(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
上部構造の荷重を載荷させる直接基礎部と鋼管杭からなる杭基礎部とを備えた構造物の基礎構造の選定システムであって、
前記直接基礎部の反力を算出する底版反力算出手段と、
前記鋼管杭の平面視での設置位置を設定する杭位置設定手段と、
前記杭位置設定手段によって設定された杭位置から、それぞれの杭位置での鋼管杭が分担する支配面積を設定し、その支配面積に作用する荷重から前記底版反力算出手段で算出された直接基礎部が負担する反力を除いて各杭位置が負担する杭反力を算出する杭反力算出手段と、
複数の鋼管杭の杭径と杭長の組み合わせが格納された杭種テーブルと、複数の鋼管杭の材料費及び施工費が格納された杭コストテーブルとを有するデータベース部と、
前記杭種テーブルから前記杭反力算出手段によって算出された前記杭反力を満たす杭径と杭長の組み合わせの鋼管杭を抽出する杭抽出手段と、
前記杭抽出手段で抽出されたそれぞれの鋼管杭に対応する材料費及び施工費を前記杭コストテーブルから抽出し、前記杭基礎部の施工に必要な杭費用を算出する総費用算出手段と、を備えたことを特徴とする基礎構造の選定システム。
【請求項２】
前記総費用算出手段では、前記杭基礎部の複数のパターンの杭費用を算出することを特徴とする請求項１に記載の基礎構造の選定システム。
【請求項３】
前記杭抽出手段では、前記杭種テーブルの中から適用可能な最大杭径にしたパターンと最小杭径にしたパターンの杭長をそれぞれ算出することを特徴とする請求項２に記載の基礎構造の選定システム。
【請求項４】
前記底版反力算出手段では、反力は表層地盤改良の適用の有無及び改良強度に合わせて算出されるとともに、
前記データベース部は、前記表層地盤改良の費用が格納された地盤改良テーブルを有しており、前記総費用算出手段では、前記杭基礎部の杭費用と表層地盤改良の地盤改良費用との和が総費用として算出されることを特徴とする請求項１乃至３のいずれか一項に記載の基礎構造の選定システム。
【請求項５】
前記杭種テーブルには、杭の周面の加工の有無に関するデータが格納されるとともに、
前記杭抽出手段では、前記加工の有無に合わせて算出した結果により前記杭反力を満たす杭径と杭長の組み合わせの鋼管杭を抽出することを特徴とする請求項１乃至４のいずれか一項に記載の基礎構造の選定システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、建物などの構造物の基礎構造を選定するための基礎構造の選定システムに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、建物を杭基礎で支持させるに際して、作用する分布荷重の大きさに応じて杭の長さを変えた構造が知られている（特許文献１，２など参照）。
【０００３】
例えば特許文献１に開示された構造物の不同沈下制御基礎は、同一建物内での不同沈下を抑えるために、分布荷重の大きさや沈下量の大きさに合わせて杭の長さを設定し、建物内で沈下量が均一になるようにしている。
【０００４】
また、特許文献２の図３には、同一の建物内で杭の長さを変えた杭基礎構造が開示されている。
【特許文献１】特開２００２−６１２０３号公報
【特許文献２】特開平１１−２５６５６３号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、前記した従来の基礎構造では、分布荷重の大きさや沈下量に合わせて杭の長さを決めているが、杭の構築に掛かる費用は必ずしも杭長に比例するものでない。
【０００６】
すなわち、杭の支持力（反力）は、杭長の他に杭径で調整することができるが、杭径によって施工時に使用する重機の種類が違ったり、重機によって杭を打設する際の打設効率が違ったり、施工範囲によって施工日数が変わったりするため、杭長が短くなるように選定するだけでは一概に経済的な杭基礎構造を選定したことにはならない。
