(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
伏図データをコンピュータに入力し、柱及び横架材に接合金物を特定する識別情報及び取り付け位置情報を印字するための接合金物情報印字データを作成するために、以下の構成を備えた演算プログラムが前記コンピュータにインストールされていることを特徴とする木造住宅の設計支援装置。
［１］  前記演算プログラムには、入力された設計情報、建設地域に関する情報、伏図データに基づいて、設計荷重の算出を行う設計荷重算出プログラムが含まれていること。
［２］  前記演算プログラムには、入力された伏図データに基づき、耐力壁、通常の壁、柱材及び横架材を、同一座標系において特定するために座標データ化する座標データ化プログラムが含まれていること。
［３］  前記演算プログラムには、前記設計荷重算出プログラム及び座標データ化プログラムによる演算処理の結果を受けて、検討対象となっている木造住宅の各層毎の有効壁量及び壁耐力を算出すると共に、地震力・風圧力に対して設計上必要な条件を満足しているか否かについての比較・検討を行うための水平力検討用プログラムが含まれていること。
［４］  前記演算プログラムには、順次柱を選択すると共に、前記水平力検討用プログラムによる演算処理の結果を受けて当該柱に加わる引抜き力を算出する引き抜き力算出用プログラムが含まれていること。
［５］  前記演算プログラムには、順次柱を選択すると共に、前記座標データ化プログラムによる演算処理の結果を受けて、当該柱が家屋の隅に配置される隅柱であるか否かを判別するための隅柱判別用プログラムが含まれていること。
［６］  前記演算プログラムには、順次柱を選択すると共に、前記隅柱判別用プログラムの判別結果に基づいて、当該柱が隅柱か否かにより当該柱と横架材とを接合するための接合金物の種類を決定すると共に、当該柱に対する前記引き抜き力算出用プログラムの演算結果が所定値を越えるか否かにより、同種又は異種の接合金物を追加すべきか否かを判定することにより、当該柱と横架材の間に取り付けるべき接合金物の種類及び個数を決定するための接合金物決定用プログラムが含まれていること。
［７］  前記演算プログラムには、前記接合金物決定用プログラムにより決定した接合金物の取り付け位置を指示する印字面を決定するため、当該接合金物に関する情報を印字する対象となる柱が外壁側か否かを判断し、外壁側であるためときは該外壁側に印字面を決定し、外壁側でないときは横架材と平行に印字面を決定する印字面決定用プログラムが含まれていること。
【請求項２】
さらに、以下の構成を備えたことを特徴とする請求項１記載の木造住宅の設計支援装置。
［８］  前記印字面決定用プログラムには、さらに、前記接合金物決定用プログラムにより決定した接合金物にコーナ接合金物があるときは、当該コーナ接合金物ではない接合金物の取り付け位置の示される面に対して直角な面を当該コーナ接合金物に関する情報の印字面として決定するプログラムも含まれていること。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、構成材へ接合金物に関する情報を印字する構成材への接合金物情報の印字方法、及び、該印字方法により接合金物情報の印字された構成材に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
わが国の木造建築工法の主流である在来軸組工法では、例えば、土台に柱を立て、梁や桁により骨組みを構成している。このような土台、柱、梁や桁等の構造材同士の接合は、仕口と呼ばれる凹部と凸部とを組み合わせた接合構造によって行われる。
【０００３】
ところが、地震や風によって木材構造物に水平力が加わると、柱には土台（横架材）から引き抜かれる方向の力が加わる。この引き抜き力に対抗し得る強度を得る目的で、土台と柱との接合を仕口だけに頼ることなく、ひら金物、かすがい等といった接合金物により両者を緊合することが一般に行われている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、施工現場において、必要とする箇所に接合金物が適切に取り付けられない事態が発生しており、木材構造物に要求されている強度が得られていない恐れがあった。また、在来、経験に基づき接合金物の選択を決定しているため、必要以上の強度、又は、強度的に不足した接合金物を使用することがあった。
