワーク形態に応じた通信をサポートする。
【００２３】
図７は、構造解析装置１０の機能ブロック図である。構造解析装置１０は、構造物節点生成部３０１、要素分割部３０２、梁要素再生成部３０３、解析部３０４を含む構成である。構造物節点生成部３０１、要素分割部３０２、梁要素再生成部３０３は、メッシュ作成装置として機能する。解析部３０４は、ＦＥＭ応答震度法等の耐震設計法に従い、メッシュ作成装置によって作成されたメッシュに基づいて、地中構造物の強度を解析し、その解析結果を出力する。各部は、ＣＰＵ１０１により処理されるプログラムによって実現される。各部について、以下説明する。
【００２４】
（構造物節点生成部３０１について）
構造物節点生成部３０１は、入力装置１０６からの入力情報に基づいて、地中構造物の梁モデルに構造物節点を生成する手段である。構造物節点生成部３０１によって生成された構造物節点は、図８に示されるように、表示装置１０７に表示される。
【００２５】
図８は、図３の構造物モデル図の表示画面の一部を拡大した図である。構造物節点生成部３０１は、例えば、構造物定義情報及び梁部材定義情報などの入力情報に基づいて、その入力情報に対して適切な構造物節点の位置を自動的に計算し、計算された位置に構造物節点を生成し表示する。構造物定義情報として、矩形構造物の高さと幅の外形寸法、水平方向と鉛直方向の分割数、径間と層間の寸法などが挙げられ、梁部材定義情報として、断面形状、剛域長さ、ハンチの形状、断面形状が変化する点（断面変化点）の位置、杭の位置などが挙げられる。また、構造物節点生成部３０１は、構造物節点の位置情報が入力装置１０６から直接入力されることにより、その位置に構造物節点を生成するものでもよい。入力される位置情報は、例えば、ポインタ（カーソル）の座標情報、座標数値入力によって特定可能である。
【００２６】
例えば、構造物節点生成部３０１は、構造物定義情報として入力された矩形構造物の外形寸法に基づいて、その矩形部の四隅に「外形節点」を第１の構造物節点群として生成し、１〜４番の１桁の節点番号を付番する。地中構造物に連続壁が形成されている場合には、その連続壁の端部に外形節点を第１の構造物節点群として生成し、５番以降の１桁の節点番号を付番する。図８には、節点番号１の外形節点が表示されている。
【００２７】
また、構造物節点生成部３０１は、構造物定義情報として入力された径間と層間の寸法に基づいて、水平方向と鉛直方向の分割位置（上記の矩形部の四隅を除く）に「層・径間節点」を第２の構造物節点群として生成し、１１番以降の２桁の節点番号を付番する。図８には、節点番号１１等の複数の層・径間節点が表示されている。
【００２８】
また、構造物節点生成部３０１は、梁部材定義情報として入力された梁部材の剛域位置又は断面形状変化位置に基づいて、その位置に「断面節点」を第３の構造物節点群として生成し、１０１番以降の３桁の節点番号を付番する。図８には、節点番号１０１等の複数の断面節点が表示されている。
【００２９】
図９に示されるように、構造部節点生成部３０１によって生成された構造物節点のデータは、ＲＡＭ１０３等の記憶装置の構造物節点用記憶領域に構造物節点群毎に格納される。構造物節点用記憶領域には、例えば、節点の座標データが節点番号毎に格納される。
【００３０】
構造物節点生成部３０１によって生成された複数の構造物節点の中で、梁モデルの梁部材上で隣り合う構造物節点同士を結んだ線分が、構造物梁要素として定義され、構造物梁要素毎に構造物梁要素番号が付番される。図８には、［１］等の構造物梁要素番号が付番された複数の構造物梁要素が表示されている。［＊］は（＊は数字）、構造物梁要素番号を表す符号である。
【００３１】
図１０に示されるように、梁部材上で互いに隣り合う構造物節点間の線分によって定義された構造物梁要素のデータは、ＲＡＭ１０３等の記憶装置の構造物梁要素用記憶領域に格納される。構造物梁要素用記憶領域には、例えば、構造物梁要素の両端の節点番号が構造物梁要素毎に格納される。図１０において、ｉ端は一方の端部を表し、ｊ端はもう一方の端部を表す。
【００３２】
（要素分割部３０２について）