【０００７】
そこで、本発明は、経済的に基礎構造を選定することが可能な基礎構造の選定システムを提供することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
前記目的を達成するために、本発明の基礎構造の選定システムは、上部構造の荷重を載荷させる直接基礎部と鋼管杭からなる杭基礎部とを備えた構造物の基礎構造の選定システムであって、前記直接基礎部の反力を算出する底版反力算出手段と、前記鋼管杭の平面視での設置位置を設定する杭位置設定手段と、前記杭位置設定手段によって設定された杭位置から、それぞれの杭位置での鋼管杭が分担する支配面積を設定し、その支配面積に作用する荷重から前記底版反力算出手段で算出された直接基礎部が負担する反力を除いて各杭位置が負担する杭反力を算出する杭反力算出手段と、複数の鋼管杭の杭径と杭長の組み合わせが格納された杭種テーブルと、複数の鋼管杭の材料費及び施工費が格納された杭コストテーブルとを有するデータベース部と、前記杭種テーブルから前記杭反力算出手段によって算出された前記杭反力を満たす杭径と杭長の組み合わせの鋼管杭を抽出する杭抽出手段と、前記杭抽出手段で抽出されたそれぞれの鋼管杭に対応する材料費及び施工費を前記杭コストテーブルから抽出し、前記杭基礎部の施工に必要な杭費用を算出する総費用算出手段と、を備えたことを特徴とする。
【０００９】
ここで、前記総費用算出手段では、前記杭基礎部の複数のパターンの杭費用を算出することができる。
【００１０】
また、前記杭抽出手段では、前記杭種テーブルの中から適用可能な最大杭径にしたパターンと最小杭径にしたパターンの杭長をそれぞれ算出するようにしてもよい。
【００１１】
さらに、前記底版反力算出手段では、反力は表層地盤改良の適用の有無及び改良強度に合わせて算出されるとともに、前記データベース部は、前記表層地盤改良の費用が格納された地盤改良テーブルを有しており、前記総費用算出手段では、前記杭基礎部の杭費用と表層地盤改良の地盤改良費用との和が総費用として算出されるように構成することもできる。
【００１２】
また、前記杭種テーブルには、杭の周面の加工の有無に関するデータが格納されるとともに、前記杭抽出手段では、前記加工の有無に合わせて算出した結果により前記杭反力を満たす杭径と杭長の組み合わせの鋼管杭を抽出することもできる。
【発明の効果】
【００１３】
このように構成された本発明の基礎構造の選定システムでは、各杭位置での杭反力を算出し、杭種テーブルに記録された鋼管杭の中からその条件を満たす杭径と杭長の鋼管杭を抽出する。そして、抽出された鋼管杭で杭基礎部を構築する場合に掛かる費用を総費用算出手段で算出する。
【００１４】
このため、設計条件を満たす基礎構造の中から経済的な基礎構造を容易に選定することができる。特に、杭基礎部の複数のパターンに対して一度に杭費用を算出させることで、杭費用を比較して最も経済的な基礎構造を選定することが容易にできる。
【００１５】
また、杭抽出手段において、最大杭径と最小杭径の杭長をそれぞれ算出して、それぞれの組み合わせパターンの費用を算出させれば、簡便なシステムでも経済的な基礎構造を選定することができる。
【００１６】
さらに、表層地盤改良に関する地盤改良費用も合わせた総費用を算出するようにすれば、基礎構造全体で見て最も経済的な組み合わせを選定することが容易にできる。
【００１７】
また、杭の周面加工の有無を選択することができれば、杭の表面加工によって材料費が上がる分と、地盤との付着力が増加して杭径を小さくできることによる費用の削減分とを考慮した杭費用の比較をおこなうことができ、最も経済的な基礎構造を容易に選定することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１８】