【０００５】
この発明は、接合金物を適切に取り付けることができる構成材への接合金物情報の印字方法を提供することにある。また、本発明は、接合金物を確実に構成材へ取り付けることができる接合金物情報の印字された構成材を提供することにある。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
上述した課題を解決するため、請求項１の木造住宅の設計支援装置は、伏図データをコンピュータに入力し、柱及び横架材に接合金物を特定する識別情報及び取り付け位置情報を印字するための接合金物情報印字データを作成するために、以下の構成を備えた演算プログラムが前記コンピュータにインストールされていることを特徴とする。
［１］  前記演算プログラムには、入力された設計情報、建設地域に関する情報、伏図データに基づいて、設計荷重の算出を行う設計荷重算出プログラムが含まれていること。
［２］  前記演算プログラムには、入力された伏図データに基づき、耐力壁、通常の壁、柱材及び横架材を、同一座標系において特定するために座標データ化する座標データ化プログラムが含まれていること。
［３］  前記演算プログラムには、前記設計荷重算出プログラム及び座標データ化プログラムによる演算処理の結果を受けて、検討対象となっている木造住宅の各層毎の有効壁量及び壁耐力を算出すると共に、地震力・風圧力に対して設計上必要な条件を満足しているか否かについての比較・検討を行うための水平力検討用プログラムが含まれていること。
［４］  前記演算プログラムには、順次柱を選択すると共に、前記水平力検討用プログラムによる演算処理の結果を受けて当該柱に加わる引抜き力を算出する引き抜き力算出用プログラムが含まれていること。
［５］  前記演算プログラムには、順次柱を選択すると共に、前記座標データ化プログラムによる演算処理の結果を受けて、当該柱が家屋の隅に配置される隅柱であるか否かを判別するための隅柱判別用プログラムが含まれていること。
［６］  前記演算プログラムには、順次柱を選択すると共に、前記隅柱判別用プログラムの判別結果に基づいて、当該柱が隅柱か否かにより当該柱と横架材とを接合するための接合金物の種類を決定すると共に、当該柱に対する前記引き抜き力算出用プログラムの演算結果が所定値を越えるか否かにより、同種又は異種の接合金物を追加すべきか否かを判定することにより、当該柱と横架材の間に取り付けるべき接合金物の種類及び個数を決定するための接合金物決定用プログラムが含まれていること。
［７］  前記演算プログラムには、前記接合金物決定用プログラムにより決定した接合金物の取り付け位置を指示する印字面を決定するため、当該接合金物に関する情報を印字する対象となる柱が外壁側か否かを判断し、外壁側であるためときは該外壁側に印字面を決定し、外壁側でないときは横架材と平行に印字面を決定する印字面決定用プログラムが含まれていること。
【０００７】
また、請求項２の木造住宅の設計支援装置は、さらに以下の構成を備えたことを特徴とする。
［８］  前記印字面決定用プログラムには、さらに、前記接合金物決定用プログラムにより決定した接合金物にコーナ接合金物があるときは、当該コーナ接合金物ではない接合金物の取り付け位置の示される面に対して直角な面を当該コーナ接合金物に関する情報の印字面として決定するプログラムも含まれていること。
【０００８】
【０００９】
【００１０】
【００１１】
【００１２】
【００１３】
【００１４】
【００１５】
【００１６】
【００１７】
【００１８】
【００１９】
【００２０】
【発明の実施の形態】
本発明の実施形態について図を参照して説明する。本実施の形態では、パーソナルコンピュータ（以下、パソコンという）の画面で住宅の仕様及び形状データを入力しながら住宅の設計を行い、同時に、接合金物の選択、梁、柱及び基礎の強度チェックを行い、柱及び横架材に接合金物を特定する識別情報及び、取り付け位置情報を印字するためのデータを作成する。先ず、住宅の仕様データ及び形状データをパソコンに入力する手順及び設計処理について、図５〜図１１フローチャートを参照しながら説明する。ここで、設計を行う２階建て住宅の１階土台部の伏図を図１に、２階床梁部の伏図を図２に示す。