図７において、要素分割部３０２は、地盤モデルの平面歪み要素による要素分割方法を定義した要素分割定義情報に基づいて、地盤モデルと地中構造物の梁モデルとをまとめて格子状に要素分割する手段である。例えば、図４，５に示されるように、水平方向に平行な複数の格子線と深さ方向に平行な複数の格子線とによって、要素分割する。また、要素分割部３０２は、梁モデルの各梁部材ｂ１等が延在する位置については、その延在方向で梁部材ｂ１等に重複した格子線を引く。
【００３３】
図１１は、要素分割定義情報の入力画面の一例である。要素分割定義情報として、地盤の深さ方向と水平方向のメッシュの分割ピッチ、各方向のピッチ増分の割合、構造物から側方境界までの長さなどが入力される。
【００３４】
要素分割部３０２は、図１１の画面上で「メッシュの作成」ボタンが押されることにより、要素分割定義情報に従った要素分割方法で、地盤モデルと地中構造物の梁モデルをまとめて格子状に要素分割することによって、図５内の○で示されているように、梁モデルの方に「構造物内メッシュ節点」を第１のメッシュ節点群として生成するとともに、地盤モデルの方に「地盤内メッシュ節点」を第２のメッシュ節点群として生成する。
【００３５】
例えば、要素分割部３０２は、第１のメッシュ節点群として生成された構造物内メッシュ節点に、１００１番以降の４桁の節点番号を付番し、第２のメッシュ節点群として生成された地盤内メッシュ節点に、１０００１番以降の５桁の節点番号を付番する。図５には、１００１番等の複数の構造物内メッシュ節点が表示され、１００４６番等の複数の地盤内メッシュ節点が表示されている。
【００３６】
図９に示されるように、要素分割部３０２によって生成されたメッシュ節点のデータは、ＲＡＭ１０３等の記憶装置のメッシュ節点用記憶領域にメッシュ節点群毎に格納される。メッシュ節点用記憶領域には、例えば、節点の座標データが節点番号毎に格納される。
【００３７】
また、要素分割部３０２は、設定された要素分割定義情報に応じて地盤の平面モデルを格子状に分割することにより、図４，５に示されるように、多数の四辺形の平面歪み要素から構成された地盤モデルを作成する。一方、要素分割部３０２によって梁モデルの方に生成された「構造物内メッシュ節点」と要素分割部３０２とは異なる手段（例えば、構造物節点生成部３０１）によって梁モデルに生成された「構造物節点」との間における節点の種類の違いにかかわらず、梁モデルの梁部材上で隣り合う節点同士を結んだ線分が、メッシュ梁要素として定義され、メッシュ梁要素毎にメッシュ梁要素番号が付番される。例えば、図５に示されるように、メッシュ梁要素＜２９＞は、構造物節点１４と構造物節点１０９との間に生成された梁要素であり、メッシュ梁要素＜３０＞は、構造物節点１０９と構造物内メッシュ節点１０１７との間に生成された梁要素であり、メッシュ梁要素＜３１＞は、構造物内メッシュ節点１０１７と構造物内メッシュ節点１０１８との間に生成された梁要素である。＜＊＞は（＊は数字）は、メッシュ梁要素番号を表す符号である。
【００３８】
図１２に示されるように、節点の種類にかかわらず梁部材上で互いに隣り合う節点間の線分によって定義されたメッシュ梁要素のデータは、ＲＡＭ１０３等の記憶装置のメッシュ梁要素用記憶領域に格納される。メッシュ梁要素用記憶領域には、例えば、メッシュ梁要素の両端の節点番号がメッシュ梁要素毎に格納される。図１２において、ｉ端は一方の端部を表し、ｊ端はもう一方の端部を表す。
【００３９】
（梁要素再生成部３０３について）
図７において、梁要素再生成部３０３は、地中構造物の梁モデルの方に生成されたメッシュ梁要素の集合である「構造物内メッシュ梁要素群」の中から、構造物内メッシュ節点と構造物節点との間に生成されたメッシュ梁要素の集合である「第１の梁要素群」と、構造物内メッシュ節点間に生成されたメッシュ梁要素の集合である「第２の梁要素群」とを削除し、両梁要素群の削除により梁要素が消滅した構造物節点間に、梁要素を再生成する手段である。「構造物内メッシュ梁要素群」は、要素分割部３０２によって梁モデルの方に生成された構造物内メッシュ節点と要素分割部３０２とは異なる手段（例えば、構造物節点生成部３０１）によって梁モデルに生成された構造物節点とに基づいて生成されたメッシュ梁要素から構成された集合である。
【００４０】
