特許 6196490 架構体の設計方法

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】6196490

(24)【登録日】2017年8月25日

(45)【発行日】2017年9月13日

(54)【発明の名称】架構体の設計方法

(51)【国際特許分類】

   G06F 17/50 20060101AFI20170904BHJP

   E04B 1/00 20060101ALI20170904BHJP

   E04B 1/18 20060101ALI20170904BHJP

【ＦＩ】

   G06F17/50 680B

   E04B1/00ESW

   E04B1/18 A

   G06F17/50 604D

【請求項の数】12

【全頁数】41

(21)【出願番号】特願2013-158859(P2013-158859)

(22)【出願日】2013年7月31日

(65)【公開番号】特開2015-31984(P2015-31984A)

(43)【公開日】2015年2月16日

【審査請求日】2016年7月14日

(73)【特許権者】

【識別番号】000004673

【氏名又は名称】パナホーム株式会社

(73)【特許権者】

【識別番号】593006630

【氏名又は名称】学校法人立命館

(74)【代理人】

【識別番号】100104134

【弁理士】

【氏名又は名称】住友 慎太郎

(72)【発明者】

【氏名】佐田 貴浩

(72)【発明者】

【氏名】中川 大輔

(72)【発明者】

【氏名】吉富 信太

【審査官】 松浦 功

(56)【参考文献】

【文献】 特開２００９−０６９９０８（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０００−１４８８１８（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００４−２４５０４０（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０１４−１５３９９５（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｇ０６Ｆ １７／５０

Ｅ０４Ｂ １／００

Ｅ０４Ｂ １／１８

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

柱と梁とを含み、前記梁は、前記柱間を水平に継ぐ複数の大梁と、前記大梁で囲まれた水平架構面をさらに区分する複数の小梁とを含む建築物の架構体を、コンピュータを用いて設計するための方法であって、
前記水平架構面は、前記建築物の構造に基づいて前記小梁が必要とされる小梁の配置予定位置を含み、
前記コンピュータに、前記配置予定位置を含む設計制約条件を入力する条件入力工程と、
前記コンピュータが、前記設計制約条件に基づいて、前記小梁の配置を特定するための数値情報である染色体情報の複数種類からなる集団を生成する集団生成工程と、
前記コンピュータが、前記集団を用いて、前記小梁の配置の最適解を、遺伝的アルゴリズムに基づいて計算する最適化計算工程とを含み、
前記条件入力工程は、前記配置予定位置を通る第１小梁を配置するための第１小梁配置情報を含む小梁配置リストが入力され、
前記集団生成工程は、前記小梁配置リストから選択された前記第１小梁配置情報に基づいて、前記第１小梁が必ず含まれるように前記染色体情報を生成することを特徴とする架構体の設計方法。

【請求項2】

前記染色体情報は、前記第１小梁を定義するための第１情報部分と、前記配置予定位置とは無関係に定義される第２小梁を定義するための第２情報部分とを含み、
前記集団生成工程は、前記小梁配置リストから選択された前記第１小梁配置情報に基づいて、前記第１情報部分が定義される請求項１に記載の架構体の設計方法。

【請求項3】

前記第１情報部分は、前記各第１小梁それぞれについて、前記第１小梁の配置が定義される第１小梁遺伝子が設定され、
前記第１小梁遺伝子は、前記第１小梁配置情報を特定するための区分情報と、前記第１小梁の向きを示す方向情報とを含む請求項２に記載の架構体の設計方法。

【請求項4】

前記各水平架構面は、前記小梁によって複数個の小架構面に区分され、
前記第２情報部分は、１本の第２小梁毎に第２小梁遺伝子が設定され、
前記第２小梁遺伝子は、前記第２小梁が配置される前記水平架構面又は前記小架構面を特定する架構面情報と、前記第２小梁の向きを示す方向情報と、前記第２小梁の位置を特定する配置情報とをさらに含む請求項２又は３に記載の架構体の設計方法。

【請求項5】

前記第１小梁遺伝子は、前記第１小梁が前記水平架構面へ配置される順番を示す順番情報を含み、
前記第２小梁遺伝子は、前記第２小梁が水平架構面へ配置される順番を示す順番情報を含み、
前記第２小梁の前記順番は、前記第１情報部分で使用されている前記第１小梁の前記順番を除いて割り当てられる請求項４に記載の架構体の設計方法。

【請求項6】

前記小梁配置リストは、前記配置予定位置とは無関係に定義される第２小梁を配置するための第２小梁配置情報を含み、
前記集団生成工程は、前記小梁配置リストから選択された前記第１小梁配置情報及び第２小梁配置情報に基づいて、前記第１小梁及び前記第２小梁が含まれるように、前記染色体情報を生成する請求項１に記載の架構体の設計方法。

【請求項7】

前記染色体情報は、前記第１小梁及び前記第２小梁それぞれについて、前記第１小梁及び前記第２小梁の配置が定義される小梁遺伝子が設定され、
前記小梁遺伝子は、前記第１小梁配置情報又は前記第２小梁配置情報を特定するための区分情報と、前記第１小梁又は前記第２小梁の向きを示す方向情報とを含む請求項６に記載の架構体の設計方法。

【請求項8】

前記各水平架構面は、前記小梁によって複数個の小架構面に区分され、
前記小梁遺伝子は、前記第１小梁又は前記第２小梁が配置される前記水平架構面又は前記小架構面を特定する架構面情報をさらに含む請求項７に記載の架構体の設計方法。

【請求項9】

前記配置予定位置は、前記水平架構面内において、少なくとも２つの座標値で特定される配置予定直線を含む請求項１乃至８に記載の架構体の設計方法。

【請求項10】

前記建築物は、前記水平架構面に開口部を有し、
前記配置予定直線は、前記開口部の周囲の少なくとも一部に設定される請求項９に記載の架構体の設計方法。

【請求項11】

前記配置予定位置は、前記水平架構面内において、１つの座標値で特定される配置予定点を含む請求項１乃至１０のいずれかに記載の架構体の設計方法。

【請求項12】

前記建築物は、前記水平架構面で支持される小屋束を有し、
前記配置予定点は、前記小屋束を支える位置に設定される請求項１１に記載の架構体の設計方法。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、小梁の配置の最適解を、短時間で求めることができる架構体の設計方法に関する。

【背景技術】

【0002】

例えば、軸組工法による建築物の架構体は、柱及び梁等を含む構造部材を有している。また、梁は、柱間を水平に継ぐ複数の大梁と、大梁で囲まれた水平架構面をさらに区分する小梁とを含んでいる。

【0003】

小梁は、建築物の形状や荷重条件に応じて、その配置や断面形状等を含む設計因子が決定される。従来、建築物の形状や荷重条件を満たしつつ、架構体の強度を高めることができる設計因子を、コンピュータを用いて求めることが行われている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0004】

【特許文献1】特許第４７１２０７５号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0005】

例えば、小梁の配置の最適解を得るためには、例えば、複数種類の小梁の配置パターンを作成して、小梁の配置の最適解を計算することが考えられる。しかしながら、このような方法では、小梁が必要とされる位置に、小梁が配置されていない望ましくない配置パターンが作成されてしまうという問題があった。このような望ましくない配置パターンは、小梁の配置の最適解から除外される。従って、望ましくない配置パターンの数が増えるほど、計算効率が低下し、小梁の配置の最適解を求めるのに、多くの時間が必要になるという問題があった。

【0006】

本発明は、以上のような実状に鑑み案出されたもので、小梁の配置の最適解を、短時間で求めることができる架構体の設計方法を提供することを主たる目的としている。

【課題を解決するための手段】

【0007】

本発明に係る架構体の設計方法は、柱と梁とを含み、前記梁は、前記柱間を水平に継ぐ複数の大梁と、前記大梁で囲まれた水平架構面をさらに区分する複数の小梁とを含む建築物の架構体を、コンピュータを用いて設計するための方法であって、前記水平架構面は、前記建築物の構造に基づいて前記小梁が必要とされる小梁の配置予定位置を含み、前記コンピュータに、前記配置予定位置を含む設計制約条件を入力する条件入力工程と、前記コンピュータが、前記設計制約条件に基づいて、前記小梁の配置を特定するための数値情報である染色体情報の複数種類からなる集団を生成する集団生成工程と、前記コンピュータが、前記集団を用いて、前記小梁の配置の最適解を、遺伝的アルゴリズムに基づいて計算する最適化計算工程とを含み、前記条件入力工程は、前記配置予定位置を通る第１小梁を配置するための第１小梁配置情報を含む小梁配置リストが入力され、前記集団生成工程は、前記小梁配置リストから選択された前記第１小梁配置情報に基づいて、前記第１小梁が必ず含まれるように前記染色体情報を生成することを特徴とする。

【0008】

本発明に係る前記架構体の設計方法は、前記染色体情報は、前記第１小梁を定義するための第１情報部分と、前記配置予定位置とは無関係に定義される第２小梁を定義するための第２情報部分とを含み、前記集団生成工程は、前記小梁配置リストから選択された前記第１小梁配置情報に基づいて、前記第１情報部分が定義されるのが望ましい。

【0009】

本発明に係る前記架構体の設計方法は、前記第１情報部分は、前記各第１小梁それぞれについて、前記第１小梁の配置が定義される第１小梁遺伝子が設定され、前記第１小梁遺伝子は、前記第１小梁配置情報を特定するための区分情報と、前記第１小梁の向きを示す方向情報とを含むのが望ましい。

【0010】

本発明に係る前記架構体の設計方法は、前記各水平架構面は、前記小梁によって複数個の小架構面に区分され、前記第２情報部分は、１本の第２小梁毎に第２小梁遺伝子が設定され、前記第２小梁遺伝子は、前記第２小梁が配置される前記水平架構面又は前記小架構面を特定する架構面情報と、前記第２小梁の向きを示す方向情報と、前記第２小梁の位置を特定する配置情報とをさらに含むのが望ましい。

【0011】

本発明に係る前記架構体の設計方法は、前記第１小梁遺伝子は、前記第１小梁が前記水平架構面へ配置される順番を示す順番情報を含み、前記第２小梁遺伝子は、前記第２小梁が水平架構面へ配置される順番を示す順番情報を含み、前記第２小梁の前記順番は、前記第１情報部分で使用されている前記第１小梁の前記順番を除いて割り当てられるのが望ましい。

【0012】

本発明に係る前記架構体の設計方法は、前記小梁配置リストは、前記配置予定位置とは無関係に定義される第２小梁を配置するための第２小梁配置情報を含み、前記集団生成工程は、前記小梁配置リストから選択された前記第１小梁配置情報及び第２小梁配置情報に基づいて、前記第１小梁及び前記第２小梁が含まれるように、前記染色体情報を生成するのが望ましい。

【0013】

本発明に係る前記架構体の設計方法は、前記染色体情報は、前記第１小梁及び前記第２小梁それぞれについて、前記第１小梁及び前記第２小梁の配置が定義される小梁遺伝子が設定され、前記小梁遺伝子は、前記第１小梁配置情報又は前記第２小梁配置情報を特定するための区分情報と、前記第１小梁又は前記第２小梁の向きを示す方向情報とを含むのが望ましい。

【0014】

本発明に係る前記架構体の設計方法は、前記各水平架構面は、前記小梁によって複数個の小架構面に区分され、前記小梁遺伝子は、前記第１小梁又は前記第２小梁が配置される前記水平架構面又は前記小架構面を特定する架構面情報をさらに含むのが望ましい。

【0015】

本発明に係る前記架構体の設計方法は、前記配置予定位置は、前記水平架構面内において、少なくとも２つの座標値で特定される配置予定直線を含むのが望ましい。

【0016】

本発明に係る前記架構体の設計方法は、前記建築物は、前記水平架構面に開口部を有し、前記配置予定直線は、前記開口部の周囲の少なくとも一部に設定されるのが望ましい。

【0017】

本発明に係る前記架構体の設計方法は、前記配置予定位置は、前記水平架構面内において、１つの座標値で特定される配置予定点を含むのが望ましい。

【0018】

本発明に係る前記架構体の設計方法は、前記建築物は、前記水平架構面で支持される小屋束を有し、前記配置予定点は、前記小屋束を支える位置に設定されるのが望ましい。

【発明の効果】

【0019】

本発明は、柱と梁とを含み、前記梁は、前記柱間を水平に継ぐ複数の大梁と、前記大梁で囲まれた水平架構面をさらに区分する複数の小梁とを含む建築物の架構体を、コンピュータを用いて設計するための方法である。水平架構面は、前記建築物の構造に基づいて前記小梁が必要とされる小梁の配置予定位置を含んでいる。

【0020】

本発明の架構体の設計方法では、配置予定位置を含む設計制約条件を入力する条件入力工程と、設計制約条件に基づいて、小梁の配置を特定するための数値情報である染色体情報の複数種類からなる集団を生成する集団生成工程と、集団を用いて、小梁の配置の最適解を、遺伝的アルゴリズムに基づいて計算する最適化計算工程とを含んでいる。従って、本発明では、遺伝的アルゴリズムに基づいて、少ないサンプルから、染色体情報を時系列的に進化させることができるため、小梁の配置の最適解を短時間で得ることができる。