【００２１】
図５は、第１実施形態に係る建築物の構造設計方法を遂行するための主ルーチンを示している。先ず、Ｓ１００において初期条件を入力後、柱や梁等の位置データを処理して初期条件設定を終える。続いて、Ｓ２００で地震力や風圧力等の水平荷重に対する検討を行い、接合金物の選択及び印字データを作成し、そして、各柱の負担面積と設計荷重から長期軸力の算出（Ｓ３００）、及び、積雪・水平力による各柱の短期軸力（Ｓ４００）の算出を行う。最後に、Ｓ５００で、大梁・柱に対して強度上の必要に応じて、大梁の梁成を高め、柱を太くする修正を行う。
【００２２】
ここで上述したＳ１００での初期条件設定について、当該処理のサブルーチンを示す図６を参照して更に詳細に説明する。Ｓ１１０で住宅の設計・物件情報を入力する。ここでは、荷重を計算するために必要な屋根種別、収納される重量物等の情報を入力する。Ｓ１２０で住宅の建設される地域を入力する。これは、後述するように、積雪時の荷重を求める際に、地域により基準となる積雪量が異なるため、地域を指定させることで、積雪量を特定する。続いて、Ｓ１３０で図１、図２に示す１、２階の伏図及び図示しない小屋梁部の伏図のデータを入力する。この伏図のデータとしては、当該住宅用の材木をプレカット加工するためにプレカットシステムにて生成されたデータを流用することができる。
【００２３】
続いて、Ｓ１４０で各層（階）ごとの固定荷重、積載荷重などの仮定荷重を設定する。固定荷重とは建物を構成する柱・梁等の建築物の自重である。したがって、構成材料により、それらの荷重を合計したものとなる。積載荷重とは、建築物内に収納される物や人間の重量である。ここでは、１層（階）での固定荷重、積載荷重を仮定し、２層（階）についても同様に固定荷重、積載荷重を仮定する。
【００２４】
Ｓ１４０での各層（階）における仮定荷重の設定が終わると、Ｓ１５０において各層（階）ごとの設計荷重の算出を行う。各層（階）における固定荷重、積載荷重を合計した荷重が設計荷重となり、この情報データを基に構造計算を行い、材料配置座標データを算出する。
【００２５】
次に、Ｓ１６０で位置データの変換を行う。先ず、各層（階）・各耐力壁の座標位置データ及び壁倍率αiを（Xi、Yi、Xj、Yj、αi）に変換する。即ち、図１２に示すように耐力壁Ｗの両端の座標（Xi、Yi、 Xj、Yj）を求め、座標で当該耐力壁Ｗを特定できるようにする。同様に、通常の壁（外壁・内壁）位置データを（Xi、Yi、Xj、Yj）に変換、柱の位置データ及び幅角ｄ、材種番号ｎを（Xi、Yi、d、n）に変換、最後に梁の位置データ及び幅ｄ、成ｈ、材種番号ｎを（Xi、Yi、Xj、Yj、d、h、n）に変換する。全ての位置データの変換が終わると、初期条件設定（Ｓ１００）のサブルーチンが終了する。
【００２６】
つぎに、主ルーチンを示す図５中のＳ２００での水平荷重に対する検討について、当該処理のサブルーチンを示す図７のフローチャートを参照して説明する。Ｓ２１０では、各層（階）・梁間・桁行方向毎の有効壁量及び壁耐力の算定を行う。ここで耐力壁とは、水平力、建物の自重等による鉛直力に対抗する壁体であり、各耐力壁の長さに壁倍率を乗じ、これを累計したものが有効壁量となる。また、壁耐力は、有効壁量に２００Kgf／ｍを乗じたものである。つぎに、地震力・風圧力に対する必要壁量の算定を行う（Ｓ２１２）。ここでは、有効壁量の必要壁量に対する比率が１．０以上であるように調整し、壁量の検討を終える。
【００２７】
Ｓ２１４では、地震力及び風圧力の算定を行い、続いてＳ２１６で地震力・風圧力における水平力に対する耐力の比率が１．０以下であるように調整し、耐力の検討を終了する。つぎに、Ｓ２１８で層間変形角及び剛性率の検討を行う。外壁材が構造体に追随して脱落しないためには、層間変形角が１／２００以下及び剛性率が０．６以上が必要である。特に、木造２階建てでは層間変形角は１／１２０以下となる。このステップでは、層間変形角が１／２００（１／１２０）以下、剛性率が０．６以上であるように調整し、確認されれば、次のステップに移る。