以下、本発明の最良の実施の形態について図面を参照して説明する。
【００１９】
図１は、本実施の形態の構造物の基礎構造の選定システムの構成を示したブロック図である。
【００２０】
この基礎構造の選定システムは、各種条件や座標などを入力する入力手段２と、杭の杭径と杭長の組み合わせの杭種や費用などのデータが格納されたデータベース部３と、入力手段１及びデータベース部３からデータを取り込んで演算をおこなう演算部２と、総費用などの結果を出力する出力手段４とから主に構成される。
【００２１】
この入力手段１は、各種数値や名称を入力する際などに使用されるキーボード、紙に印刷された平面図などを読み込む際などに使用されるスキャナ、画面上のポインタを移動させて入力をおこなう際などに使用されるマウスなどのポインティングデバイスなどから構成される。
【００２２】
また、データベース部３は、ハードディスク、ＣＤ−ＲＯＭ、フラッシュメモリなどの記憶媒体から必要なものを選択して構成すればよい。
【００２３】
さらに、このデータベース部３は、製品として流通しているなどで入手可能な鋼管杭７，・・・の杭径と杭長の組み合わせが杭種データとして記録された杭種テーブル３１と、鋼管杭７，・・・の材料費の単価、杭として打設する際の施工費などの単価などが記録された杭コストテーブル３２と、表層地盤改良に掛かる費用などが記録された地盤改良テーブル３３とを有している。なお、これらのテーブル３１，３２，３３は、データとして別々の構造であっても、一部又は全部が一体になっている構造であってもいずれでもよい。
【００２４】
さらに、出力手段４は、プリンタやモニタなどによって構成される。
【００２５】
また、演算部２は、図１に概略構成を示すように、底版反力算出手段２１と、杭位置設定手段２２と、杭反力算出手段２３と、杭抽出手段２４と、総費用算出手段２５とから主に構成される。
【００２６】
ここで、図２（ａ）に基づいて基礎構造を選定する構造物について説明すると、この構造物は戸建て住宅などの建物５であって、地盤８とは鉄筋コンクリート床版などによって形成される直接基礎部６を介して接している。そして、この直接基礎部６の下面が地盤８から受ける反力が、直接基礎部６が負担する反力となる。一方、地盤８が軟弱で地耐力が低いなどの理由で、図２（ｂ）に示すように表層を表層地盤改良部８０に改良した場合は、直接基礎部６の下面が表層地盤改良部８０から受ける反力が、直接基礎部６の負担する反力となる。
【００２７】
そして、この底版反力算出手段２１では、地盤８のＮ値、内部摩擦角、粘着力、一軸圧縮強度などの地盤調査から得られた各種パラメータに基づいて、直接基礎部６が負担する地盤反力８ａを反力として算出する（図２（ａ）参照）。
【００２８】
これに対して表層地盤改良部８０が構築された場合は、地盤改良設定手段２１１において、表層地盤改良による改良後の強度など改良効果に基づくパラメータの設定をおこない、その設定されたパラメータを使用して底版反力算出手段２１で直接基礎部６の地盤反力８ｂを反力として算定する（図２（ｂ）参照）。
【００２９】
また、杭位置設定手段２２では、平面視で建物５のどの位置に鋼管杭７，・・・を打設するかを設定する。すなわち、鋼管杭７，・・・を打設する位置及び数によって、上部構造である建物５から作用する荷重をどの鋼管杭７がどの程度負担するかが変わってくる。
【００３０】