【0021】

条件入力工程は、前記配置予定位置を通る第１小梁を配置するための第１小梁配置情報を含む小梁配置リストが入力される。そして、集団生成工程では、小梁配置リストから選択された第１小梁配置情報に基づいて、第１小梁が必ず含まれるように染色体情報が生成される。このような架構体の設計方法では、配置予定位置に小梁が配置されていない望ましくない配置パターンを定義した染色体情報を防ぐことができる。従って、本発明の架構体の設計方法では、計算効率の低下を防ぐことができ、小梁の配置の最適解を、短時間で求めることができる。

【図面の簡単な説明】

【0022】

【図1】本実施形態の設計方法を実行するコンピュータの斜視図である。

【図2】建築物の架構体を示す斜視図である。

【図3】図２の架構体の平面図である。

【図4】（ａ）は、一本目の小梁が配置された水平架構面の平面図、（ｂ）は、二本目の小梁が配置された水平架構面の平面図である。

【図5】本実施形態の設計方法の処理手順の一例を示すフローチャートである。

【図6】本実施形態の基本情報入力工程の処理手順の一例を示すフローチャートである。

【図7】建築物の架構体の斜視図である。

【図8】（ａ）は、小梁を省いた第１水平架構面の平面図、（ｂ）は、小梁が配置された第１水平架構面の平面図である。

【図9】小梁配置リストの一例を示す概念図である。

【図10】染色体情報の複数種類からなる集団の概念図である。

【図11】第１水平架構面の第１情報部分及び第２情報部分の一例を示す概念図である。

【図12】本実施形態の集団生成工程の処理手順の一例を示すフローチャートである。

【図13】最も左側の第１小梁遺伝子座で定義される第１小梁の配置を説明する平面図である。

【図14】左から２番目の第１小梁遺伝子座で定義される第１小梁の配置を説明する平面図である。

【図15】小梁が配置されていない水平架構面を示す平面図である。

【図16】（ａ）、（ｂ）は、小梁が一本配置された水平架構面の平面図である。

【図17】１本目の第１小梁の配置を説明する平面図である。

【図18】２本目の第１小梁の配置を説明する平面図である。

【図19】３本目の第１小梁の配置を説明する平面図である。

【図20】４本目の第１小梁の配置を説明する平面図である。

【図21】５本目の第１小梁の配置を説明する平面図である。

【図22】１本目の第２小梁の配置を説明する平面図である。

【図23】２本目の第２小梁の配置を説明する平面図である。

【図24】最適化計算工程の処理手順の一例を示すフローチャートである。

【図25】第１目標変数及び第２目標変数の計算結果を示す線図である。

【図26】本実施形態の遺伝子操作工程の処理手順の一例を示すフローチャートである。

【図27】本実施形態の次世代集団生成工程の処理手順の一例を示すフローチャートである。

【図28】（ａ）は交叉前の染色体情報を示す概念図、（ｂ）は交叉後の染色体情報を示す概念図である。

【図29】突然変異を説明する概念図である。

【図30】本発明の他の実施形態の染色体情報を示す概念図である。

【図31】（ａ）は、この実施形態の小梁を省いた第１水平架構面の平面図、（ｂ）は、小梁が配置された第１水平架構面の平面図である。

【図32】本発明の他の実施形態の小梁配置リストの一例を示す概念図である。

【図33】架構面リストの一例を示す概念図である。

【図34】本発明の他の実施形態の集団生成工程の処理手順の一例を示すフローチャートである。

【図35】本発明の他の実施形態の第１水平架構面の小梁遺伝子の一例を示す概念図である。

【図36】１本目の小梁の配置を説明する平面図である。

【図37】２本目の小梁の配置を説明する平面図である。

【図38】３本目の小梁の配置を説明する平面図である。

【図39】４本目の小梁の配置を説明する平面図である。

【図40】５本目の小梁の配置を説明する平面図である。

【図41】６本目の小梁の配置を説明する平面図である。

【図42】７本目の小梁の配置を説明する平面図である。

【発明を実施するための形態】

【0023】

以下、本発明の実施の一形態が図面に基づき説明される。
本実施形態の架構体の設計方法（以下、単に「設計方法」ということがある）は、例えば、工業化住宅等の建築物の架構体を、コンピュータを用いて設計するための方法である。

【0024】

図１は、本実施形態の設計方法を実行するコンピュータの斜視図である。コンピュータ１は、本体１ａ、キーボード１ｂ、マウス１ｃ及びディスプレイ装置１ｄを含んでいる。この本体１ａには、例えば、演算処理装置（ＣＰＵ）、ＲＯＭ、作業用メモリ、磁気ディスクなどの記憶装置及びディスクドライブ装置１ａ１、１ａ２が設けられている。

【0025】

また、記憶装置には、本実施形態の設計方法の処理手順（プログラム）が予め記憶されている。この処理手順は、コンピュータ１の演算処理装置によって実行される。従って、コンピュータ１は、本発明の設計方法を実施するための設計装置１Ａとして構成される。

【0026】

図２は、建築物の架構体を示す斜視図、図３は、図２の架構体の平面図である。建築物Ｂの架構体２は、例えば、柱３及び梁４を含む構造部材を有している。梁４は、柱３、３間を水平に継ぐ複数の大梁７と、大梁７で囲まれた水平架構面９をさらに区分する小梁８とを含んでいる。これらの大梁７及び小梁８は、２階以上の床（図示省略）を支持するための床梁、又は、屋根１０を支持するための屋根梁として構成される。また、大梁７及び小梁８は、例えば、略横Ｈ字状の形鋼等から構成されている。

【0027】

さらに、建築物Ｂには、各水平架構面９に、階段や吹き抜け等の開口部１１、及び、水平架構面９で支持される小屋束１２を有している。開口部１１は、大梁７又は小梁８によって形成される。本実施形態の開口部１１は、例えば、図３の左下の水平架構面９において、第１辺１１ａ、第２辺１１ｂ、第３辺１１ｃ及び第４辺１１ｄから構成され、略矩形状に形成されている。また、小屋束１２は、図３の左下の水平架構面９において、一つ配置された第１小屋束１２ａから構成されている。このような小屋束１２は、その下端に、大梁７又は小梁８が配置されることにより、水平架構面９で支持される。

【0028】

図４（ａ）及び図４（ｂ）は、水平架構面の平面図である。図４（ａ）に示されるように、水平架構面９には、一本目の小梁８ａが配置されている。これにより、水平架構面９は、二個の小架構面１３に区分される。図４（ｂ）に示されるように、水平架構面９は、二本目の小梁８ｂが、二個の小架構面１３、１３の何れかに配置されることにより、三個の小架構面１３に区分される。このように、水平架構面９は、小梁８が配置されることにより、複数個の小架構面１３に区分される。

【0029】

本実施形態では、図４（ａ）において、二個の小架構面１３に区分された場合、水平架構面９の左下側の頂点である基準点１５ａに最も近い小架構面１３を第１小架構面１３ａとし、他方の小架構面１３を第２小架構面１３ｂとして区別している。さらに、本実施形態では、図４（ｂ）において、第２小架構面１３ｂ（図４（ａ）に示す）がさらに２個の小架構面１３に区分された場合、第２小架構面１３ｂの左下側の頂点である基準点１５ｂに最も近い小架構面１３を第２小架構面１３ｂとし、他方の小架構面１３を第３小架構面１３ｃとして区別している。

【0030】

図５は、本実施形態の設計方法の処理手順の一例を示すフローチャートである。この設計方法では、小梁８（図４に示す）の配置の最適解が計算され、その最適解に基づいて、架構体２及び建築物Ｂが製造される。

【0031】

本実施形態の設計方法では、先ず、コンピュータ１に、建築物Ｂの基本情報が入力される（基本情報入力工程Ｓ１）。図６は、本実施形態の基本情報入力工程の処理手順の一例を示すフローチャートである。

【0032】

本実施形態の基本情報入力工程Ｓ１では、先ず、建築物Ｂの形状が、コンピュータ１に入力される（工程Ｓ１１）。図７は、建築物の架構体の斜視図である。この工程Ｓ１１では、例えば、図２及び図３に示した建築物Ｂの柱３、大梁７、水平架構面９及び屋根１０（図３に示す）の形状や配置位置が、コンピュータ１に入力される。なお、この工程Ｓ１１では、最適解が計算される小梁８（図２及び図３に示す）は入力されていない。

【0033】

図７に示されるように、柱３及び大梁７は、予め定められた水平モジュール又は垂直モジュールを基準として、その配置や長さ等が設定されている。また、柱３及び大梁７は、例えば、ボルトがモデル化されたピン１６によって固定される。これにより、小梁８（図２に示す）を除いた架構体２及び水平架構面９が設定される。さらに、本実施形態の大梁７は、その長手方向がＸ軸方向、又は、Ｙ軸方向に沿って配置されている。

【0034】

また、柱３及び大梁７には、例えば、それらの断面形状や、断面２次モーメント等の構造計算に必要なパラメータが設定されている。このような柱３及び大梁７の配置等やパラメータは、いずれも数値データとして、コンピュータ１に記憶される。

【0035】

本実施形態の水平架構面９は、屋根１０（図３に示す）を支持する第１水平架構面９ａ〜第４水平架構面９ｄと、二階の床を支持する第５水平架構面９ｅ〜第８水平架構面９ｈとを含んでいる。

【0036】

図８（ａ）は、小梁８を省いた第１水平架構面９ａの平面図、図８（ｂ）は、小梁８が配置された第１水平架構面９ａの平面図である。図８（ａ）に第１水平架構面９ａが代表して示されるように、各水平架構面９ａ〜９ｈには、水平モジュールに準じて、等間隔に配された複数の節点１７が定義されている。このような各水平架構面９ａ〜９ｈは、コンピュータ１に記憶される。

【0037】

屋根１０（図３に示す）は、柱３及び梁４と同様に、水平モジュール又は垂直モジュールを基準として、その配置や形状が設定されている。このような屋根１０の配置等は、数値データとして、コンピュータ１に記憶される。

【0038】

次に、本実施形態では、建築物Ｂ（図２に示す）の荷重条件が、コンピュータ１に入力される（工程Ｓ１２）。荷重条件は、建築物Ｂに作用する外力に関する情報である。荷重条件は、建築物Ｂの各種仕様、例えば、外壁仕様、床仕様、屋根葺材、耐火仕様、耐震等級又は耐風等級などに基づいて入力される。このような荷重条件も数値データであり、コンピュータ１に記憶される。

【0039】

建築物基本情報は、一般的なＣＡＤや一貫構造計算システム等のソフトウェアを用いて設定することができる。本実施形態では、二階建ての建築物Ｂが一例として示されたが、例えば、一階建てや、三階建て以上のものでも良い。

【0040】

次に、コンピュータ１に、小梁８を架構体２に配置するための設計制約条件が入力される（条件入力工程Ｓ２）。本実施形態の設計制約条件としては、各水平架構面９ａ〜９ｈにおいて、小梁８の向き及び固定可能位置が含まれる。

【0041】

図８（ｂ）に示されるように、本実施形態の小梁８の向きとしては、その長手方向を基準として定義される。この長手方向は、図において、Ｘ軸方向、又は、Ｙ軸方向に限定される。なお、長手方向は、このような態様に限定されるわけではなく、例えば、Ｘ軸方向の成分と、Ｙ軸方向の成分とを含む任意の方向に限定されてもよい。

【0042】

本実施形態の小梁８の固定可能位置としては、水平モジュールに準じて定義された節点１７を基準に配置される。小梁８の両端８ｔ、８ｔは、大梁７又は小梁８に定義される節点１７に当接するように配置される。なお、大梁７又は小梁８の勝ち負けは、図において、「●」が勝ちを示し、「○」が負けを示している。

【0043】

さらに、設計制約条件には、各水平架構面９ａ〜９ｈに配置される小梁８の本数の上限値が含まれている。この上限値は、各水平架構面９ａ〜９ｈに配置可能な小梁８の最大本数以下に設定される。また、上限値は、架構体２に必要な強度や、コスト等の諸条件に応じて、任意に設定することができる。本実施形態の上限値には、例えば「７」が設定される。

【0044】

図８（ａ）に示されるように、設計制約条件には、小梁８の配置予定位置２１が含まれている。配置予定位置２１は、各水平架構面９ａ〜９ｈにおいて、小梁８が必要とされる位置である。このような配置予定位置２１は、建築物Ｂ（図２に示す）の構造に基づいて設定される。また、配置予定位置２１を通る小梁８（以下、単に「第１小梁２９」ということがある）は、各配置予定位置２１の全域に亘って配置される小梁８である。なお、第１小梁２９は、例えば、配置予定位置２１からはみ出して配置されてもよい。

【0045】

配置予定位置２１は、各水平架構面９ａ〜９ｈの各節点１７を基準に設定される。本実施形態の配置予定位置２１は、各水平架構面９ａ〜９ｈに定義される配置予定直線２１ａと、配置予定点２１ｂとが含まれる。

【0046】

配置予定直線２１ａは、各水平架構面９ａ〜９ｈにおいて、少なくとも２つの座標値（本実施形態では、２つの座標値）で特定される。この座標値は、配置予定直線２１ａの両端が配置される節点１７、１７の座標値である。このような配置予定直線２１ａは、例えば、開口部１１（図３に示す）の周囲や手摺（図示省略）の配置位置に設定される。本実施形態の配置予定直線２１ａは、開口部１１の周囲の少なくとも一部に設定され、開口予定位置２２として定義されている。この開口予定位置２２は、水平架構面９ａ〜９ｈ毎に設定される。