【００２８】
Ｓ２２０では、偏心率の検討を行う。各階平面の重心と耐力壁の剛性の中心である剛心のずれが偏心率であり、偏心率が０．３以下なら、耐力壁の配置バランスが良い建物である。このステップで、偏心率が０．３以下であるように調整をしたら、当該スッテップを終了し、Ｓ２２２に移る。
【００２９】
Ｓ２２２では保有水平耐力の検討を行う。ここで、終局状態における水平耐力が保有水平耐力である。各層（階）の必要保有水平耐力に対する各層（階）の保有水平耐力の比が１．０以下であるように調整をし、確認がされれば次のステップに移る。
【００３０】
最後に、Ｓ２３０で接合金物を選択する処理を行う。Ｓ２３０での処理が終了すると、水平荷重に対する検討（Ｓ２００）のサブルーチンを終了する。
【００３１】
このステップ２３０の接合金物の選択処理について、当該処理のサブルーチンを示す図８のフローチャートを参照して説明する。先ず、横架材に接合される柱を選択し（Ｓ２３２）、当該柱に加わる引抜き力の計算を行う（Ｓ２３４）。ここでは、次式により引き抜き力（柱の短期応力による引き抜き力：ｔ）ＶTを演算する。
【数１】
Ｖ＝（Ｑｈ／ｌ）β−ＶL
ここで、Ｑは地震力又は風圧力、ｈは耐力壁の柱の支点間距離、ｌは耐力壁の柱間距離、βは耐力壁の位置による押さえ効果の係数（０．５〜１．０）、ＶLは柱の軸力を表す。
【数２】
ＶT＝ΣＶS×β−ＶL
ここで、ΣＶSは水平力によって生じる柱の軸力の合計を表す。ここで、図１に示す伏図中の各柱について算出した引き抜き力を図３中に示す。なお、四角で囲まれている数値の上段は、Ｘ軸方向の引き抜き力を、下段はＹ軸方向の引き抜き力を表している。また、数値の記載されていない柱は、引き抜き力が無視できるほど小さいことを表している。
【００３２】
引き続き、当該柱は家屋の隅に配置されるかを判断する（Ｓ２３６）。即ち、図１中の柱（隅柱）Ｈ１のように隅に配設される際には、図１３（Ａ）に示すように横架材Ｏ１との間にＬ字状の接合金物ＣＰが取り付けられ、一方、図１中の柱Ｈ２のように隅以外では、図１３（Ｂ）に示すように横架材Ｏ１との間にＶ字状の接合金物（山形金物）ＶＰが取り付けられる。このため、柱に位置を判断する。
【００３３】
先ず、隅柱Ｈ１を処理する場合について説明する（Ｓ２３６：Ｙｅｓ）。引き抜き力が所定値（例えば、０．５ｔ）を越えるかを判断する（Ｓ２４０）。ここで、所定値未満の場合には（Ｓ２４０：Ｎｏ）、Ｌ字状の接合金物ＣＰが１個で引き抜き力に耐えられるため、Ｌ字状の接合金物ＣＰを１個選択する（Ｓ２４２）。他方、所定値を越える場合には（Ｓ２４０：Ｙｅｓ）、１個で引き抜き力に耐えられないため、Ｌ字状の接合金物ＣＰを２個選択する（Ｓ２４４）。これにより、図１４（Ａ１）を参照して後述するようにＣＰを２個取り付けるように隅柱Ｈ１に接合金物の識別情報（ＣＰ×２）を印字することで、図１３（Ａ）に示すように施工せしめる。
【００３４】
引き続き、図１４（Ａ１）に示すように接合金物の取り付け位置を指示する印刷面を決定するため、柱が外壁側かを判断する（Ｓ２５０）。ここで、隅柱Ｈ１は、外壁側であるため（Ｓ２５０：Ｙｅｓ）、外壁側に印字面を決定する（Ｓ２５４）。即ち、図１に示す伏図は、下側が南向きとなるように決められているため、隅柱Ｈ１は、外壁側である北側を印字面として決定する。他方、例えば、図１中の柱Ｈ３は、外壁側でないため（Ｓ２５０：Ｎｏ）柱Ｈ３の接合される東西方向の横架材Ｏ２に対しては、平行面であって北側に印字面を決定する（Ｓ２５２）。なお、南北方向の横架材上の柱に対しては、西面を印字面とする。
【００３５】
その後、コーナ接合金物があるかを判断する（Ｓ２５６）。ここでは、コーナ接合金物が無いため（Ｓ２５６：Ｎｏ）、柱への印字位置を決定する（Ｓ２６０）。即ち、柱の下側の仕口の基部から４０cmの位置を印字位置とする。そして、全ての柱について接合金物の選択が終了したかを判断し（Ｓ２６２）、選択が終了するまでは（Ｓ２６２：Ｎｏ）、Ｓ２３２に戻り、次の柱について接合金物の選択を行う。