ここでは、直接基礎部６の下面を各鋼管杭７，・・・が荷重を分担する領域に分割し、その分割された面積を各鋼管杭７，・・・の支配面積という。例えば、図４に示した建物５を例に説明すると、この建物５は、６体の平面視矩形の建物ユニット５１，・・・から構築されており、その建物ユニット５１，・・・の各隅部に鋼管杭７Ａ−７Ｌがそれぞれ配置される。この場合、例えば建物５の中心部に配置される鋼管杭７Ｅはその周囲の四つの矩形領域Ｅ，・・・が支配面積となり、建物５の角に配置される鋼管杭７Ａはその右下の一つの矩形領域Ａが支配面積となる。
【００３１】
そして、杭反力算出手段２３では、この支配面積に作用する荷重に基づいて各杭位置が負担する杭反力を算出する。また、この際、支配面積に作用する荷重から、底版反力算出手段２１で算出された直接基礎部６が負担する支配面積に応じた反力は差し引かれる。
【００３２】
一方、建物５の上載荷重５ａ−５ｃは、図２（ａ）に示すように建物５の位置で大きさが異なっており、直接基礎部６が負担する反力が位置に関わらず均一であると、上載荷重５ａ−５ｃから直接基礎部６の反力を差し引いた杭（例えば鋼管杭７Ａ，７Ｂ，７Ｅ）が負担する反力は、位置によって異なることになり、杭径が同じであれば杭長が異なることになる。但し、杭反力算出手段２３では、各杭位置で負担する杭反力を算出するだけで、その杭反力を満たす杭径及び杭長は杭抽出手段２４で算出する。
【００３３】
この杭抽出手段２４では、杭種テーブル３１に記録された複数の鋼管杭の杭径と杭長の組み合わせに対して、地盤調査から得られたパラメータなどに基づいてそれぞれ先端支持力７ａと周面摩擦力７ｂを算出し、その中から杭反力算出手段２３で算出した杭反力を満たす杭種を抽出する。
【００３４】
ここで、本実施の形態の鋼管杭７は、杭先端面に対する地盤８の反力である先端支持力７ａと、杭の周面と地盤８との付着に基づく周面摩擦力７ｂとの和を杭が負担する反力（支持力）としており、必ずしも硬い支持地盤８１に杭先端を貫入させる必要はない。
【００３５】
また、先端支持力７ａは底面積と地盤８の反力との積であるため杭径に比例し、周面摩擦力７ｂは杭周面積と地盤８の付着力との積であるため杭径と杭長に比例する。このため、同じ周面摩擦力７ｂが得られる鋼管杭７には、杭径が大きくて杭長が短いもの、杭径が小さくて杭長が長いもの、杭径と杭長が共に中間のものなどの複数の種類が存在する。
【００３６】
他方、鋼管杭７の材料費は、同じ杭径であれば杭長が長くなるほど高くなるのが一般的であるが、杭径が異なるものの材料費を比較する場合は杭長だけでは判断できず、汎用品として大量に生産されているかなどの他の要素が加わることもある。
【００３７】
また、鋼管杭７の周面に溝や凹凸などの表面加工を施した場合は、地盤８との付着力を加工が無い場合に比べて高く見積ることができるが、表面加工を施した鋼管杭７は、表面加工がされていないものより材料費が高価になるのが一般的である。
【００３８】
さらに、杭径が異なると、施工時に必要な重機の出力も変わってくるので、重機の使用料などに基づく施工費が変化することになる。このように杭基礎部７０を構築するための材料費及び施工費は、単純にある数式に杭径と杭長を代入すれば算出できるものではない。
【００３９】
そこで、総費用算出手段２５において、抽出された鋼管杭７に対して杭コストテーブル３２に記録された該当する材料費及び施工費を抽出し、それぞれの鋼管杭７，・・・を構築する際の材料費及び施工費を杭費用として算出する。
【００４０】
さらに、表層地盤改良を実施する場合には、この総費用算出手段２５において、地盤改良テーブル３３に記録された該当する材料費や施工費を抽出して地盤改良費用として算出する。
【００４１】
このような杭費用及び地盤改良費用の算出は、杭基礎部７０の鋼管杭７，・・・の組み合わせ及び鋼管杭７，・・・と表層地盤改良との組み合わせなどによって複数のパターンが抽出されている場合は、各パターンに対しておこない、それぞれ算出された総費用を、モニタやプリンタなどの出力手段４から出力する。
【００４２】