【0047】

開口予定位置２２は、例えば、第１水平架構面９ａにおいて、開口部１１の第１辺１１ａ（図３に示す）の位置を定義する第１開口予定位置２２ａ、第２辺１１ｂ（図３に示す）の位置を定義する第２開口予定位置２２ｂ、第３辺１１ｃ（図３に示す）の位置を定義する第３開口予定位置２２ｃ、及び、第４辺１１ｄ（図３に示す）の位置を定義する第４開口予定位置２２ｄが含まれる。

【0048】

配置予定点２１ｂは、各水平架構面９ａ〜９ｈにおいて、１つの節点１７の座標値で特定される。このような配置予定点２１ｂは、例えば、小屋束１２を支える位置や、太陽光パネル設置用架台の支柱位置（フラット屋根の場合）等に設定される。本実施形態の配置予定点２１ｂは、小屋束１２を支える位置に設定され、小屋束予定位置２３として定義される。この小屋束予定位置２３は、水平架構面９ａ〜９ｈ毎に設定される。

【0049】

小屋束予定位置２３は、例えば、第１水平架構面９ａにおいて、図３に示した第１小屋束１２ａの配置位置を定義する第１小屋束予定位置２３ａが含まれる。これらの設計制約条件は、コンピュータ１に記憶される。

【0050】

このような配置予定位置２１により、図８（ｂ）に示されるように、第１小梁２９は、例えば、第１水平架構面９ａにおいて、第１開口予定位置２２ａ（図８（ａ）に示す）を通る第１開口小梁２９ａと、第２開口予定位置２２ｂ（図８（ａ）に示す）を通る第２開口小梁２９ｂと、第３開口予定位置２２ｃ（図８（ａ）に示す）を通る第３開口小梁２９ｃと、第４開口予定位置２２ｄ（図８（ａ）に示す）を通る第４開口小梁２９ｄとが含まれる。さらに、第１小梁２９は、第１小屋束予定位置２３ａを通る第１小屋束小梁２９ｅが含まれる。

【0051】

本実施形態の条件入力工程Ｓ２では、図８（ａ）に示した配置予定位置２１に基づいて、水平架構面９ａ〜９ｈ毎に小梁配置リストが入力される。本実施形態の小梁配置リストは、図８（ｂ）に示した各第１小梁２９を配置するための第１小梁配置情報を含むものである。図９は、本実施形態の第１水平架構面９ａの小梁配置リストの概念図である。

【0052】

小梁配置リスト２５は、例えば、第１水平架構面９ａにおいて、図８（ｂ）に示した第１開口小梁２９ａ、第２開口小梁２９ｂ、第３開口小梁２９ｃ、第４開口小梁２９ｄ及び第１小屋束小梁２９ｅを配置するための各第１小梁配置情報３６ａが定義される。これらの第１小梁配置情報３６ａは、各小梁２９ａ〜２９ｅを区別する区分情報と、各小梁２９ａ〜２９ｅの位置が指定された位置情報とが含まれる。

【0053】

区分情報としては、各水平架構面９ａ〜９ｈ（図７に示す）において、第１小梁２９毎に割り当てられた数値範囲が設定される。例えば、第１水平架構面９ａにおいて、各小梁２９ａ〜２９ｅ（図８（ｂ）に示す）の区分情報は、０．００〜１．００の数値範囲を、小梁２９ａ〜２９ｅ毎に等分（５等分）した数値範囲からなる。本実施形態の区分情報の詳細は、次のとおりである。
第１開口小梁２９ａの区分情報：０．００以上かつ０．２０以下
第２開口小梁２９ｂの区分情報：０．２１以上かつ０．４０以下
第３開口小梁２９ｃの区分情報：０．４１以上かつ０．６０以下
第４開口小梁２９ｄの区分情報：０．６１以上かつ０．８０以下
第１小屋束小梁２９ｅの区分情報：０．８１以上かつ１．００以下

【0054】

なお、本実施形態の区分情報は、０〜１の数値範囲を、第１小梁２９毎に等分するものが示されたが、これに限定されるわけではない。例えば、特定の第１小梁２９の区分情報を、他の第１小梁２９の区分情報よりも大きな数値範囲に設定してもよい。

【0055】

位置情報は、各第１小梁２９の配置予定位置２１（図８（ａ）に示す）に基づいて定義される。例えば、第１水平架構面９ａにおいて、第１開口小梁２９ａ〜第４開口小梁２９ｄの位置情報としては、第１開口予定位置２２ａ〜第４開口予定位置２２ｄの両端の節点１７、１７（図８（ａ）に示す）の座標値が設定される。また、第１小屋束小梁２９ｅの位置情報としては、第１小屋束予定位置２３ａの一つの節点１７の座標値が設定される。このような位置情報により、各小梁２９ａ〜２９ｅが配置される位置が指定される。本実施形態の位置情報の詳細は、次のとおりである。なお、これらの設計制約条件は、コンピュータ１に記憶される。
Ａ：第１開口予定位置の両端の節点の座標値
Ｂ：第２開口予定位置の両端の節点の座標値
Ｃ：第３開口予定位置の両端の節点の座標値
Ｄ：第４開口予定位置の両端の節点の座標値
Ｅ：第１小屋束予定位置の節点の座標値

【0056】

次に、コンピュータ１が、設計制約条件に基づいて、染色体情報の複数種類からなる集団を生成する（集団生成工程Ｓ３）。染色体情報は、小梁８（図８（ｂ）に示す）の配置を特定するための数値情報である。図１０は、染色体情報の複数種類からなる集団の概念図、図１１は、第１水平架構面９ａの第１情報部分、及び、第２情報部分の一例を示す概念図である。また、図１２は、本実施形態の集団生成工程Ｓ３の処理手順の一例を示すフローチャートである。

【0057】

本実施形態の集団生成工程Ｓ３では、先ず、コンピュータ１に、小梁８（図８（ｂ）に示す）が定義される（工程Ｓ３１）。小梁８は、断面形状や、断面２次モーメント等が定義された数値データである。このような数値データは、コンピュータ１に記憶される。

【0058】

次に、コンピュータ１に、染色体情報が定義される（工程Ｓ３２）。図１０に示されるように、各染色体情報２６は、図７に示した水平架構面９ａ〜９ｈ毎に、前記第１小梁２９（図８（ｂ）に示す）を定義するための第１情報部分２７と、配置予定位置２１とは無関係に定義される第２小梁３０（図８（ｂ）に示す）を定義するための第２情報部分２８とを含んでいる。このような染色体情報２６が複数種類設定されることによって、集団３１が生成される。

【0059】

第１情報部分２７には、各第１小梁２９（図８（ｂ）に示す）のそれぞれについて、第１小梁２９の配置を定義する第１小梁遺伝子が格納可能な第１小梁遺伝子座３３が設定される。第１小梁遺伝子座３３は、各水平架構面９ａ〜９ｈにおいて、第１小梁２９毎に割り当てられる。従って、図１１に示されるように、第１水平架構面９ａの第１情報部分２７では、５個の第１小梁遺伝子座３３（３３Ａ〜３３Ｅ）が定義される。本実施形態では、第１小梁遺伝子座３３に格納される第１小梁遺伝子に基づいて、図において最も左に配置される第１小梁遺伝子座３３から順番に、該第１小梁２９の配置が定義される。

【0060】

本実施形態の第１小梁遺伝子は、小梁配置リスト２５（図９に示す）の第１小梁配置情報３６ａを特定するための区分情報と、第１小梁２９（図８（ｂ）に示す）の向きを示す方向情報とが含まれている。従って、各第１小梁遺伝子座３３は、区分情報を格納可能な区分遺伝子座３３ａと、方向情報を格納可能な方向遺伝子座３３ｂとが設定される。このような第１情報部分２７は、コンピュータ１に記憶される。

【0061】

第２情報部分２８は、１本の第２小梁３０（図８（ｂ）に示す）毎に、第２小梁遺伝子が設定される。従って、第２情報部分２８には、第２小梁遺伝子が格納される少なくとも一つの第２小梁遺伝子座３４が設定される。

【0062】

第２小梁遺伝子座３４は、各水平架構面９ａ〜９ｈ（図７に示す）において、設計制約条件で設定された小梁８の本数の上限値（本実施形態では、７個）と、第１情報部分２７の第１小梁遺伝子座３３の個数（本実施形態では５個）との差と同一の個数分（本実施形態では、２個）のみ作成される。これにより、染色体情報２６は、各水平架構面９ａ〜９ｈにおいて、第１小梁遺伝子座３３と、第２小梁遺伝子座３４とを合わせて、設計制約条件で設定された小梁８の上限値分の遺伝子座を設定することができる。本実施形態の第２情報部分２８では、第２小梁遺伝子座３４に格納される第２小梁遺伝子に基づいて、図において最も左に配置される第２小梁遺伝子座３４から順番に、第２小梁３０の配置が定義される。

【0063】

本実施形態の第２小梁遺伝子は、第２小梁３０（図８（ｂ）に示す）が配置される水平架構面９又は小架構面１３（図４に示す）を特定する架構面情報と、第２小梁３０の向きを示す方向情報と、第２小梁３０の位置を特定する配置情報とが含まれる。このため、第２小梁遺伝子座３４は、架構面情報を格納可能な架構面遺伝子座３４ａと、方向情報を格納可能な方向遺伝子座３４ｂと、配置情報を格納可能な配置遺伝子座３４ｃとが含まれる。このような第２情報部分２８は、コンピュータ１に記憶される。

【0064】

次に、コンピュータ１が、染色体情報２６の第１情報部分２７に、第１小梁遺伝子を格納する（工程Ｓ３３）。この工程Ｓ３３では、区分遺伝子座３３ａに格納される区分情報、及び、方向遺伝子座３３ｂに格納される方向情報が設定される。

【0065】

本実施形態の区分情報は、小梁配置リスト２５から第１小梁配置情報３６ａ（図９に示す）を特定するための情報である。このため、区分遺伝子座３３ａに格納される区分情報は、小梁配置リスト２５の区分情報が取りうる「０．００〜１．００」の数値範囲から、乱数関数に従ってランダムに決定される。

【0066】

図１３は、最も左側の第１小梁遺伝子座３３Ａで定義される第１小梁２９の配置を説明する平面図、図１４は、左から２番目の第１小梁遺伝子座３３Ｂの第１小梁２９の配置を説明する平面図である。図１３に示されるように、最も左側の第１小梁遺伝子座３３Ａは、区分遺伝子座３３ａの区分情報が「０．４１」である。この区分情報は、小梁配置リスト２５において、第３開口小梁２９ｃの区分情報（０．４１以上かつ０．６０以下）の範囲内にある。これにより、第３開口小梁２９ｃの第１小梁配置情報３６ａが選択され、その位置情報「Ｃ」に基づいて、第３開口小梁２９ｃの配置が定義される。なお、第３開口小梁２９ｃは、その向きが一意に定められるため、方向遺伝子座３３ｂの方向情報については無視される。

【0067】

また、本実施形態では、選択された第３開口小梁２９ｃの第１小梁配置情報３６ａが、小梁配置リスト２５から削除される。そして、小梁配置リスト２５が、第１開口小梁２９ａ、第２開口小梁２９ｂ、第４開口小梁２９ｄ及び第１小屋束小梁２９ｅの各第１小梁配置情報３６ａに基づいて再構築される。これにより、図１４に示されるように、小梁配置リスト２５は、第１開口小梁２９ａ、第２開口小梁２９ｂ、第４開口小梁２９ｄ、及び、第１小屋束小梁２９ｅを含む第１小梁配置情報３６ａから構成される。

【0068】

左から２番目の第１小梁遺伝子座３３Ｂは、区分遺伝子座３３ａの区分情報が「０．２８」である。この区分情報は、小梁配置リスト２５において、第２開口小梁２９ｂの区分情報（０．２６以上かつ０．５０以下）の範囲内にある。これにより、第２開口小梁２９ｂの第１小梁配置情報３６ａが選択され、位置情報「Ｂ」に基づいて、第２開口小梁２９ｂの配置が定義される。なお、第２開口小梁２９ｂは、その向きが一意に定められるため、方向遺伝子座３３ｂの方向情報については無視される。また、選択された第２開口小梁２９ｂの第１小梁配置情報３６ａは、小梁配置リスト２５から削除され、小梁配置リスト２５が再構築される。

【0069】

このように、第１情報部分２７は、区分遺伝子座３３ａの区分情報に基づいて、再構築される小梁配置リスト２５から小梁２９ａ〜２９ｅの位置情報を取得することができるため、各小梁２９ａ〜２９ｅを特定する情報を別途保持する必要がない。このため、第１情報部分２７は、その染色体情報２６の構造を簡略化しつつ、各第１小梁２９ａ〜２９ｅが重複して配置されるのを防ぐことができる。