【００３６】
柱が隅柱でない際の処理について説明する（Ｓ２３６：Ｎｏ）。まず、引き抜き力が所定値（例えば、０．５ｔ）を越えるかを判断する（Ｓ２３８）。ここで、所定値未満の場合には（Ｓ２３８：Ｎｏ）、Ｖ字状の接合金物ＶＰが１個で引き抜き力に耐えられるため、Ｖ字状の接合金物ＶＰを１個選択する（Ｓ２４６）。他方、所定値を越える場合には（Ｓ２３８：Ｙｅｓ）、Ｖ字状の接合金物ＶＰが１個では引き抜き力に耐えられないため、Ｖ字状の接合金物ＶＰと併せてコーナ用の接合金物Ｃを選択する（Ｓ２４８）。Ｌ字状の接合金物ＣＰと異なり、Ｖ字状の接合金物ＶＰは柱に２個取り付けることができないため、図１３（Ｂ）に示すようにＶ字状の接合金物ＶＰの側面側に取り付け可能なコーナ用の接合金物Ｃを選択する。
【００３７】
引き続き、図１４（Ｂ１）に示すように接合金物の取り付け位置を指示する印刷面を決定するため、柱が外壁側かを判断する（Ｓ２５０）。ここで、図１に示すように柱Ｈ２は、外壁側であるため（Ｓ２５０：Ｙｅｓ）、外壁側である北側を印字面として決定する（Ｓ２５４）。
【００３８】
その後、コーナ接合金物があるかを判断する（Ｓ２５６）。ここでは、柱Ｈ２にコーナ接合金物が取り付けられるため（Ｓ２５６：Ｙｅｓ）、コーナ接合金物の取り付け位置として、接合金物ＶＰの取り付け位置の示される面に対して直角な面を印字面として決定する（Ｓ２５８）。引き続き、柱への印字位置を決定する（Ｓ２６０）。そして、全ての柱について、接合金物の選択が全て終了すると（Ｓ２６２：Ｙｅｓ）、各階（１階土台部、２階床梁部、小屋梁部）の伏図中に接合金物の種別及び個数を入れて表示する（Ｓ２６４）。ここで、１階土台部に取り付けられる接合金物の表示を図４に示す。
【００３９】
そして、オペレータにより印刷が指示された場合には（Ｓ２６６：Ｙｅｓ）、図４に示す接合金物の表示を含む伏図を印刷する（Ｓ２６８）。該印刷物により現場施工者は、接合金物を容易に取り付けることができ、また、施工後に正しく接合金物が取り付けられたかを確認することが可能となる。
【００４０】
続いて、主ルーチンを示す図５に示すＳ５００（柱・大梁の修正）について、当該処理のサブルーチンである図９のフローチャートを参照して説明する。先ず、全ての計算が終了しているかを判断し（Ｓ５０２）、計算が終了する前は（Ｓ５０２：Ｎｏ）、Ｓ５１０で未選択の大梁を選択する。その後、Ｓ５２０でスパンＬの確認を行う。例えば、大梁の下側に管柱がある際には、大梁の端部−管柱間のスパンと、管柱−大梁の他端部間のスパンとを確認する。横架材の上に梁、根太などがある際にも、同様に荷重スパンを確認する。この確認が終了したら次のＳ５３０に移動する。
【００４１】
Ｓ５３０では、大梁にかかる荷重形式を選択する。荷重形式は、後述するように大梁上にある横架材の種類やスパンなどによって決定される。荷重形式の選択が終了すると、荷重形式と梁の検定式より構造計算を行う（Ｓ５４０）。
【００４２】
Ｓ５５０では、未選択の大梁があるかどうかを判別する。未選択の大梁があれば（Ｓ５５０：Ｙｅｓ）、Ｓ５１０に戻り、同様の処理を繰り返す。全ての大梁を選択して計算が終了すると（Ｓ５５０：Ｎｏ）、計算結果の表示の指定に待機する（Ｓ５６０）。
【００４３】
上述したＳ５３０での大梁にかかる荷重形式の選択について、当該処理のサブルーチンを示す図１０のフローチャートを参照して説明する。先ずＳ５３１では、指定した大梁の上に梁又は柱が存在するかを判定する。梁又は柱が存在する場合には（Ｓ５３１：Ｙｅｓ）、Ｓ５３８に進み、指定した大梁は集中荷重のみを受けていると判定する。
【００４４】
一方、梁又は柱が存在しない場合には（Ｓ５３１：Ｎｏ）、Ｓ５３２へ進み、指定した大梁に根太が架かり、かつ梁又は柱が存在するかどうかを判定する。根太が架かり、かつ梁又は柱が存在するなら（Ｓ５３２：Ｙｅｓ）、Ｓ５３９に進み、指定した大梁は等分布荷重と集中荷重を受けていると判定する。
【００４５】
ここでも大梁には根太はかかっておらず、かつ梁又は柱も存在しない時には（Ｓ５３２：Ｎｏ）、Ｓ５３３に進み、指定した大梁上に根太があるかどうかを判定する。根太があるなら（Ｓ５３３：Ｙｅｓ）、Ｓ５３７に進み、指定した大梁は等分布荷重のみを受けていると判定する。