次に、本実施の形態の基礎構造の選定システムの処理の流れについて説明する。
【００４３】
図３は、この基礎構造の選定システムの処理の流れを示したフローチャートである。
【００４４】
まず、杭基礎部７０を構築する地盤８に対して地盤調査をおこない、基礎構造の設計の根拠となる物性値を設定する（ステップＳ１，Ｓ２）。
【００４５】
この地盤調査は、標準貫入試験やスウェーデン式サウンディング試験によっておこなうことができる。例えば標準貫入試験で得られるＮ値や採取された試料に対する載荷試験によって、内部摩擦角、粘着力、一軸圧縮強度などの各種パラメータを算出する。また、スウェーデン式サウンディング試験の測定値から換算Ｎ値を求め、各種パラメータを算出することもできる。
【００４６】
なお、この地盤調査は、過去にその地盤８に対しておこなわれた地盤調査の結果や、周辺でおこなわれた地盤調査の結果を援用することもできる。
【００４７】
また、この地盤調査と並行又は別途に、上部構造としての建物５の設計をおこなう（ステップＳ３）。この際、建物５が建物ユニット５１，・・・で構成される場合は、予め作成された荷重テーブルのデータが利用できるので、設計を簡略化することができる。
【００４８】
さらに、建物５の設計によって上載荷重５ａ−５ｃが決定すると、その上載荷重５ａ−５ｃを載荷させる直接基礎部６の設計をおこなう（ステップＳ４）。この直接基礎部６の設計では、鉄筋コンクリート床版の構築に使用するコンクリートの強度や配筋量などを決定する。
【００４９】
そして、建物５の設計及び直接基礎部６の設計によって算出された荷重が、基礎構造で支持させる荷重となる（ステップＳ５）。
【００５０】
この基礎構造で支持させる荷重は、まず、直接基礎部６で負担させることになる。そこで、ステップＳ２で算出した地盤のパラメータに基づいて、底版反力算出手段２１によって直接基礎部６の直下の反力を算出する（ステップＳ６）。
【００５１】
この直接基礎部６の直下の反力が、ステップＳ５で算出した荷重よりも大きければ、直接基礎部６だけで充分、建物５を支持できるとして計算を終了する（ステップＳ７）。他方、直接基礎部６の反力が上載荷重を下回っていれば、表層地盤改良の検討に入る（ステップＳ８）。
【００５２】
ここでは、地盤調査の結果と表層地盤改良の種類とによって改良される地盤の強度などが推定できるので、地盤改良設定手段２１１でそれらのパラメータの設定をおこない、表層地盤改良部８０を設けた場合の直接基礎部６の反力を底版反力算出手段２１で算出する。
【００５３】
そして、ここでも表層地盤改良によって増加した直接基礎部６の直下の反力が、ステップＳ５で算出した上載荷重よりも大きいか否かを比較し、表層地盤改良部８０と直接基礎部６だけで充分、建物５を支持できると判定された場合は、表層地盤改良を施工することとして計算を終了する（ステップＳ９，Ｓ１０）。
【００５４】
他方、ステップＳ９において表層地盤改良だけでは荷重条件を満たすことができないと判定された場合は、直接基礎部６と杭基礎部７０との複合基礎（パイルド・ラフト基礎）として以降の設計をおこなうことになる。
【００５５】
この際、表層地盤改良を施工する場合と施工しない場合の２通りの設計をおこなう（ステップＳ１１，Ｓ１４）。
【００５６】
まず、杭反力を算出するには、平面視で直接基礎部６のどの位置に杭を配置するかという杭位置の設定を、杭位置設定手段２２においておこなう。すなわち、杭位置及びその周辺に配置される杭の数によって、１箇所の杭が負担する荷重が異なってくる。
【００５７】
図４には、各建物ユニット５１，・・・の四隅に鋼管杭７Ａ−７Ｌを配置するとともに、その建物ユニット５１の内部を一点鎖線で示すように４等分し、各分割された領域Ａ−Ｌに基づいて各鋼管杭７Ａ−７Ｌの支配面積を設定した状態を説明する平面図を示した。