【0070】

しかも、区分遺伝子座３３ａの区分情報は、乱数関数に従ってランダムに決定されるため、各小梁２９ａ〜２９ｅの配置順が異なる様々なバリエーションの配置を設定することができる。なお、各小梁２９ａ〜２９ｅの配置を定義する度に、小梁配置リスト２５が再構築されるが、初期の小梁配置リスト２５（図９に示す）は、コンピュータ１に常に保持されている。従って、コンピュータ１は、染色体情報２６が再定義されても、初期の小梁配置リスト２５を用いて、各小梁２９ａ〜２９ｅの配置を適宜認識することができる。

【0071】

方向情報は、上述のとおり、第１小梁２９の向きを示すものである。本実施形態の方向情報は、第１小梁２９の長手方向の向きが定義される。また、方向情報は、少なくとも一桁の文字又は数値、本実施形態では少なくとも一桁の数値で定義される。本実施形態の方向情報がとり得る各数値は１又は２であり、詳細は次のとおりである。
１：Ｘ軸方向と平行
２：Ｙ軸方向と平行

【0072】

方向情報は、乱数関数に従ってランダムに決定される。このような方向情報により、第第１小屋束小梁２９ｅの向きが決定される。一方、第１開口小梁２９ａ〜第４開口小梁２９ｄの向きついては、区分遺伝子座３３ａの区分情報（小梁配置リスト２５に格納されている位置情報）に基づいて一意に定められる。このため、第１開口小梁２９ａ〜第４開口小梁２９ｄの方向情報は、実質的に意味をなしていない。このように、本実施形態では、第１小屋束小梁２９ｅの方向情報とともに、第１開口小梁２９ａ〜第４開口小梁２９ｄの方向情報についても同様に決定する処理を実施することにより、処理手順を簡略化することができる。

【0073】

次に、コンピュータ１が、染色体情報２６の第２情報部分２８に、第２小梁遺伝子を格納する（工程Ｓ３４）。この工程Ｓ３４では、図１１に示されるように、架構面遺伝子座３４ａに格納される架構面情報、方向遺伝子座３４ｂに格納される方向情報、及び、配置遺伝子座３４ｃに格納される配置情報が設定される。

【0074】

架構面情報は、図７に示した各水平架構面９ａ〜９ｈにおいて、第２小梁３０（図８（ｂ）に示す）が配置される水平架構面９又は小架構面１３（図４（ａ）、（ｂ）に示す）を特定するものである。本実施形態の架構面情報は、最後の小梁８（７本目の小梁８）が配置された後に形成される小架構面１３（本実施形態では第８小架構面（図示省略））を除いて定義される。本実施形態の架構面情報は、例えば次のとおりである。
０：第２小梁の配置なし
１：水平架構面又は第１小架構面
２：第２小架構面
３：第３小架構面
４：第４小架構面
５：第５小架構面
６：第６小架構面
７：第７小架構面

【0075】

図１５は、小梁８が配置される前の水平架構面９を示す平面図である。例えば、架構面遺伝子座３４ａの架構面情報が「１」の場合、第２小梁３０は、水平架構面９に配置される。一方、架構面情報が「０」の場合、第２小梁３０は、水平架構面９に配置されない。

【0076】

図１６（ａ）、（ｂ）は、小梁８が一本配置された水平架構面９の平面図である。この第１水平架構面９ａには、第１小架構面１３ａ及び第２小架構面１３ｂが形成されている。図１６（ａ）に示されるように、架構面遺伝子座３４ａの架構面情報が「１」の場合、第２小梁３０は、第１小架構面１３ａに配置される。図１６（ｂ）に示されるように、架構面情報が「２」の場合、第２小梁３０は、第２小架構面１３ｂに配置される。

【0077】

本実施形態では、架構面情報が、該当する小架構面１３が存在しない「３」以上の場合、例えば、水平架構面９に区分されている小架構面１３のうち、最後に区分された小架構面１３（本実施形態では、第２小架構面１３ｂ）に、第２小梁３０が配置される。なお、このような態様に限定されるわけではなく、例えば、架構面情報の数値に基づいて、第１小架構面１３ａから最後の小架構面１３（本実施形態では、第２小架構面１３ｂ）までの間で巡回させて、第２小梁３０が配置される小架構面１３が決定されてもよい。例えば、架構面情報が「３」の場合は、１番目の第１小架構面１３ａ、及び、２番目の第２小架構面１３ｂを経て、３番目の第１小架構面１３ａに第２小梁３０が配置される。

【0078】

このように、架構面情報は、第２小梁３０が配置される水平架構面９又は小架構面１３を特定することができる。本実施形態の架構面情報は、上記の架構面情報０〜７から、乱数関数に従ってランダムに決定される。

【0079】

方向情報は、第２小梁３０の向きを示すものである。本実施形態の方向情報は、第１小梁遺伝子の方向情報と同様に、第２小梁３０の長手方向の向きが定義される。本実施形態の方向情報がとり得る各数値は１又は２であり、詳細は次のとおりである。なお、方向情報は、乱数関数に従ってランダムに決定される。
１：Ｘ軸方向と平行
２：Ｙ軸方向と平行

【0080】

配置情報は、第２小梁３０の位置を特定するものである。図１５に示されるように、本実施形態の第２小梁３０の位置は、一対の端部８ｔ、８ｔのうち、水平架構面９又は小架構面１３（図１６（ａ）、（ｂ）に示す）の基準点１５ａ、１５ｂに最も近い端部（以下、単に「基準端部」ということがある）１８に基づいて設定される。

【0081】

配置情報は、第２小梁３０が配置される水平架構面９又は小架構面１３（図１６（ａ）、（ｂ）に示す）において、基準端部１８が当接する辺３５の長さＬ２と、基準点１５ａ、１５ｂと第２小梁３０の基準端部１８との距離Ｌ１との比（Ｌ１／Ｌ２）で定義される。従って、配置情報がとりうる数値は、０．００〜１．００である。なお、配置情報は、乱数関数に従って、ランダムに決定される。

【0082】

図１５には、架構面遺伝子座３４ａの架構面情報が「１」、方向遺伝子座３４ｂの方向情報が「２」、及び、配置遺伝子座３４ｃの配置情報が「０．３５」の場合が例示される。この場合、第２小梁３０の基準端部１８の位置は、基準端部１８が当接する水平架構面９の辺３５（Ｘ軸方向）の長さＬ２に対して、水平架構面９の基準点１５ａからの距離Ｌ１（Ｘ軸方向）が０．３５近傍の節点１７で定義される。

【0083】

図１６（ｂ）には、例えば、架構面遺伝子座３４ａの架構面情報が「２」、方向遺伝子座３４ｂの方向情報が「１」、及び、配置遺伝子座３４ｃの配置情報が「０．６５」の場合が例示される。この場合、第２小梁３０の基準端部１８の位置は、基準端部１８が当接する第２小架構面１３ｂの辺３５（Ｙ軸方向）の長さＬ２に対して、第２小架構面１３ｂの左下側の頂点である基準点１５ｂからの距離Ｌ１（Ｙ軸方向）が０．６５近傍の節点１７で定義される。

【0084】

このように、本実施形態の配置情報は、第２小梁３０の基準端部１８の固定位置を定義することができる。従って、第２小梁３０の配置は、架構面情報、方向情報及び配置情報によって定義される。

【0085】

また、架構面遺伝子座３４ａの架構面情報が「０」の場合、当該第２小梁３０が配置されないため、配置遺伝子座３４ｃの配置情報には、例えば、他の位置情報と区別する記号（例えば、「＊」等）が入力されてもよい。

【0086】

なお、本実施形態の配置情報は、第２小梁３０が、開口部１１（図８（ｂ）に示す）の内部を横切って配置されない値が設定されるまで、生成が繰り返されるのが望ましい。これにより、開口部１１の内部を横切る第２小梁３０が設定されるのを防ぐことができる。

【0087】

このような工程Ｓ３３及び工程Ｓ３４を経て、図１１に示される染色体情報２６が生成される。次に、染色体情報２６によって定義される小梁８の配置について、第１水平架構面９ａを代表して説明する。

【0088】

本実施形態の染色体情報２６では、各水平架構面９ａ〜９ｈ（図７に示す）において、第２情報部分２８で定義される第２小梁３０の配置に先立ち、第１情報部分２７で定義される第１小梁２９の配置から定義される。

【0089】

第１情報部分２７では、上述したように、各水平架構面９ａ〜９ｈ（図７に示す）において、最も左に配置される第１小梁遺伝子座３３から順番に、１本目の第１小梁２９〜５本目の第１小梁２９の配置が定義される。最も左側の第１小梁遺伝子座３３Ａは、区分遺伝子座３３ａの区分情報が「０．４１」、及び、方向遺伝子座３３ｂの方向情報が「２」である。

【0090】

図１７は、１本目の第１小梁２９の配置を説明する平面図である。最も左に配置される第１小梁遺伝子座３３Ａの区分情報「０．４１」は、小梁配置リスト２５において、第３開口小梁２９ｃの区分情報（０．４１以上かつ０．６０以下）の範囲内にある。これにより、第３開口小梁２９ｃの第１小梁配置情報３６ａが選択され、１本目の第１小梁２９として、第３開口小梁２９ｃが定義される。なお、第３開口小梁２９ｃは、その向きが一意に定められるため、方向遺伝子座３３ｂの方向情報については無視される。

【0091】

また、第３開口小梁２９ｃの両端２９ｔ、２９ｔは、第３開口予定位置２２ｃのＹ軸方向の延長線上に配置される大梁７、７に当接するように、第３開口予定位置２２ｃからＹ軸方向にはみ出して配置される。これにより、第３開口小梁２９ｃの配置が定義される。また、選択された第３開口小梁２９ｃの第１小梁配置情報３６ａは、小梁配置リスト２５から削除され、該小梁配置リスト２５が再構築される。再構築された小梁配置リスト２５は、図１８に示される。

【0092】

次に、図１１に示されるように、左から２番目の第１小梁遺伝子座３３Ｂで定義される２本目の第１小梁２９が配置される。左から２番目の第１小梁遺伝子座３３Ｂは、区分遺伝子座３３ａの区分情報が「０．２８」、及び、方向遺伝子座３３ｂの方向情報が「１」である。

【0093】

図１８は、２本目の第１小梁２９の配置を説明する平面図である。左から２番目の第１小梁遺伝子座３３Ｂの区分情報「０．２８」は、小梁配置リスト２５において、第２開口小梁２９ｂの区分情報（０．２６以上かつ０．５０以下）の範囲内にある。これにより、第２開口小梁２９ｂの第１小梁配置情報３６ａが選択され、２本目の第１小梁２９として、第２開口小梁２９ｂが定義される。なお、第２開口小梁２９ｂは、その向きが一意に定められるため、方向遺伝子座３３ｂの方向情報については無視される。

【0094】

また、第２開口小梁２９ｂの両端２９ｔ、２９ｔは、第２開口予定位置２２ｂのＸ軸方向の延長線上に配置される第３開口小梁２９ｃ及び大梁７に当接するように、第２開口予定位置２２ｂからＸ軸方向にはみ出して配置される。これにより、第２開口小梁２９ｂの配置が定義される。また、選択された第２開口小梁２９ｂの第１小梁配置情報３６ａは、小梁配置リスト２５から削除され、該小梁配置リスト２５が再構築される。再構築された小梁配置リスト２５は、図１９に示される。

【0095】

次に、図１１に示されるように、左から３番目の第１小梁遺伝子座３３Ｃで定義される３本目の第１小梁２９が配置される。左から３番目の第１小梁遺伝子座３３Ｃは、区分遺伝子座３３ａの区分情報が「０．５５」、及び、方向遺伝子座３３ｂの方向情報が「２」である。

【0096】

図１９は、３本目の第１小梁２９の配置を説明する平面図である。左から３番目の第１小梁遺伝子座３３Ｃの区分情報「０．５５」は、小梁配置リスト２５において、第４開口小梁２９ｄの区分情報（０．３４以上かつ０．６６以下）の範囲内にある。これにより、第４開口小梁２９ｄの第１小梁配置情報３６ａが選択され、３本目の第１小梁２９として、第４開口小梁２９ｄが定義される。なお、第４開口小梁２９ｄは、その向きが一意に定められるため、方向遺伝子座３３ｂの方向情報については無視される。

【0097】

また、第４開口小梁２９ｄの両端２９ｔ、２９ｔは、第４開口予定位置２２ｄのＹ軸方向の延長線上に配置される第２開口小梁２９ｂ及び大梁７に当接するように、第４開口予定位置２２ｄからＹ軸方向にはみ出して配置される。これにより、第４開口小梁２９ｄの配置が定義される。また、選択された第４開口小梁２９ｄの第１小梁配置情報３６ａは、小梁配置リスト２５から削除され、該小梁配置リスト２５が再構築される。再構築された小梁配置リスト２５は、図２０に示される。

【0098】

次に、図１１に示されるように、左から４番目の第１小梁遺伝子座３３Ｄで定義される４本目の第１小梁２９が配置される。左から４番目の第１小梁遺伝子座３３Ｄは、区分遺伝子座３３ａの区分情報が「０．３０」、及び、方向遺伝子座３３ｂの方向情報が「１
」である。