【００４６】
指定した大梁上に根太はない場合には（Ｓ５３３：Ｎｏ）、Ｓ５３４に進み、大梁上に内壁があるかどうかを判定する。内壁があるなら（Ｓ５３４：Ｙｅｓ）、Ｓ５３３と同様にＳ５３７に進み、指定した大梁は等分布荷重のみを受けていると判定する。
【００４７】
内壁がないなら（Ｓ５３４：Ｎｏ）、Ｓ５３５へ進み、大梁上に外壁があるかどうかを判定する。外壁があるなら（Ｓ５３５：Ｙｅｓ）、同様にＳ５３７に進み、指定した大梁は等分布荷重のみを受けていると判定する。ここで、大梁上に外壁はない場合（Ｓ５３５：Ｎｏ）、Ｓ５３６へ進み、大梁上は床であると判定し、Ｓ５３７に進み、大梁は等分布荷重のみを受けていると判定する。以上の処理で荷重形式の判定（Ｓ５３０）を終了する。
【００４８】
ここで、上述したＳ５３８、Ｓ５３９、Ｓ５３７の荷重形式の判定処理の際に、大梁のスパンＬに加わる荷重（ｋｇ／ｍ）を算出する。ここでは、等分布荷重のみと判定した際には（Ｓ５３７）、次式により等分布荷重ωを演算する。
【数３】
ω（ｋｇ／ｍ）＝Ｗ（ｋｇ／ｍ2）×ｐ（ｍ）＋（壁単位荷重）×（高さ）
ここで、Ｗは、設計荷重を表し、ｐは梁負担幅を表す。なお、等分布荷重ωについてのみ計算式を示すが、上述したＳ５３８の集中荷重のみの場合、Ｓ５３９の等分布荷重と集中荷重の場合も、所定の演算式に基づき荷重を算出する。
【００４９】
図９を参照して上述したＳ５４０の構造算出処理について、当該処理のサブルーチンを示す図１１を参照して説明する。梁の検定式は荷重形式により決まるが、大梁が等分布荷重のみを受けていると判定された際の検定について説明する。先ず、長期及び短期の曲げ応力度を求める（Ｓ５４１）。長期の曲げ応力度ｆb（ｋｇ／ｃｍ2）は次式より求める。
【数４】
ｆb＝（３ωＬ2／ｈ2・４ｂ）
ここで、Ｌ（ｍ）はスパン、ｈ（ｍｍ）は大梁の梁成、ｂ（ｍｍ）は大梁の幅を表す。そして、短期の曲げ曲げ応力度Ｆb（ｋｇ／ｃｍ2）を求める。
【００５０】
次に、長期及び短期のせん断応力度を求める（Ｓ５４２）。長期のせん断応力度ｆsを次式より求める。
【数５】
ｆs＝１．５ωＬ／２ｂｈ
そして、短期のせん断応力度Ｆsを求める。
【００５１】
同様にして、長期・短期のたわみを算出し（Ｓ５４３）、長期・短期のめり込みを算出し（Ｓ５４４）、長期・短期の座屈応力を算出する（Ｓ５４５）。その後、小屋梁部以外、即ち、１階、２階については（Ｓ５４６：Ｎｏ）、柱荷重の水平力、長期、積雪時を算出し（Ｓ５４７）、処理を終了する。
【００５２】
ここでは、１階と２階とで共通項目を算出しているが、階毎に算出項目を変えることもできる。例えば、１階土台部については、柱荷重の水平力、長期、積雪時を算出し、横架材はめり込み、座屈、引き抜き力を算出し、２階床梁部については、柱荷重の水平力、長期、積雪時を算出し、横架材のせん断強度、曲げ、たわみ、めり込み、座屈、引き抜き力を算出し、小屋梁部に対しては、せん断強度、曲げ、たわみを算出する等である。なお、本実施形態では、算出項目として、長期、短期を算出し、この短期に積雪時の荷重を含めて計算するが、積雪時を短期荷重とは別に計算することもできる。また、荷重が等分布荷重と集中荷重からなる場合、及び、集中荷重のみからなる場合には、大梁の各スパンに対して同様の処理を行い、各スパンの内の最大値を求め、この値を表示する。
【００５３】
再び、図９を参照して構造計算に続く処理について説明する。Ｓ５４０での計算終了後は、計算結果の表示の指示に待機し（Ｓ５６０）、例えば、曲げ応力の表示の指示があると（Ｓ５６０：Ｙｅｓ）、各スパンについて、上記算出した長期、短期の曲げ応力の内のいずれか大きな値を選択した後（Ｓ５７０）、図１５に示すように伏図中に当該大きな方の値と長期・短期の種別を表示する（Ｓ５８０）。なお、Ｓ５７０における最大値の選択とは、柱・横架材を選択する際に考慮しなければならない値を選択することを意味し、例えば、比率の際には、最も低い側の値を選択する場合も含む概念である。
【００５４】