【００５８】
例えば、建物５の四隅に配置される鋼管杭７Ａ，７Ｃ，７Ｊ，７Ｌは一つの領域としか接していないため、支配面積は図４で領域Ａ，Ｃ，Ｊ，Ｌと記された一つの領域分となる。また、それ以外の建物５の側縁に配置される鋼管杭７Ｂ，７Ｄ，７Ｆ，７Ｇ，７Ｉ，７Ｋは、二つの領域に接しているため、支配面積は領域Ｂ，Ｄ，Ｆ，Ｇ，Ｉ，Ｋと記された二つの領域分となる。さらに、建物５の中央部に配置される鋼管杭７Ｅ，７Ｈは、四つの領域に接しているため、支配面積は領域Ｅ，Ｈと記された四つの領域分となる。
【００５９】
そして、各杭位置で必要な杭反力は、杭反力算出手段２３によってこの支配面積に基づいて算出される。すなわち、各鋼管杭７Ａ−７Ｌの各支配面積Ａ−Ｌに作用する荷重から、ステップＳ１２では地盤改良をおこなわない場合の直接基礎部６の各支配面積Ａ−Ｌ分の反力を差し引いて各杭反力が求められる。また、ステップＳ１５では、地盤改良をおこなう場合の直接基礎部６の各支配面積Ａ−Ｌ分の反力を差し引いて各杭反力が求められる。
【００６０】
続いて、算出された杭反力を満たす杭種を、杭抽出手段２４によって抽出する。例えば、ある杭反力を満たす杭種を抽出するために杭径を一つ決めると、その杭径から先端支持力７ａが算出され、杭反力からその先端支持力７ａを差し引いたものが周面摩擦力７ｂの負担分となる。この周面摩擦力７ｂは、杭径から算出される周長と杭長と地盤８との付着力との積で算定されるので、杭径が決まれば最低限必要な杭長が自ずと算出される。なお、杭と地盤８との付着力の大きさは、地盤調査の結果から導かれたパラメータだけでなく、杭周面の表面加工の有無や加工の種類によっても異なってくる。
【００６１】
そして、このようにして算出された杭長以上の杭長である杭種を、杭種テーブル３１から抽出すればよい。
【００６２】
図５（ａ）には杭種テーブル３１の一例を示した。この杭種テーブル３１には、市販されている鋼管杭７，・・・の管径と単位長さの組み合わせが記録されている。また、この図で例示した杭種テーブル３１には、各鋼管杭７，・・・の単価も記録されており、杭コストテーブル３２の役割の一部も果たしている。また、ここでは図示していないが、鋼管杭７，・・・の周面の加工の有無に関するデータをこの杭種テーブル３１に加えることもできる。
【００６３】
一方、杭径を変えると算出される杭長は異なってくるので、複数の杭径で計算をおこなえば杭反力を満たす杭径と杭長の組み合わせのパターンが複数、抽出される（ステップＳ１３，Ｓ１６）。
【００６４】
例えば、一つの現場で施工する杭径が杭位置毎に変わると、最大径に合わせた重機を用意しなければならなかったり、施工が煩雑になったりするので、杭径を一つのサイズに固定したパターンで計算をおこなう。このように杭径を一つに固定しても、各杭位置によって支配面積及び上載荷重が異なるので、杭長は様々になり、複数の杭種が抽出されることになる。
【００６５】
また、別のパターンとして杭径を別の値に変えて固定すると、上記とは杭径が異なっているので、支配面積及び上載荷重が同じでも杭長が変わることになり、ここでも様々な杭長の杭種が抽出される。
【００６６】
さらに、表層地盤改良をおこなっている場合は、表層地盤改良をおこなわない場合に比べて必要とされる杭反力は小さくなるので、杭位置設定手段２２において杭位置の設定からし直して杭反力を算出し（ステップＳ１５）、その杭反力を満たす杭種のパターンを抽出する（ステップＳ１６）。
【００６７】
そして、各パターンで抽出された杭種や表層地盤改良の有無及び種類に基づいて、杭コストテーブル３２及び地盤改良テーブル３３から該当する材料費及び施工費を抽出し、各パターンで基礎構造を構築する場合の総費用を算出する（ステップＳ１７）。
【００６８】