【0099】

図２０は、４本目の第１小梁２９の配置を説明する平面図である。左から４番目の第１小梁遺伝子座３３Ｄの区分情報「０．３０」は、小梁配置リスト２５において、第１開口小梁２９ａの区分情報（０．００以上かつ０．５０以下）の範囲内にある。これにより、第１開口小梁２９ａの第１小梁配置情報３６ａが選択され、４本目の第１小梁２９として、第１開口小梁２９ａが定義される。なお、第１開口小梁２９ａは、その向きが一意に定められるため、方向遺伝子座３３ｂの方向情報については無視される。

【0100】

また、第１開口小梁２９ａの両端は、第１開口予定位置２２ａのＸ軸方向の両端に配置される第３開口小梁２９ｃ及び第４開口小梁２９ｄに当接する。これにより、第１開口小梁２９ａの配置が定義される。また、選択された第１開口小梁２９ａの第１小梁配置情報３６ａは、小梁配置リスト２５から削除され、該小梁配置リスト２５が再構築される。再構築された小梁配置リスト２５は、図２１に示される。

【0101】

次に、図１１に示されるように、左から５番目の第１小梁遺伝子座３３Ｅで定義される５本目の第１小梁２９が配置される。左から５番目の第１小梁遺伝子座３３Ｅは、区分遺伝子座３３ａの区分情報が「０．７５」、及び、方向遺伝子座３３ｂの方向情報が「１」である。

【0102】

図２１は、５本目の第１小梁２９の配置を説明する平面図である。左から５番目の第１小梁遺伝子座３３Ｅの区分情報「０．７５」は、小梁配置リスト２５において、第１小屋束小梁２９ｅの区分情報（０．００以上かつ１．００以下）の範囲内にある。これにより、第１小屋束小梁２９ｅの第１小梁配置情報３６ａが選択され、５本目の第１小梁２９として、第１小屋束小梁２９ｅが定義される。また、方向遺伝子座３３ｂの方向情報が「１」であるため、第１小屋束小梁２９ｅは、その長手方向がＸ軸と平行に配置される。

【0103】

また、第１小屋束小梁２９ｅの両端２９ｔ、２９ｔは、第１小屋束予定位置２３ａのＸ軸方向の延長線上に配置される第３開口小梁２９ｃ及び大梁７に当接する。これにより、第１小屋束小梁２９ｅの配置が定義される。選択された第１小屋束小梁２９ｅの第１小梁配置情報３６ａは、小梁配置リスト２５から削除される。これにより、小梁配置リスト２５は、第１小梁２９を定義した第１小梁配置情報３６ａの個数が０となる。従って、第１水平架構面９ａでは、全ての第１小梁２９の配置が定義される。

【0104】

次に、図１１に示されるように、第２情報部分２８で定義される第２小梁３０の配置が定義される。第２情報部分２８では、上述したように、各水平架構面９ａ〜９ｈ（図７に示す）において、最も左に配置される第２小梁遺伝子座３４Ａから順番に、１本目の第２小梁３０、及び、２本目の第２小梁３０の配置が定義される。

【0105】

図２２は、１本目の第２小梁３０の配置を説明する平面図である。最も左に配置される第２小梁遺伝子座３３Ｂは、架構面遺伝子座３４ａの架構面情報が「６」、及び、方向遺伝子座３４ｂの方向情報が「１」である。このため、１本目の第２小梁３０は、第６小架構面１３ｆにおいて、その長手方向がＸ軸と平行に配置される。

【0106】

また、配置遺伝子座３４ｃの配置情報は、「０．６」である。このため、１本目の第２小梁３０の基準端部１８の位置は、基準端部１８が当接する第６小架構面１３ｆの辺３５（Ｙ軸方向）の長さＬ２に対して、第６小架構面１３ｆの基準点１５ｂからの距離Ｌ１（Ｙ軸方向）が０．６の位置に配される節点１７で定義される。また、１本目の第２小梁３０の他端３０ｔは、基準端部１８のＸ軸方向の延長線上に配置される第３開口小梁２９ｃに当接する。これにより、１本目の第２小梁３０の配置が定義される。

【0107】

次に、図１１に示されるように、左から２番目の第２小梁遺伝子座３４Ｂで定義される２本目の第２小梁３０が配置される。図２３は、２本目の第２小梁３０の配置を説明する平面図である。左から２番目の第２小梁遺伝子座３４Ｂは、架構面遺伝子座３４ａの架構面情報が「２」、及び、方向遺伝子座３４ｂの方向情報が「１」である。このため、２本目の第２小梁３０は、第２小架構面１３ｂにおいて、その長手方向がＸ軸と平行に配置される。

【0108】

また、配置遺伝子座３４ｃの配置情報は、「０．７」である。このため、２本目の第２小梁３０の基準端部１８の位置は、基準端部１８が当接する第２小架構面１３ｂの辺３５（Ｙ軸方向）の長さＬ２に対して、第２小架構面１３ｂの基準点１５ｂからの距離Ｌ１（Ｙ軸方向）が０．７近傍の位置に配される節点１７で定義される。また、２本目の第２小梁３０の他端３０ｔは、基準端部１８のＸ軸方向の延長線上に配置される第４開口小梁２９ｄに当接する。これにより、２本目の第２小梁３０の配置が定義される。

【0109】

このように、図１１に示した第１水平架構面９ａの第１情報部分２７及び第２情報部分２８は、第１水平架構面９ａの小梁８の配置（図８（ｂ）に示す）を定義することができる。なお、このようなデコード処理は、次の最適化計算工程Ｓ４の計算工程Ｓ４１において実施される。

【0110】

工程Ｓ３３及び工程Ｓ３４では、第１水平架構面９ａと同様に、各水平架構面９ｂ〜９ｈにおいて、第１情報部分２７及び第２情報部分２８が設定される。これにより、各染色体情報２６は、各水平架構面９ａ〜９ｈにおいて、小梁８がそれぞれ配置された一つの架構体２（設計サンプル）を特定することができる。集団生成工程Ｓ３では、このような染色体情報２６が複数種類形成される。これにより、複数種類の染色体情報２６からなる集団３１が生成される。

【0111】

また、本実施形態の工程Ｓ３３及び工程Ｓ３４では、第１情報部分２７及び第２情報部分２８において、区分情報、架構面情報、方向情報、及び、配置情報が、コンピュータ１によってランダムに設定される。このため、集団生成工程Ｓ３では、様々なバリエーションの染色体情報２６を容易に設定することができる。このような染色体情報２６からなる集団３１は、数値データとして、コンピュータ１に記憶される。

【0112】

なお、本実施形態では、第１小梁２９又は第２小梁３０が重複しない場合が例示されたが、例えば、第１小梁２９又は第２小梁３０が重複する場合、後に配置される第１小梁２９又は第２小梁３０の配置が無視される。これにより、第１小梁２９又は第２小梁３０が重複する配置が排除される。

【0113】

さらに、本実施形態の集団生成工程Ｓ３では、小梁配置リスト２５から選択された第１小梁配置情報３６ａに基づいて、第１小梁２９が必ず含まれるように染色体情報２６が生成される。これにより、本発明の設計方法では、配置予定位置２１に小梁８が配置されていない望ましくない配置パターンを定義した染色体情報２６を防ぐことができる。このような望ましくない配置パターンは、小梁８の配置の最適解から除外されるものである。従って、本発明の設計方法では、次の最適化計算工程Ｓ４において、計算効率の低下を防ぐことができ、小梁８の配置の最適解を、短時間で求めることができる。

【0114】

次に、コンピュータ１が、集団３１を用いて、小梁８（図８（ｂ）に示す）の配置の最適解を、遺伝的アルゴリズム（ＧＡ）に基づいて計算する（最適化計算工程Ｓ４）。

【0115】

遺伝的アルゴリズムは、生物が環境に適応して進化していく過程を、工学的に模倣した学習的アルゴリズムである。この遺伝的アルゴリズムでは、遺伝子で表現した複数の染色体情報に対して、交叉、又は突然変異等の遺伝子操作を繰り返す。これにより、遺伝的アルゴリズムでは、少ないサンプルから、染色体情報を時系列的に進化させて、最適解を短時間で得ることができる。図２４は、本実施形態の最適化計算工程Ｓ４の処理手順の一例を示すフローチャートである。

【0116】

本実施形態の最適化計算工程Ｓ４では、先ず、集団３１の各染色体情報２６に基づいて、架構体２の第１目標変数及び第２目標変数が計算される（計算工程Ｓ４１）。

【0117】

図２５は、第１目標変数及び第２目標変数の計算結果を示す線図である。本実施形態の第１目標変数は、架構体２の概算のコストである。このコストは、例えば、染色体情報２６に設定される小梁８（図４に示す）の重量に、該小梁８の単位重量当たりの単価を乗じて合算する方法や、小梁８毎に、データベース化された部材価格に基づいて合算する方法等により計算される。

【0118】

また、第１目標変数は、数値が小さいほど良好である。さらに、第１目標変数の許容範囲は、例えば、目標コストの１．１０倍以下である。目標コストは、例えば、建築物Ｂの予算等に基づいて、適宜設定される。このような第１目標変数は、染色体情報２６毎に計算され、コンピュータ１に記憶される。

【0119】

第２目標変数は、染色体情報で定義される架構体２の設計制約条件への適応度である。この適応度は、例えば、架構体２の強度等の設計制約条件への違反数や、違反度合いに基づいて計算される。なお、第２目標変数と、第１目標変数とは、互いに独立した変数である。

【0120】

架構体の強度は、例えば、建築基準法で指定されている保有水平耐力計算（所謂ルート３計算）等によって求められる。この第２目標変数は、数値が高い程良好であり、１．０以上であれば、架構体２に求められる条件を満足する。このような第２目標変数は、染色体情報２６（図１１に示す）毎に計算され、コンピュータ１に記憶される。なお、適応度が１．０未満である場合は、架構体２のコストである第１目標変数に、ペナルティとして数値を加算しても良い。

【0121】

次に、コンピュータ１が、第１目標変数及び第２目標変数をともに満足する少なくとも一つの染色体情報２６（以下、単に「最適解」ということがある）が存在するか否かを判断する（判断工程Ｓ４２）。本実施形態の判断工程Ｓ４２では、集団３１を構成する全ての染色体情報２６のうち、最適解が存在すると判断された場合、次の製造工程Ｓ５が実行される。

【0122】

一方、最適解が存在しないと判断された場合は、コンピュータ１が、少なくとも一部の染色体情報２６に対して、交叉及び突然変異等の遺伝子操作を行い、染色体情報２６を再構成する（遺伝子操作工程Ｓ４３）。そして、再構成した染色体情報２６に基づいて、計算工程Ｓ４１及び判断工程Ｓ４２が再度実行される。これにより、最適化計算工程Ｓ４では、最適解を確実に得ることができる。

【0123】

本実施形態の判断工程Ｓ４２では、最適解が存在するか否かのみが判断されたが、これに限定されるわけではない。例えば、判断工程Ｓ４２では、上記の条件に加え、第１目標変数で表される架構体２のコストが最も低い染色体情報２６が、複数回（例えば、５〜１５回）更新されない場合にのみ、次の製造工程Ｓ５が実行されるものでもよい。

【0124】

図２６は、本実施形態の遺伝子操作工程Ｓ４３の処理手順の一例を示すフローチャートである。本実施形態の遺伝子操作工程Ｓ４３では、先ず、図２５に示されるように、コンピュータ１が、集団３１に属する複数の染色体情報２６を、第１目標変数で表される架構体２のコストが低い順に順位付けする（工程Ｓ４３１）。

【0125】

次に、コンピュータ１が、各染色体情報２６を、エリート群４１と、非エリート群４２とに分類する（工程Ｓ４３２）。エリート群４１は、集団３１に属する全ての染色体情報２６のうち、最適化度が相対的に高い染色体情報２６から構成される。一方、非エリート群４２は、エリート群４１の染色体情報２６よりも最適化度が低い染色体情報２６から構成される。エリート群４１の割合は、適宜設定することができるが、例えば、集団３１（図１０に示す）を構成する全ての染色体情報２６の５〜２０％程度のものと定めてもよい。

【0126】

次に、コンピュータ１が、次の計算工程Ｓ４１で用いる染色体情報２６の新たな集団３１を生成する（次世代集団生成工程Ｓ４３３）。図２７は、本実施形態の次世代集団生成工程Ｓ４３３の処理手順の一例を示すフローチャートである。

【0127】

次世代集団生成工程Ｓ４３３では、先ず、コンピュータ１が、エリート群４１の染色体情報２６を、交叉又は突然変異させることなく、新たな集団３１に含める（工程Ｓ７１）。これにより、計算工程Ｓ４１では、エリート群４１の染色体情報２６が含まれるため、最適解から遠ざかるのを防ぐことができる。このエリート群４１の染色体情報２６は、新たな集団３１を構成する染色体情報２６として、コンピュータ１に記憶される。

【0128】

次に、コンピュータ１が、図１０に示した集団３１を構成する一部の染色体情報２６を対象に交叉を実施する（交叉工程Ｓ７２）。図２８（ａ）は、交叉前の染色体情報を示す概念図、図２８（ｂ）は交叉後の染色体情報を示す概念図である。