そして、該表示に基づき、オペレータにより横架材の高さ等の修正があった際には（Ｓ５９０：Ｙｅｓ）、ステップ５４０へ移行し、構造計算をやり直す。そして、計算結果の表示の指示に従い（Ｓ５６０：Ｙｅｓ）、最大値を選択し（Ｓ５７０）、伏図中に表示する（Ｓ５８０）。そして、修正の終了が指示されると（Ｓ５９２：Ｙｅｓ）、Ｓ５００での修正処理を終了する。
【００５５】
本実施形態では、構造計算により短期、長期の構造データを算出し、算出した構造データの内の考慮を必要とする側を選択し、建設物の図面上に表示する。このため、適切な材料を選択するために必要な構造データのみを表示することができる。
【００５６】
引き続き、上述した処理により得られた柱、横架材等に対する加工及び情報印字について説明する。図１６は、柱、横架材等に対する加工及び情報印字を行うプレカット工程のブロック図を示している。このプレカット工程では、木材の加工を行う加工機５４、加工機５４を制御する加工制御装置５２、木材を所望の向きへ反転する反転装置５８，６８、反転装置５８、６８を制御する反転制御装置５６、６６、印字装置６０、７０、及び、搬送ローラ８０、８２、８４を備え、加工制御装置５２、反転制御装置５６、６６及び印字装置６０、７０は、１台のコンピュータ５０により集中制御される。各印字装置６０、７０は、木材の端部を検出するための検出器６２、７２及び下方から上方に向けてインクを噴射するインクジェット式印字ヘッド６４，７４を備える。印字装置６０は、柱の位置情報である番付印字を行い、印字装置７０は、図１４を参照して上述した接合金物の識別情報の印字を行う。
【００５７】
ここでは、加工機５４による木材加工後の番付印刷について、図１７のフローチャートを参照して説明する。ここで番付とは、柱の位置情報であって、例えば、図１中の伏図で、隅柱Ｈ１には”ぬ１２”が、柱Ｈ２には”り１２”が、柱Ｈ３には”り９”が番付として印字され、この番付に従い特定された柱が、取り付けられる。
【００５８】
例えば、隅柱Ｈ１に対しては図１の内容の形状データ（伏図データ）から番付け”ぬ１２”が取得される（図１７のＳ６０２）。隅柱Ｈ１の加工が完了され、搬送ローラ８０を送られると、隅柱Ｈ１が南面を下にして搬送しているかを判断する（Ｓ６０４）。即ち、印字は南面に行うため、印字ヘッド６４にて下側から印字できるかを判断する。ここで、南面が下側にしていないときには（Ｓ６０４：Ｎｏ）、反転装置５８にて反転させ南面を下側にさせる（Ｓ６０６）。
【００５９】
そして、検出器６２にて隅柱Ｈ１の端部が検出されると（Ｓ６０８：Ｙｅｓ）、搬送ローラ８０の搬送速度から、印字ヘッド６４に対して、隅柱Ｈ１の印字位置まで搬送されたかを判断する（Ｓ６１０）。そして、印字位置まで搬送されると（Ｓ６１０：Ｙｅｓ）、図１９（Ａ２）に示すように仕口Ｓの上方に番付け”ぬ１２”を印字する。ここで、図１９（Ｂ２）は、柱Ｈ２の南面へ印字された番付け”り１２”を示している。
【００６０】
引き続き、図１８のフローチャートを参照して、柱材への接合金物情報の印字について説明する。番付印字が完了され、隅柱Ｈ１が南面を下にして搬送ローラ８２を送られると、接合金物の識別情報の印字面が南面かを判断する（Ｓ７０２）。ここで、隅柱Ｈ１は上述したように北面へ識別情報を印字するため（Ｓ７０２：Ｎｏ）、反転装置６８にて反転させ北面を下側にさせる（Ｓ７０４）。そして、検出器７２にて隅柱Ｈ１の端部が検出されると（Ｓ７０６：Ｙｅｓ）、搬送ローラ８２の搬送速度から、印字ヘッド７４に対して、隅柱Ｈ１の印字位置まで搬送されたかを判断する（Ｓ７０８）。そして、印字位置まで搬送されると（Ｓ７０８：Ｙｅｓ）、図１９（Ａ１）に示すように接合金物の識別情報”ＣＰ×２”を印字する。そして、他の面への印字が有るかを判断し（Ｓ７１２）、印字が無い場合には（Ｓ７１２：Ｎｏ）、処理を終了する。
【００６１】
ここで、図１の伏図に示す柱Ｈ２への接合金物の識別情報の印字について説明する。上述したＳ７０２〜Ｓ７１０の処理により、柱Ｈ２の北面に図１９（Ｂ１）に示すように接合金物の識別情報”ＶＰ”が印字される。その後、他の面への印字が有るかのＳ７１２の判断が、西面にコーナ接合金物の識別情報を印字する必要があるためＹｅｓとなる。先ず、搬送ローラ８２を逆搬送し（Ｓ７１４）、逆搬送が完了すると（Ｓ７１６：Ｙｅｓ）、西面が下向きになるように反転され（Ｓ７０４）、Ｓ７０６〜Ｓ７１０の処理により、図１９（Ｂ３）に示すように、西面にコーナ接合金物の識別情報である”Ｃ”が印字される。