ここで、図５（ｂ）は、杭コストテーブル３２の一例を示したもので、施工費を算出する基準となるデータが記録されている。すなわち、杭の施工費は、杭径に対応する口径によって変わる重機の使用料などによって異なるので、口径毎の単位長さ当たりの単価がデータとして記録されている。
【００６９】
そして、図６には、パターンＩ，II，III，・・・の基礎構造の総費用を出力した結果を例示した。ここで、パターンＩでは、表層地盤改良はおこなわず、比較的小さな杭径で杭長を長くした場合の総費用を出力している。また、パターンIIでは、表層地盤改良はおこなわず、パターンＩと杭の本数は同じだが比較的大きな杭径で杭長を短くした場合の総費用を出力している。
【００７０】
さらに、パターンIIIでは、表層地盤改良をおこない、パターンＩより杭の本数を減らした基礎構造の総費用を出力している。
【００７１】
このように、荷重条件を満たすような基礎構造のパターンは、杭径と杭長の組み合わせ、地盤改良の有無、杭周面の表面加工の有無など多数の組み合わせによるものが存在し、その費用も使用材料の積算値の大きさなどだけでは単純に決められるものではないので、このように各パターンＩ−IIIの総費用がそれぞれ出力されると、最も経済的な基礎構造を選定することが容易にできる。
【００７２】
次に、本実施の形態の基礎構造の選定システムの作用について説明する。
【００７３】
このように構成された本実施の形態の基礎構造の選定システムでは、各杭位置で必要となる杭反力を算出し、杭種テーブル３１に記録された入手可能な鋼管杭７，・・・の中からその条件を満たす杭径と杭長の鋼管杭７を抽出する。この杭種テーブル３１に記録される杭種は、大量生産されており、安価に市場で入手できるものだけであってもよい。また、杭周面の表面加工の有無によって杭種テーブル３１を分けることもできる。
【００７４】
そして、抽出された鋼管杭７，・・・で杭基礎部７０を構築する場合に掛かる費用を総費用算出手段２５で算出する。
【００７５】
このため、設計条件を満たす基礎構造の中から経済的な基礎構造を容易に選定することができる。特に、杭基礎部７０の複数のパターンに対して一度に杭費用を算出させることで、出力された杭費用を比較して最も経済的な基礎構造を選定することができる。
【００７６】
さらに、表層地盤改良部８０の構築に関する地盤改良費用も合わせた総費用を算出するようにすれば、基礎構造全体で見て最も経済的な組み合わせを選定することが容易にできる。
【実施例】
【００７７】
以下、前記した実施の形態とは別の形態の実施例について説明する。なお、前記実施の形態で説明した内容と同一乃至均等な部分の説明については同一符号を付して説明する。
【００７８】
図７は、この実施例の基礎構造の選定システムの処理の流れを示したフローチャートである。
【００７９】
このフローチャートのステップＳ２１−Ｓ３０までの処理は、図３に示した前記実施の形態のステップＳ１−Ｓ１０までの対応する処理と同じ内容であるため、説明は省略する。
【００８０】
この実施例では、前記実施の形態と同様に表層地盤改良の有無のそれぞれにおいて杭反力を算出する（ステップＳ３１，Ｓ３２，Ｓ３５，Ｓ３６）。そして、各杭反力を満たす杭種を抽出する方法が前記実施の形態とは異なっている。
【００８１】
この実施例では、まず、杭種テーブル３１に記録された杭種の中から、最大杭径の杭径に固定し、その杭径に対して杭反力を満たすために必要な杭長を算出する（ステップＳ３３，Ｓ３７）。また、同様に、杭種テーブル３１に記録された杭種の中から、最小杭径の杭径に固定し、その杭径に対して杭反力を満たすために必要な杭長を算出する（ステップＳ３４，Ｓ３８）。
【００８２】
この４種類の計算によって算出される組み合わせ（パターン）は、表層地盤改良の有無のそれぞれに対して、最大杭径と最短杭長の組み合わせ、最小杭径と最長杭長の組み合わせという対極にあるパターンということになる。