【0129】

本実施形態の交叉工程Ｓ７２では、例えば、一対の染色体情報２６ａ、２６ｂ間において、二つの交叉点４３、４３で挟まれた第１小梁遺伝子座３３又は第２小梁遺伝子座３４（図示省略）に格納されている第１小梁遺伝子又は第２小梁遺伝子が入れ替えられる。このような交叉は、一対の染色体情報２６ａ、２６ｂ間において、同一の小梁８（例えば、第２小梁３０）を定義する第１小梁遺伝子又は第２小梁遺伝子同士を入れ替えることができる。従って、交叉は、第１小梁遺伝子及び第２小梁遺伝子を改めて設定することなく、染色体情報２６を容易に再構成することができる。この再構成された染色体情報２６は、新たな集団３１を構成する染色体情報２６として、コンピュータ１に記憶される。なお、交叉点４３、４３は、コンピュータ１によってランダムに設定されるのが望ましい。

【0130】

本実施形態において、交叉は、二つの交叉点４３、４３で挟まれた第１小梁遺伝子又は第２小梁遺伝子を入れ換える二点交叉である場合が例示されたが、これに限定されるわけではない。交叉としては、例えば、一点交叉、多点交叉、又は、一様交叉などでもよく、これらを組み合わせて実施されるものでもよい。

【0131】

次に、コンピュータ１が、図１０に示した集団３１を構成する一部の染色体情報２６を対象に突然変異を実施する（突然変異工程Ｓ７３）。本実施形態の工程Ｓ７３では、第１小梁遺伝子座３３の第１小梁遺伝子、又は、第２小梁遺伝子座３４の第２小梁遺伝子を対象に突然変異が実施される。

【0132】

図２９（ａ）は、第１小梁遺伝子の突然変異を説明する概念図である。本実施形態の第１小梁遺伝子の突然変異では、先ず、各染色体情報２６において、第１小梁遺伝子座３３の区分遺伝子座３３ａ、又は、方向遺伝子座３３ｂがランダムに選択される。次に、選択された区分遺伝子座３３ａに格納された区分情報、又は、方向遺伝子座３３ｂに格納された方向情報が、それらが取りうる全ての数値からランダムに選択された数値に置換される。なお、区分遺伝子座３３ａの区分情報が置換されても、第１小梁２９の配置は、上述したように、小梁配置リスト２５（図９に示す）から選択された第１小梁配置情報３６ａに基づいて定義されるため、第１小梁２９が配置されていない望ましくない配置パターンが生成されることはない。

【0133】

図２９（ｂ）は、第２小梁遺伝子の突然変異を説明する概念図である。本実施形態の第２小梁遺伝子の突然変異では、第１小梁遺伝子の突然変異と同様に、先ず、第２小梁遺伝子座３４の架構面遺伝子座３４ａ、方向遺伝子座３４ｂ、又は、配置遺伝子座３４ｃがランダムに選択される。次に、選択された架構面遺伝子座３４ａ、方向遺伝子座３４ｂ、又は、配置遺伝子座３４ｃに格納された架構面情報、方向情報、又は、配置情報が、それらが取りうる全ての数値からランダムに選択された数値に置換される。

【0134】

このような突然変異は、交叉とは異なり、集団３１を構成する各染色体情報２６に定義されている区分情報、架構面情報、方向情報、又は、配置情報に限定されることなく、新たな区分情報、架構面情報、方向情報、又は、配置情報を用いて、染色体情報２６を再構成することができる。従って、突然変異は、局所的な最適解に陥ることを防ぎうる。この再構成された染色体情報２６は、新たな集団３１を構成する染色体情報２６として、コンピュータ１に記憶される。

【0135】

このように、本実施形態の最適化計算工程Ｓ４では、図２５に示されるように、第１目標変数及び第２目標変数の最適化度が高いエリート群４１の染色体情報２６を残しつつ、染色体情報２６を再構成し、新たな進化を試みることができる。これにより、本発明の設計方法では、少ないサンプルで、小梁８（図８（ｂ）に示す）の配置を進化させることができる。従って、本発明の設計方法は、最適解を短時間で求めることができる。

【0136】

突然変異させる染色体情報２６の割合は、適宜設定することができるが、例えば、集団３１を構成する全ての染色体情報２６の１０〜４０％程度のものと定めてもよい。突然変異させる染色体情報２６の割合が１０％未満の場合、遺伝子情報を十分に進化させることができないおそれがある。逆に、突然変異される染色体情報２６の割合が、４０％を超える場合、設計制約条件に違反する遺伝子情報が大幅に増加し、最適解を短時間で求めることができないおそれがある。

【0137】

また、第１目標変数で表される架構体２のコストが許容範囲に収まり、かつ、第２目標変数で表される適応度を満足する染色体情報２６が現れてからは、概ね最適解近傍を探索できていると判断することができる。このため、次世代集団生成工程Ｓ４３３では、比較的良好な染色体情報２６同士の交叉による進化を優先させるのが望ましい。これにより、最適化計算工程Ｓ４では、最適解を短時間で求めることができる。この場合、突然変異の割合は、集団３１を構成する全ての染色体情報２６の５〜１０％程度に設定されてもよい。

【0138】

また、集団３１に属する染色体情報２６の個数は、１５〜５０個が望ましい。なお、染色体情報２６の個数が１５個未満であると、遺伝子情報を十分に進化させることができないおそれがある。逆に、染色体情報２６の個数が５０個を超えると、多くの計算時間を要するおそれがある。

【0139】

さらに、集団３１に属する染色体情報２６の個数は、例えば、建築物Ｂの階数及び延べ床面積によっても決定されるのが望ましい。例えば、本実施形態のような二階建ての建築物Ｂの場合には、下記の延べ床面積毎に設定された個数に従って、染色体情報２６が設定されるのが望ましい。また、三階建ての建築物（図示省略）の場合には、下記の個数に５個プラスした個数分の染色体情報２６が設定されるのが望ましい。さらに、一階建ての建築物（図示省略）の場合には、下記個数に５個マイナスした個数分の染色体情報２６が設定されるのが望ましい。
１００ｍ²未満：２０個
１００〜１２０ｍ²：２５個
１２０〜１４０ｍ²：３０個
１４０〜１６０ｍ²：３５個
１６０〜１８０ｍ²：４０個
１８０〜２００ｍ²：４５個
２００ｍ²以上：５０個

【0140】

次に、最終世代の集団３１において、最適化度が最も高い染色体情報２６に基づいて、図２に示した架構体２及び建築物Ｂが製造される（製造工程Ｓ５）。これにより、本実施形態の設計方法では、架構体２のコストを所定の範囲に抑えつつ、配置予定位置２１に小梁８が通る適応度が最も高い架構体２及び建築物Ｂを、容易かつ確実に製造することができる。

【0141】

なお、最適化度が最も高い染色体情報２６とは、例えば、第２目標変数が１以上である全ての染色体情報２６のうち、第１目標変数が、最も低い第１目標変数の１．１０倍以下であり、かつ、第２目標変数の計算に用いられる架構体２の適応度が最も高い染色体情報２６と定めることができる。

【0142】

本実施形態の第１小梁遺伝子は、区分情報及び方向情報からなるものが例示されたが、これに限定されるわけではない。例えば、第１小梁遺伝子には、第１小梁２９（図８（ｂ）に示す）が水平架構面９に配置される順番を示す順番情報が含まれてもよい。さらに、第２小梁遺伝子にも、第２小梁３０（図８（ｂ）に示す）が水平架構面９に配置される順番を示す順番情報が含まれてもよい。これにより、第１小梁遺伝子座３３及び第２小梁遺伝子座３４には、順番情報を格納可能な順番遺伝子座３３ｃ、３４ｄが設定される。図３０は、他の実施形態の染色体情報２６を示す概念図である。

【0143】

各順番遺伝子座３３ｃ、３４ｄに格納される順番情報は、各水平架構面９ａ〜９ｈにおいて、第１情報部分２７で定義される第１小梁２９、及び、第２情報部分２８で定義される第２小梁３０（図８（ｂ）に示す）を含めた順番が定義される。本実施形態では、設計制約条件で定義された小梁８の本数の上限値が「７」であるため、順番情報は、１〜７の整数で定義される。なお、順番情報の数値が小さい順から、第１小梁２９又は第２小梁３０が配置される。

【0144】

集団生成工程Ｓ３の第１小梁遺伝子を格納する工程Ｓ３３では、第１情報部分２７の順番遺伝子座３３ｃに、乱数関数に従ってランダムに決定された順番（順番情報）が格納されるのが望ましい。また、第２小梁遺伝子を格納する工程Ｓ３４では、第１情報部分２７で使用されている第１小梁２９の順番を除いて割り当てられるのが望ましい。これにより、第１小梁２９の順番と、第２小梁３０の順番とが重複するのを防ぐことができる。なお、第２小梁３０の順番情報は、第２小梁３０が複数存在する場合、乱数関数に従ってランダムに決定されるのが望ましい。

【0145】

このような順番情報は、第１小梁２９及び第２小梁３０が配置される順番を入れ替えて配置することができるため、より多くのバリエーションの染色体情報２６を設定することができる。

【0146】

また、次世代集団生成工程Ｓ４３３の突然変異工程Ｓ７３では、例えば、巡回セールスマン問題（ Traveling Salesman Problem : TSP ）等において代表的に適用される Grefenstette らによる手法に基づいて、突然変異が実施されるのが望ましい。これにより、重複や欠落等の整合性がない順番情報が格納されるのを防ぎつつ、第１小梁遺伝子座３３及び第２小梁遺伝子座３４間で、順番情報をランダムに設定することができる。なお、 Grefenstette らによる手法の具体的な手順については、例えば、文献（ システム制御情報学会編、「遺伝アルゴリズムと最適化」、第４刷、株式会社朝倉書店、２００４年、Ｐ３７−Ｐ３９）の記載に基づいて実施することができる。

【0147】

また、本実施形態の小梁配置リスト２５は、第１小梁２９を配置するための第１小梁配置情報３６ａのみを含むものが例示されたが、これに限定されるわけではない。例えば、小梁配置リスト２５には、第１小梁配置情報３６ａに加えて、第２小梁３０を配置するための第２小梁配置情報３６ｂが含まれてもよい。なお、この実施形態では、図３１（ａ）に示される小梁８を省いた第１水平架構面９ａの平面図、及び、図３１（ｂ）に示される小梁８が配置された第１水平架構面９ａの平面図に基づいて説明する。

【0148】

この実施形態の第１水平架構面９ａでは、前実施形態とは異なり、小屋束予定位置２３として、第２小屋束予定位置２３ｂが新たに含まれる。これにより、この実施形態の第１水平架構面９ａには、第１小梁２９は、第１開口小梁２９ａ、第２開口小梁２９ｂ、第３開口小梁２９ｃ、第４開口小梁２９ｄ、第１小屋束小梁２９ｅ、及び、第２小屋束予定位置２３ｂを通る第２小屋束小梁２９ｆが含まれる。また、第１水平架構面９ａには、２本の第２小梁３０が含まれる。また、この実施形態の設計制約条件として、小梁８の本数の上限値に「８」が設定されている。図３２は、この実施形態の第１水平架構面９ａの小梁配置リスト２５の概念図である。

【0149】

小梁配置リスト２５は、例えば、第１水平架構面９ａにおいて、図３１（ｂ）に示した第１開口小梁２９ａ、第２開口小梁２９ｂ、第３開口小梁２９ｃ、第４開口小梁２９ｄ、第１小屋束小梁２９ｅ及び第２小屋束小梁２９ｆ（図示省略）を定義する６つの第１小梁配置情報３６ａ、並びに、２本の第２小梁３０、３０を定義する２つの第２小梁配置情報３６ｂが含まれる。また、第１小梁配置情報３６ａ及び第２小梁配置情報３６ｂは、前実施形態の第１小梁配置情報３６ａと同様に、区分情報と、位置情報とが含まれる。

【0150】

区分情報は、第１水平架構面９ａにおいて、０．０００〜１．０００の数値範囲を、各第１小梁２９ａ〜２９ｆ、及び、第２小梁３０、３０毎に等分（８等分）した数値範囲からなる。この実施形態の区分情報は、次のとおりである。
第１開口小梁２９ａの区分情報：０．０００以上かつ０．１２５以下
第２開口小梁２９ｂの区分情報：０．１２６以上かつ０．２５０以下
第３開口小梁２９ｃの区分情報：０．２５１以上かつ０．３７５以下
第４開口小梁２９ｄの区分情報：０．３７６以上かつ０．５００以下
第１小屋束小梁２９ｅの区分情報：０．５０１以上かつ０．６２５以下
第２小屋束小梁２９ｆの区分情報：０．６２６以上かつ０．７５０以下
第２小梁の区分情報：０．７５１以上かつ０．８７５以下
第２小梁の区分情報：０．８７６以上かつ１．０００以下