【００６２】
なお、ここでは、柱への番付、接合金物の識別情報の印字についてのみ説明したが、横架材に対しても同様に印字がなされる。
【００６３】
本実施形態では、図１９（Ａ２）、図１９（Ｂ２）に示すように印字された番付に基づき、図１４（Ａ２）、図１４（Ｂ２）に示すように隅柱Ｈ１、柱Ｈ２等が配置される。そして、配置が完了した後、図１４（Ａ２）中の隅柱Ｈ１の北面を示す図１４（Ａ１）の接合金物の識別情報ＣＰ×２に従い、図１３（Ａ）に示すように接合金物ＣＰを２個取り付ける。同様に、図１４（Ｂ２）中の柱Ｈ２の北面を示す図１４（Ｂ１）の接合金物の識別情報ＶＰに従い、図１３（Ｂ）に示すように接合金物ＶＰを取り付け、柱Ｈ２の西面を示す図１４（Ｂ３）の接合金物の識別情報Ｃに従い、コーナ接合金物Ｃを取り付ける。
【００６４】
本実施形態の構成材への接合金物情報の印字方法及び接合金物情報の印字された構成材では、柱の接合金物の取り付け面に識別情報を印字するため、該印字に従い接合金物を適切に取り付けることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】  設計を行う住宅の１階の伏図である。
【図２】  設計を行う住宅の２階の伏図である。
【図３】  設計を行う住宅の１階に発生する引き抜き力の説明図である。
【図４】  図１に示す伏図中に接合金物の表示が加えられた表示画面の説明図である。
【図５】  第１実施形態の建築物の構造設計方法の主ルーチンを示すフローチャートである。
【図６】  図５中の初期条件設定処理のサブルーチンを示すフローチャートである。
【図７】  図５中の水平荷重に対する検討処理のサブルーチンを示すフローチャートである。
【図８】  図７中の接合金物の選択処理のサブルーチンを示すフローチャートである。
【図９】  図５中の大梁・柱の修正処理のサブルーチンを示すフローチャートである。
【図１０】  図８中の荷重形式決定処理のサブルーチンを示すフローチャートである。
【図１１】  図８中の構造算出処理のサブルーチンを示すフローチャートである。
【図１２】  耐力壁の位置データを示す説明図である。
【図１３】  図１３（Ａ）は、隅柱に取り付けられる接合金物の説明図であり、図１３（Ｂ）は、柱に取り付けられる接合金物の説明図である。
【図１４】  図１４（Ａ１）は、隅柱に印字される接合金物の識別情報の説明図であり、図１４（Ａ２）は、隅柱に印字される番付の説明図であり、図１４（Ｂ１）、（Ｂ３）は、柱に印字される接合金物の識別情報の説明図であり、図１４（Ｂ２）は、柱に印字される番付の説明図である。
【図１５】  図２に示す伏図中に応力の表示が加えられた表示画面の説明図である。
【図１６】  プレカット工程のブロック図である。
【図１７】  柱への番付印字の処理を示すフローチャートである。
【図１８】  柱への接合金物情報印字の処理を示すフローチャート。
【図１９】  図１９（Ａ１）は、隅柱に印字される接合金物の識別情報の説明図であり、図１９（Ａ２）は、隅柱に印字される番付の説明図であり、図１９（Ｂ１）、（Ｂ３）は、柱に印字される接合金物の識別情報の説明図であり、図１９（Ｂ２）は、柱に印字される番付の説明図である。
【符号の説明】
Ｏ１ 大梁
Ｈ１ 隅柱
Ｈ２ 柱
ＣＰ Ｌ字状接合金物
ＶＰ Ｖ字状接合金物
５０ コンピュータ
５２ 加工制御装置
５４ 加工機
５６、６６ 反転制御装置
５８、６８ 反転装置
６０、７０ 印字装置
６２，７２ 検出器
６４、７４ 印字ヘッド
８０，８２、８４ 搬送ローラ
【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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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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