【００８３】
そして、この４つのパターンに対してステップＳ３９で総費用を算出すると、いずれのパターンが最も経済的に実施できるかを容易に知ることができる。また、この出力結果を参照すれば、いずれの要因がコストに影響するかという定性的な判断もし易くなるので、調整が容易になる。
【００８４】
すなわち、このような実施例の構成によれば、杭抽出手段２４において、最大杭径と最小杭径の杭長をそれぞれ算出して、それぞれの組み合わせの費用を算出させるので、簡便なシステムで経済的な基礎構造を選定することができる。
【００８５】
なお、他の構成及び作用効果については、前記実施の形態と略同様であるので説明を省略する。
【００８６】
以上、図面を参照して、本発明の最良の実施の形態を詳述してきたが、具体的な構成は、この実施の形態又は実施例に限らず、本発明の要旨を逸脱しない程度の設計的変更は、本発明に含まれる。
【００８７】
例えば、前記実施の形態及び実施例では、複数のパターンＩ，II,III，・・・の総費用を算出する場合について説明したが、これに限定されるものではなく、実施する杭径が決まっている場合などであっても、杭長を杭反力に応じて算出するために本発明の基礎構造の選定システムを適用することができる。
【００８８】
また、前記実施の形態では、複数のパターンＩ，II,III，・・・の総費用を出力手段４から出力させたが、これに限定されるものではなく、総費用算出手段２５で複数のパターンＩ，II,III，・・・の総費用を算出した後に、最も総費用が安価なパターンを選択して、そのパターンだけ出力させることもできる。
【００８９】
さらに、前記実施の形態及び実施例では、表層地盤改良を実施する場合についても総費用の算定をおこなったが、これに限定されるものではなく、表層地盤改良に関する算定は省略することもできる。
【図面の簡単な説明】
【００９０】
【図１】本発明の最良の実施の形態の基礎構造の選定システムの機能を説明するブロック図である。
【図２】（ａ）は表層地盤改良を施工しない場合の基礎構造の構成を説明する説明図、（ｂ）は表層地盤改良を施工した場合の基礎構造の構成を説明する説明図である。
【図３】本発明の最良の実施の形態の基礎構造の選定システムの処理の流れを説明するフローチャートである。
【図４】各杭位置の支配面積を説明するための説明図である。
【図５】（ａ）は杭種テーブルの構造を例示する図で、（ｂ）は杭コストテーブルの構造を例示する図である。
【図６】選定された基礎構造の各パターンの総費用を出力した結果を例示する図である。
【図７】実施例の基礎構造の選定システムの処理の流れを説明するフローチャートである。
【符号の説明】
【００９１】
２１          底版反力算出手段
２１１        地盤改良設定手段
２２          杭位置設定手段
２３          杭反力算出手段
２４          杭抽出手段
２５          総費用算出手段
３            データベース部
３１          杭種テーブル
３２          杭コストテーブル
３３          地盤改良テーブル
５            建物（上部構造）
５ａ−５ｃ    上載荷重
６            直接基礎部
７０          杭基礎部
７，７Ａ−７Ｌ  鋼管杭
７ａ          先端支持力
７ｂ          周面摩擦力
８ａ，８ｂ    地盤反力
８０          表層地盤改良部
【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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