【0151】

位置情報は、各第１小梁２９の配置予定位置２１（図３１（ａ）に示す）に基づいて定義される。第１水平架構面９ａにおいて、第１開口小梁２９ａ〜第４開口小梁２９ｄの位置情報としては、前実施形態と同様に、第１開口予定位置２２ａ〜第４開口予定位置２２ｄの両端の節点１７、１７（図３１（ａ）に示す）の座標値が設定される。また、第１小屋束小梁２９ｅ及び第２小屋束小梁２９ｆの位置情報としては、前実施形態と同様に、各第１小屋束予定位置２３ａ及び第２小屋束予定位置２３ｂの一つの節点１７の座標値が設定される。このような位置情報により、各小梁２９ａ〜２９ｆが配置される位置が指定される。なお、第２小梁３０については、配置予定位置２１とは無関係に定義されるため、位置情報は設定されない。従って、第２小梁配置情報３６ｂの位置情報は、例えば、第１小梁配置情報３６ａの位置情報と区別する記号（例えば、「＊」等）が設定される。本実施形態の位置情報は、次のとおりである。
Ａ：第１開口予定位置の両端の節点の座標値
Ｂ：第２開口予定位置の両端の節点の座標値
Ｃ：第３開口予定位置の両端の節点の座標値
Ｄ：第４開口予定位置の両端の節点の座標値
Ｅ：第１小屋束予定位置の節点の座標値
Ｆ：第２小屋束予定位置の節点の座標値

【0152】

また、この実施形態では、第２小梁３０が配置される水平架構面９又は小架構面１３を特定するための架構面情報を含む架構面リストが入力される。図３３は、この実施形態の第１水平架構面９ａの架構面リスト３８の概念図である。

【0153】

架構面情報３９は、水平架構面９又は小架構面１３を区別する区分情報と、水平架構面９又は小架構面１３の位置が特定される位置情報とが含まれる。

【0154】

区分情報は、各水平架構面９ａ〜９ｈ（図７に示す）において、水平架構面９又は小架構面１３に割り当てられた数値範囲が設定される。さらに、区分情報には、第２小梁３０が配置されない（以下、単に「無配置」ということがある。）ことを示す区分情報が含まれる。

【0155】

図３１（ｂ）に示した第１水平架構面９ａには、第１小架構面１３ａ〜第８小架構面１３ｈが形成されている。このため、区分情報は、０．０００〜１．０００の数値範囲を、９等分（第１小架構面１３ａ〜第８小架構面１３ｈ、及び、無配置）した数値範囲から設定される。本実施形態の区分情報は、例えば、次のとおりである。
無配置の区分情報：０．０００以上かつ０．１１１以下
第１小架構面（又は、水平架構面）の区分情報：０．１１２以上かつ０．２２２以下
第２小架構面の区分情報：０．２２３以上かつ０．３３３以下
第３小架構面の区分情報：０．３３４以上かつ０．４４４以下
第４小架構面の区分情報：０．４４５以上かつ０．５５５以下
第５小架構面の区分情報：０．５５６以上かつ０．６６６以下
第６小架構面の区分情報：０．６６７以上かつ０．７７７以下
第７小架構面の区分情報：０．７７８以上かつ０．８８８以下
第８小架構面の区分情報：０．８８９以上かつ１．０００以下

【0156】

位置情報は、例えば、水平架構面９又は小架構面１３を示す座標値（例えば、四方に配置される４つの節点１７の座標値）が設定される。なお、無配置の位置情報は、例えば、他の位置情報と区別する記号（例えば、「＊」等）が設定される。本実施形態の位置情報は、次のとおりである。
Ａ：第１小架構面（又は、水平架構面）の座標値
Ｂ：第２小架構面の座標値
Ｃ：第３小架構面の座標値
Ｄ：第４小架構面の座標値
Ｅ：第５小架構面の座標値
Ｆ：第６小架構面の座標値
Ｇ：第７小架構面の座標値
Ｈ：第８小架構面の座標値

【0157】

なお、水平架構面９に小梁８が配置される前は、小架構面１３が形成されていない。このため、水平架構面９に小梁８の配置が計算される前段階では、「無配置」及び「水平架構面」のみの架構面情報３９からなる架構面リスト３８（図３６に示す）が用いられる。この架構面リスト３８は、小梁８の配置が計算される毎に、逐次更新される。

【0158】

図３４は、この実施形態の集団生成工程Ｓ３の処理手順の一例を示すフローチャートである。この実施形態の集団生成工程Ｓ３では、前実施形態と同様に、小梁８（図３１（ｂ）に示す）が定義された後に（工程Ｓ３１）、染色体情報２６が定義される（工程Ｓ３２）。図３５は、染色体情報２６の第１水平架構面９ａの小梁遺伝子の一例を示す概念図である。

【0159】

この実施形態の染色体情報２６は、第１小梁２９の配置及び第２小梁３０の配置が定義される小梁遺伝子が設定される。この染色体情報２６には、小梁遺伝子が格納可能な小梁遺伝子座４５が定義されている。小梁遺伝子座４５は、各水平架構面９ａ〜９ｈにおいて、第１小梁２９及び第２小梁３０（図３１（ｂ）に示す）毎に割り当てられる。また、染色体情報２６は、設計制約条件の小梁８の本数の上限値「８」に基づいて、各水平架構面９ａ〜９ｈに、８個の小梁遺伝子座４５（４５Ａ〜４５Ｈ）が定義される。この実施形態では、小梁遺伝子座４５に格納される小梁遺伝子に基づいて、図において最も左に配置される小梁遺伝子座４５から順番に、第１小梁２９及び第２小梁３０の配置が定義される。

【0160】

本実施形態の小梁遺伝子は、小梁配置リスト２５（図３２に示す）の第１小梁配置情報３６ａ及び第２小梁配置情報３６ｂを特定するための区分情報、架構面リスト３８（図３３に示す）の架構面情報３９を特定するための架構面区分情報、小梁８（図３１（ｂ）に示す）の向きを示す方向情報、及び、第２小梁３０の位置を特定する配置情報が含まれる。従って、各小梁遺伝子座４５は、区分情報を格納可能な区分遺伝子座４５ａと、架構面情報３９を格納可能な架構面遺伝子座４５ｂと、方向情報を格納可能な方向遺伝子座４５ｃと、配置情報が格納可能な配置遺伝子座４５ｄとが設定される。このような染色体情報２６は、コンピュータ１に記憶される。

【0161】

次に、コンピュータ１が、染色体情報２６の小梁遺伝子座４５に、小梁遺伝子を格納する（工程Ｓ３３）。この工程Ｓ３３では、区分情報、架構面区分情報、方向情報、及び、配置情報が、区分遺伝子座４５ａ、架構面遺伝子座４５ｂ、方向遺伝子座４５ｃ及び配置遺伝子座４５ｄに格納される。

【0162】

区分情報は、小梁配置リスト２５（図３２に示す）の区分情報から、第１小梁配置情報３６ａ又は第２小梁配置情報３６ｂを特定するためのものである。本実施形態の区分情報は、小梁配置リスト２５の区分情報が取りうる「０．０００〜１．０００」の数値範囲から、乱数関数に従ってランダムに決定される。

【0163】

架構面区分情報は、架構面リスト３８（図３３に示す）の区分情報から、各架構面情報３９を特定するためのものである。本実施形態の架構面区分情報は、架構面リスト３８の区分情報が取りうる「０．０００〜１．０００」の数値範囲から、乱数関数に従ってランダムに決定される。

【0164】

方向情報は、上述のとおり、第１小梁２９及び第２小梁３０の向きを示すものである。本実施形態の方向情報は、第１小梁２９及び第２小梁３０の長手方向の向きが定義される。また、本実施形態の方向情報がとり得る各数値は１又は２であり、詳細は次のとおりである。
１：Ｘ軸方向と平行
２：Ｙ軸方向と平行

【0165】

方向情報は、乱数関数に従ってランダムに決定される。このような方向情報により、第１小屋束小梁２９ｅ、第２小屋束小梁２９ｆ、及び第２小梁３０の向きが決定される。一方、第１開口小梁２９ａ〜第４開口小梁２９ｄの向きついては、前実施形態と同様に、区分遺伝子座３３ａの区分情報（小梁配置リスト２５に格納されている位置情報）に基づいて一意に定められる。このため、第１開口小梁２９ａ〜第４開口小梁２９ｄの方向情報は、実質的に意味をなさない。

【0166】

配置情報は、第２小梁３０の位置を特定するものである。本実施形態の第２小梁３０の位置は、前実施形態と同様に、基準端部１８に基づいて設定される。従って、配置情報は、前実施形態と同様に、０．００〜１．００の数値範囲から、乱数関数に従って、ランダムに決定される。なお、第１開口小梁２９ａ〜第４開口小梁２９ｄ、第１小屋束小梁２９ｅ、及び、第２小屋束小梁２９ｆの位置については、区分遺伝子座３３ａの区分情報（小梁配置リスト２５に格納されている位置情報）に基づいて一意に定められる。このため、第１開口小梁２９ａ〜第４開口小梁２９ｄ、第１小屋束小梁２９ｅ、及び、第２小屋束小梁２９ｆの配置情報は、実質的に意味をなさない。

【0167】

このような工程Ｓ３３を経て、図３５に示される染色体情報２６が生成される。次に、染色体情報２６によって定義される小梁８の配置について、第１水平架構面９ａを代表して説明する。

【0168】

本実施形態の染色体情報２６では、上述したように、最も左に配置される小梁遺伝子座４５から順番に、第１小梁２９及び第２小梁３０の配置が定義される。最も左側の小梁遺伝子座４５Ａは、区分遺伝子座４５ａの区分情報が「０．４１」、架構面遺伝子座４５ｂの架構面区分情報が「０．８１」、方向遺伝子座４５ｃの方向情報が「１」、及び、配置遺伝子座４５ｄの配置情報が「０．５０」である。

【0169】

図３６は、この実施形態の１本目の小梁の配置を説明する平面図である。最も左に配置される小梁遺伝子座４５Ａの区分情報「０．４１」は、小梁配置リスト２５において、第４開口小梁２９ｄの区分情報（０．３７６以上かつ０．５００以下）の範囲内にある。これにより、１本目の小梁８として、第４開口小梁２９ｄが配置される。また、第４開口小梁２９ｄの両端２９ｔ、２９ｔは、第４開口予定位置２２ｄのＹ軸方向の延長線上に配置される大梁７、７に当接するように、第４開口予定位置２２ｄからＹ軸方向にはみ出して配置される。これにより、第４開口小梁２９ｄの配置が定義される。

【0170】

なお、第４開口小梁２９ｄは、配置される架構面、向き、及び、基準端部が一意に定められるため、架構面遺伝子座４５ｂに格納される架構面区分情報、方向遺伝子座４５ｃに格納される方向情報、及び、配置遺伝子座４５ｄに格納される配置情報が無視される。

【0171】

また、選択された第４開口小梁２９ｄの第１小梁配置情報３６ａは、小梁配置リスト２５から削除される。なお、第４開口小梁２９ｄは、第２小屋束予定位置２３ｂに配置されているため、第２小屋束小梁２９ｆを第１水平架構面９ａに配置することができない。このため、第２小屋束小梁２９ｆの第１小梁配置情報３６ａも、小梁配置リスト２５から削除される。そして、小梁配置リスト２５が再構築される。

【0172】

さらに、第１水平架構面９ａは、第４開口小梁２９ｄが配置されることにより、第１小架構面１３ａ及び第２小架構面１３ｂ（図３７に示す）に区分される。このため、架構面リスト３８は、第２小架構面１３ｂの架構面情報３９が追加されて再構築される。再構築された小梁配置リスト２５及び架構面リスト３８は、図３７に示される。

【0173】

次に、図３５に示されるように、左から２番目の小梁遺伝子座４５Ｂで定義される２本目の小梁８が配置される。左から２番目の小梁遺伝子座４５Ｂは、区分遺伝子座４５ａの区分情報が「０．８５」、架構面遺伝子座４５ｂの架構面区分情報が「０．６１」、方向遺伝子座４５ｃの方向情報が「１」、及び、配置遺伝子座４５ｄの配置情報が「０．３５」である。

【0174】

図３７は、この実施形態の２本目の小梁の配置を説明する平面図である。左から２番目の小梁遺伝子座４５Ｂにおいて、区分情報「０．８５」は、小梁配置リスト２５において、第２小梁３０の区分情報（０．８３３以上かつ１．０００以下）の範囲内にある。これにより、２本目の小梁８として、第２小梁３０が配置される。また、架構面区分情報「０．６１」は、架構面リスト３８において、第１小架構面（０．３３４〜０．６６６）である。これにより、第２小梁３０は、第１小架構面１３ａに配置される。

【0175】

また、左から２番目の小梁遺伝子座４５Ｂにおいて、方向情報が「１」であるため、第２小梁３０の長手方向が、Ｘ軸方向に平行に配置される。さらに、配置情報は、「０．３５」である。このため、第２小梁３０の基準端部１８の位置は、基準端部１８が当接する第１小架構面１３ａの辺３５（Ｙ軸方向）の長さＬ２に対して、第１小架構面１３ａの基準点１５ｂからの距離Ｌ１（Ｙ軸方向）が０．３５近傍に配される節点１７で定義される。また、第２小梁３０の他端３０ｔは、基準端部１８のＸ軸方向の延長線上に配置される第４開口小梁２９ｄに当接する。これにより、第２小梁３０の配置が定義される。

【0176】

また、選択された第２小梁３０の第２小梁配置情報３６ｂは、小梁配置リスト２５から削除され、該小梁配置リスト２５が再構築される。さらに、第１水平架構面９ａは、第２小梁３０が配置されることにより、第３小架構面１３ｃ（図３８に示す）が新たに区分される。このため、架構面リスト３８は、第３小架構面１３ｃの架構面情報３９が追加されて再構築される。再構築された小梁配置リスト２５及び架構面リスト３８は、図３８に示される。