図１３は、要素分割部３０２と梁要素再生成部３０３が行う処理フローである。図１３の処理フローは、図１のステップＳ１８の自動メッシュ作成工程において行われるものである。ステップＳ１６のメッシュ定義工程において、図１１の画面上で、選択肢「メッシュを自動的に削除する（構造物内は必要節点のみ生成）」を選択して、「メッシュの作成」ボタンが押されることにより、図１３の処理フローが開始する。図１３の処理フローについて以下説明する。
【００４１】
要素分割部３０２は、地盤モデルの要素分割方法を定義した要素分割定義情報に基づいて、一様に、地盤モデルと地中構造物の梁モデルとをまとめて格子状に要素分割する（ステップＳ３０）。梁要素再生成部３０３は、要素分割部３０２の要素分割によって生成された全てのメッシュ節点の中から（特には、構造物内メッシュ節点の中から）、地中構造物内の梁モデルに不要なメッシュを発生させないことを目的として、削除対象節点の抽出条件に該当する節点を抽出する（ステップＳ３２）。
【００４２】
梁要素再生成部３０３は、例えば、（１）地中構造物の梁要素の構成点であること、（２）要素分割部３０２によって生成された節点番号が４桁以上のメッシュ節点であること、（３）地盤モデルと地中構造物の梁モデルが共有する梁部材上に無いこと、（４）地表面又はそれより上に位置する梁部材に無いこと、の全ての抽出条件を満たす節点を、削除対象節点とする。梁要素再生成部３０３は、ＲＡＭ１０３等の記憶装置の記憶領域から、抽出条件（１）且つ（２）を満たす節点（すなわち、構造物内メッシュ節点）を抽出できる。また、地中構造物の外形情報から、外形上の節点及び二重節点を検索することにより、抽出条件（３）且つ（４）を満たす節点を抽出できる。
【００４３】
図１４を参照して、具体的に説明する。図１４は、図５の梁部材ｂ５を抜き出したものである。図１４（ａ）において、梁部材ｂ５上で削除対象節点に該当する節点は、構造物内メッシュ節点１０１７，１０１８，１０１９，１０２０である。他の梁部材も同様に考えればよい。
【００４４】
次に、梁要素再生成部３０３は、各メッシュ梁要素の両端の少なくともいずれか一方の節点が、ステップＳ３２で抽出された削除対象節点に一致する場合、図１２に示したメッシュ梁要素用記憶領域から、その削除対象節点を端部とするメッシュ梁要素を削除する（ステップＳ３４，３６）。この判定・削除処理を、全メッシュ梁要素について実施する（ステップＳ３８）。
【００４５】
例えば、図１４（ｂ）に示されるように、梁部材ｂ５においては、６つのメッシュ梁要素＜３０＞〜＜３５＞が削除される。メッシュ梁要素＜２９＞は、その両端の節点が構造物節点であることにより削除対象節点に該当しないので、図１２に示したメッシュ梁要素用記憶領域からは削除されない。
【００４６】
このように、地盤に接する部位の梁要素と地表面上に露出する部位の梁要素は削除対象に含まれないようにすることによって、そのような地盤や地表面との境界に位置する梁要素が消滅することによって地中構造物の構造解析の精度が低下することを防止できる。
【００４７】
次に、梁要素再生成部３０３は、ステップＳ３４の削除条件に一致するメッシュ梁要素を全て削除した後に、図９に示したメッシュ節点用記憶領域から、削除対象節点に該当する構造物内メッシュ節点を削除する（ステップＳ４０）。ある一つの構造物内メッシュ節点を共有する複数のメッシュ梁要素がある場合に、構造物内メッシュ節点を先に削除することで、そのようなメッシュ梁要素が削除不能になることを防ぐためである。
【００４８】
例えば、図１４（ｃ）に示されるように、梁部材ｂ５においては、４つの構造物内メッシュ節点１０１７，１０１８，１０１９，１０２０が削除される。
【００４９】
次に、梁要素再生成部３０３は、図１０に示した構造物梁要素用記憶領域に格納された構造物梁要素が、図１２に示したメッシュ梁要素用記憶領域に格納されていない場合、そのメッシュ梁要素用記憶領域に格納されていない構造物梁要素を、メッシュ梁要素用記憶領域に追加して格納する（ステップＳ４４）。この判定・追加格納処理を、全構造物梁要素について実施する（ステップＳ４６）。
【００５０】
例えば、図１４（ｃ）に示されるように、梁部材ｂ５においては、２つの構造物梁要素［１４］，［１５］については、メッシュ梁要素の削除により、重複するメッシュ梁要素が無い。この場合、メッシュ梁要素の削除により梁要素が消滅した構造物節点１０９と１１０との間に梁要素が新たに生成され、その生成された梁要素は、新たなメッシュ梁要素番号＜２０１＞が付番されて、図１２に示したメッシュ梁要素用記憶領域にメッシュ梁要素として格納される。構造物節点１１０と１５の間に新たに生成される梁要素についても同様である。
【００５１】
このような図１３の処理フローを行うことによって、細かな梁要素によって地中構造物内の梁モデルに不要なメッシュを発生させないようにすることができる。つまり、格子状の要素分割により地中構造物の梁モデルに生成されたメッシュ梁要素は、ユーザによって予め定義された構造物梁要素に重複するものを除いて削除される。そして、図１のステップＳ１４においてユーザによる任意の位置に生成された構造物梁要素は、図１２に示したメッシュ梁要素用記憶領域に集約してメッシュ要素として格納されるので、地盤モデルに格子状に生成された平面歪み要素と組み合わせて計算することが容易になる。その結果、図７の解析部３０４による構造解析の計算効率が上がって、計算速度を速めることができる。
【００５２】
（解析部３０４について）
図７において、解析部３０４は、図１３の処理フローの終了後、図１のステップＳ２０の解析処理を実行する。解析部３０４は、地中構造物の梁モデルの方に生成されたメッシュ梁要素の集合である「構造物内メッシュ梁要素群」の中から上述のようにメッシュ梁要素が削除されることにより構造物節点間に残った梁要素（図１４の場合であれば、メッシュ梁要素＜２９＞に相当）と、梁要素再生成部３０３によって再生成された梁要素（図１４の場合であれば、メッシュ梁要素＜２０１＞，＜２０２＞に相当）とを用いて、地中構造物の強度を解析する手段である。解析部３０４は、例えば、ＦＥＭ応答震度法、ＦＥＭ応答変位法などの耐震設計法に基づいて、地中構造物の強度を解析して評価する。
【００５３】
以上、本発明の好ましい実施例について詳説したが、本発明は、上述した実施例に制限されることはなく、本発明の範囲を逸脱することなく、上述した実施例に種々の変形及び置換を加えることができる。
【００５４】
例えば、図６において、構造解析装置１０は、一つのコンピュータによって実現されるものでもよいし、クライアント端末とそのクライアント端末からの要求を受けて本発明に係る機能を提供するサーバーとを含むシステム全体によって実現されるものでもよい。
【００５５】
また、例えば、図１のステップＳ１６のメッシュ定義工程において、図１１の画面上で、選択肢「メッシュをマウスで削除する」を選択して、「メッシュの作成」ボタンが押されると、図１５のようなメッシュ表示画面が表示装置１０７に表示される。図１５では、地盤モデルと地中構造物の梁モデルの両方が格子状に要素分割されることにより、地盤モデルと地中構造物の梁モデルの両方にメッシュ要素が生成されている。この画面上で各メッシュ要素をマウスで選択することによって、選択したメッシュ要素を一つずつ削除することができる。また、画面上部の「構造物内不要節点削除」コマンドが選択されることにより、図１３の処理フローのステップ３２以降の処理が実行される。これにより、図１１の画面上で、選択肢「メッシュを自動的に削除する（構造物内は必要節点のみ生成）」を選択せずに、選択肢「メッシュをマウスで削除する」を選択して、「メッシュの作成」ボタンを押したとしても、図１５の画面上でも、「構造物内不要節点削除」コマンドによって、構造物内の不必要な細かなメッシュを消去することができる。
【符号の説明】
【００５６】
１０  構造解析装置
１０１  ＣＰＵ
１０２  ＲＯＭ
１０３  ＲＡＭ
１０４  補助記憶装置
１０５  記録媒体読取装置
１０６  入力装置
１０７  表示装置
１０８  通信装置
１０９  記録媒体
３０１  構造物節点生成部
３０２  要素分割部
３０３  梁要素再生成部
３０４  解析部
ｂ＊  梁部材
［＊］  構造物梁要素
＜＊＞  メッシュ梁要素
【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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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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