【0177】

次に、図３５に示されるように、左から３番目の小梁遺伝子座４５Ｃで定義される３本目の小梁８が配置される。左から３番目の小梁遺伝子座４５Ｃは、区分遺伝子座４５ａの区分情報が「０．７５」、架構面遺伝子座４５ｂの架構面区分情報が「０．１３」、方向遺伝子座４５ｃの方向情報が「２」、及び、配置遺伝子座４５ｄの配置情報が「０．８７」である。

【0178】

図３８は、この実施形態の３本目の小梁の配置を説明する平面図である。左から３番目の小梁遺伝子座４５Ｃの区分情報「０．７５」は、小梁配置リスト２５において、第１小屋束小梁２９ｅの区分情報（０．６０１以上かつ０．８００以下）の範囲内である。これにより、３本目の小梁８として、第１小屋束小梁２９ｅが配置される。また、方向情報が「２」であるため、第１小屋束小梁２９ｅの長手方向が、Ｙ軸方向に平行に配置される。また、第１小屋束小梁２９ｅの両端２９ｔ、２９ｔは、第２小屋束予定位置２３ｂのＹ軸方向の延長線上に配置される大梁７及び第２小梁３０に当接するように、第２小屋束予定位置２３ｂからＹ軸方向にはみ出して配置される。これにより、第１小屋束小梁２９ｅの配置が定義される。

【0179】

なお、第１小屋束小梁２９ｅは、配置される架構面、及び、基準端部が一意に定められるため、架構面遺伝子座４５ｂの架構面区分情報、及び、配置遺伝子座４５ｄの配置情報が無視される。また、選択された第１小屋束小梁２９ｅの第１小梁配置情報３６ａは、小梁配置リスト２５から削除され、該小梁配置リスト２５が再構築される。さらに、第１水平架構面９ａは、第１小屋束小梁２９ｅが配置されることにより、第４小架構面１３ｄ（図３９に示す）が新たに区分される。このため、架構面リスト３８は、第４小架構面１３ｄの架構面情報３９が追加されて再構築される。再構築された小梁配置リスト２５及び架構面リスト３８は、図３９に示される。

【0180】

次に、図３５に示されるように、左から４番目の小梁遺伝子座４５Ｄで定義される４本目の小梁８が配置される。左から４番目の小梁遺伝子座４５Ｄは、区分遺伝子座４５ａの区分情報が「０．５５」、架構面遺伝子座４５ｂの架構面区分情報が「０．９８」、方向遺伝子座４５ｃの方向情報が「１」、及び、配置遺伝子座４５ｄの配置情報が「０．４１」である。

【0181】

図３９は、この実施形態の４本目の小梁の配置を説明する平面図である。左から４番目の小梁遺伝子座４５Ｄの区分情報「０．５５」は、小梁配置リスト２５において、第３開口小梁２９ｃの区分情報（０．５０１以上かつ０．７５０以下）の範囲内である。これにより、４本目の小梁８として、第３開口小梁２９ｃが配置される。また、第３開口小梁２９ｃの両端２９ｔ、２９ｔは、第３開口予定位置２２ｃのＹ軸方向の延長線上に配置される大梁７、及び、第２小梁３０に当接するように、第３開口予定位置２２ｃからＹ軸方向にはみ出して配置される。これにより、第３開口小梁２９ｃの配置が定義される。

【0182】

なお、第３開口小梁２９ｃは、配置される架構面、向き、及び基準端部が一意に定められるため、架構面遺伝子座４５ｂの架構面区分情報、方向遺伝子座４５ｃの方向情報、及び、配置遺伝子座４５ｄの配置情報が無視される。また、選択された第３開口小梁２９ｃの第１小梁配置情報３６ａは、小梁配置リスト２５から削除され、該小梁配置リスト２５が再構築される。さらに、第１水平架構面９ａは、第３開口小梁２９ｃが配置されることにより、第５小架構面１３ｅ（図４０に示す）が新たに区分される。このため、架構面リスト３８は、第５小架構面１３ｅの架構面情報３９が追加されて再構築される。再構築された小梁配置リスト２５及び架構面リスト３８は、図４０に示される。

【0183】

次に、図３５に示されるように、左から５番目の小梁遺伝子座４５Ｅで定義される５本目の小梁８が配置される。左から５番目の小梁遺伝子座４５Ｅは、区分遺伝子座４５ａの区分情報が「０．３３」、架構面遺伝子座４５ｂの架構面区分情報が「０．７６」、方向遺伝子座４５ｃの方向情報が「２」、及び、配置遺伝子座４５ｄの配置情報が「０．３６」である。

【0184】

図４０は、この実施形態の５本目の小梁の配置を説明する平面図である。左から５番目の小梁遺伝子座４５Ｅの区分情報「０．３３」は、小梁配置リスト２５において、第１開口小梁２９ａの区分情報（０．０００以上かつ０．３３３以下）の範囲内である。これにより、５本目の小梁８として、第１開口小梁２９ａが配置される。また、第１開口小梁２９ａの両端２９ｔ、２９ｔは、第１開口予定位置２２ａのＸ軸方向の両端に配置される第３開口小梁２９ｃ、及び、第４開口小梁２９ｄに当接するように、第１開口予定位置２２ａに配置される。これにより、第１開口小梁２９ａの配置が定義される。

【0185】

なお、第１開口小梁２９ａは、配置される架構面、向き、及び基準端部が一意に定められるため、架構面遺伝子座４５ｂの架構面区分情報、方向遺伝子座４５ｃの方向情報、及び、配置遺伝子座４５ｄの配置情報が無視される。また、選択された第１開口小梁２９ａの第１小梁配置情報３６ａは、小梁配置リスト２５から削除され、該小梁配置リスト２５が再構築される。さらに、第１水平架構面９ａは、第１開口小梁２９ａが配置されることにより、第６小架構面１３ｆ（図４１に示す）が新たに区分される。このため、架構面リスト３８は、第６小架構面１３ｆの架構面情報３９が追加されて再構築される。再構築された小梁配置リスト２５及び架構面リスト３８は、図４１に示される。

【0186】

次に、図３５に示されるように、左から６番目の小梁遺伝子座４５Ｆで定義される６本目の小梁８が配置される。左から６番目の小梁遺伝子座４５Ｆは、区分遺伝子座４５ａの区分情報が「０．６１」、架構面遺伝子座４５ｂの架構面区分情報が「０．４８」、方向遺伝子座４５ｃの方向情報が「１」、及び、配置遺伝子座４５ｄの配置情報が「０．７５」である。

【0187】

図４１は、この実施形態の６本目の小梁の配置を説明する平面図である。左から６番目の小梁遺伝子座４５Ｆにおいて、区分情報「０．６１」は、小梁配置リスト２５において、第２小梁３０の区分情報（０．５０１以上かつ１．０００以下）の範囲内にある。これにより、６本目の小梁８として、第２小梁３０が配置される。また、架構面区分情報「０．４８」は、架構面リスト３８において、第３小架構面（０．４３０〜０．５７２）である。これにより、第２小梁３０は、第３小架構面１３ｃに配置される。

【0188】

また、左から６番目の小梁遺伝子座４５Ｆにおいて、方向情報が「１」であるため、第２小梁３０の長手方向が、Ｘ軸方向に平行に配置される。さらに、配置情報は、「０．７５」である。このため、第２小梁３０の基準端部１８の位置は、基準端部１８が当接する第３小架構面１３ｃの辺３５（Ｙ軸方向）の長さＬ２に対して、第３小架構面１３ｃの基準点１５ｂからの距離Ｌ１（Ｙ軸方向）が０．７５の位置に配される節点１７で定義される。また、第２小梁３０の他端３０ｔは、基準端部１８のＸ軸方向の延長線上に配置される第３開口小梁２９ｃに当接する。これにより、第２小梁３０の配置が定義される。

【0189】

また、選択された第２小梁３０の第２小梁配置情報３６ｂは、小梁配置リスト２５から削除され、該小梁配置リスト２５が再構築される。さらに、第１水平架構面９ａは、第２小梁３０が配置されることにより、第７小架構面１３ｇ（図４２に示す）が新たに区分される。このため、架構面リスト３８は、第７小架構面１３ｇの架構面情報３９が追加されて再構築される。再構築された小梁配置リスト２５及び架構面リスト３８は、図４２に示される。

【0190】

次に、図３５に示されるように、左から７番目の小梁遺伝子座４５Ｇで定義される７本目の小梁８が配置される。左から７番目の小梁遺伝子座４５Ｇは、区分遺伝子座４５ａの区分情報が「０．２７」、架構面遺伝子座４５ｂの架構面区分情報が「０．３６」、方向遺伝子座４５ｃの方向情報が「２」、及び、配置遺伝子座４５ｄの配置情報が「０．７９」である。

【0191】

図４２は、この実施形態の７本目の小梁の配置を説明する平面図である。左から７番目の小梁遺伝子座４５Ｇの区分情報「０．２７」は、小梁配置リスト２５において、第２開口小梁２９ｂの区分情報（０．０００以上かつ１．０００以下）の範囲内である。これにより、７本目の小梁８として、第２開口小梁２９ｂが配置される。また、第２開口小梁２９ｂの両端２９ｔ、２９ｔは、第１開口予定位置２２ａの両端に配置される第３開口小梁２９ｃ、及び、第４開口小梁２９ｄに当接するように、第２開口予定位置２２ｂに配置される。これにより、第２開口小梁２９ｂの配置が定義される。

【0192】

なお、第２開口小梁２９ｂは、配置される架構面、向き、及び基準端部が一意に定められるため、架構面遺伝子座４５ｂの架構面区分情報、方向遺伝子座４５ｃの方向情報、及び、配置遺伝子座４５ｄの配置情報が無視される。また、選択された第２開口小梁２９ｂの第１小梁配置情報３６ａは、小梁配置リスト２５から削除される。これにより、小梁配置リスト２５では、第１小梁配置情報３６ａ及び第２小梁配置情報３６ｂの個数が０となる。さらに、第１水平架構面９ａは、第２開口小梁２９ｂが配置されることにより、第７小架構面１３ｈ（図３１（ｂ）に示す）が新たに区分される。このため、架構面リスト３８は、第７小架構面１３ｇの架構面情報３９が追加されて再構築される。

【0193】

図３５に示されるように、左から８番目の小梁遺伝子座４５Ｈは、区分遺伝子座４５ａの区分情報、架構面遺伝子座４５ｂの架構面区分情報、方向遺伝子座４５ｃの方向情報、及び、配置遺伝子座４５ｄの配置情報が、それぞれ設定されている。しかしながら、小梁配置リスト２５には、第１小梁配置情報３６ａ及び第２小梁配置情報３６ｂの個数が０であるため、８本目の小梁８の配置は定義されない。

【0194】

以上のように、図３５に示した第１水平架構面９ａの小梁遺伝子は、第１水平架構面９ａの小梁８の配置（図３１（ｂ）に示す）を定義することができる。なお、工程Ｓ３３では、第１水平架構面９ａと同様に、各水平架構面９ｂ〜９ｈにおいて、小梁遺伝子が設定される。これにより、各染色体情報２６は、各水平架構面９ａ〜９ｈにおいて、小梁８がそれぞれ配置された一つの架構体２（設計サンプル）を特定することができる。集団生成工程Ｓ３では、このような染色体情報２６が複数種類形成される。これにより、複数種類の染色体情報２６からなる集団３１が生成される。

【0195】

また、この実施形態では、第１小梁配置情報３６ａ、及び、第２小梁配置情報３６ｂが含まれる小梁配置リスト２５に基づいて、第１小梁２９及び第２小梁３０の配置が定義されるため、例えば、順番情報を用いることなく、第１小梁２９及び第２小梁３０が配置される順番を入れ替えて配置することができる。

【0196】

さらに、この実施形態では、染色体情報２６において、第１小梁２９及び第２小梁３０の小梁遺伝子座４５の構造、及び、第１小梁２９及び第２小梁３０の小梁遺伝子を共通化することができるため、処理手順を簡略化することができる。

【0197】

また、次世代集団生成工程Ｓ４３３の突然変異工程Ｓ７３では、染色体情報２６において、区分遺伝子座４５ａの区分情報、架構面遺伝子座４５ｂの架構面区分情報、方向遺伝子座４５ｃの方向情報、及び、配置遺伝子座４５ｄの配置情報を対象に、それらが取りうる全ての数値からランダムに選択された数値に置換されるのが望ましい。

【0198】

以上、本発明の特に好ましい実施形態について詳述したが、本発明は図示の実施形態に限定されることなく、種々の態様に変形して実施しうる。

【符号の説明】

【0199】

３ 柱
４ 梁
７ 大梁
８ 小梁
９ 水平架構面
２１ 配置予定位置
２５ 小梁配置リスト
２６ 染色体情報
３１ 集団

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】

【図11】

【図12】

【図13】

【図14】

【図15】

【図16】

【図17】

【図18】

【図19】

【図20】

【図21】

【図22】

【図23】

【図24】

【図25】

【図26】

【図27】

【図28】

【図29】

【図30】

【図31】

【図32】

【図33】

【図34】

【図35】

【図36】

【図37】

【図38】

【図39】

【図40】

【図41】

【図42】