特許 6196495 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】6196495

(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

【ＦＩ】

   G06F17/50 604D

   G06F17/50 604H

   G06F17/50 680B

   E04B1/00ESW

【請求項の数】12

【全頁数】40

(21)【出願番号】特願2013-166794(P2013-166794)

(22)【出願日】2013年8月9日

(65)【公開番号】特開2015-35176(P2015-35176A)

(43)【公開日】2015年2月19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２００８−２９９３８５（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開平１１−２５０１１８（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０１３−１０１５３６（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００５−１６５９０６（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

(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、
前記コンピュータに、前記小梁を前記架構体に配置するための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、
前記コンピュータには、前記設計制約条件として、
前記水平架構面の二次元平面の位置として、前記小梁を生成させるための起点となる複数個の小梁配置点と、
前記小梁配置点を通る前記小梁の長手方向の向き及び前記小梁配置点での梁交差状態を特定する複数種類の小梁属性情報が定義された小梁属性テーブルとが入力されており、
前記集団生成工程は、前記小梁配置点と、該小梁配置点での前記小梁属性情報とを含む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、前記小梁の配置を定義する複数の小梁遺伝子が設定され、
前記小梁遺伝子は、該小梁遺伝子の順番を示す順番情報と、
前記小梁配置点の位置が指定された配置情報と、
前記小梁属性テーブルから選択された前記小梁属性情報とを含む請求項１に記載の架構体の設計方法。

【請求項3】

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、
前記条件入力工程は、前記配置予定位置の少なくとも一部に、前記小梁配置点を定義する工程を含む請求項１に記載の架構体の設計方法。

【請求項4】

前記染色体情報は、前記配置予定位置の前記小梁配置点を通る前記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の前記小梁配置点を通る前記小梁を定義するための第２情報部分とを含む請求項３に記載の架構体の設計方法。

【請求項5】

前記第１情報部分は、前記小梁の配置を定義する少なくとも一つの第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小梁遺伝子の順番を示す順番情報と、
前記配置予定位置に定義された前記小梁配置点の位置が指定された配置情報と、
前記小梁属性テーブルから選択された前記小梁属性情報とを含む請求項４に記載の架構体の設計方法。

【請求項6】

前記第２情報部分は、前記小梁の配置を定義する少なくとも一つの第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小梁遺伝子の順番を示す順番情報と、
前記配置予定位置とは無関係に定義された小梁配置点の位置を特定する配置情報と、
前記小梁属性テーブルから選択された前記小梁属性情報とを含む請求項４又は５に記載の架構体の設計方法。

【請求項7】

前記第２情報部分の前記順番情報は、前記第１情報部分で使用されている前記順番情報を除いて割り当てられる請求項６に記載の架構体の設計方法。

【請求項8】

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３乃至７のいずれかに記載の架構体の設計方法。

【請求項9】

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８に記載の架構体の設計方法。

【請求項10】

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３乃至９のいずれかに記載の架構体の設計方法。

【請求項11】

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１０に記載の架構体の設計方法。

【請求項12】

前記小梁属性テーブルは、前記小梁配置点を起点とする前記小梁の配置を無効にする無効情報を含み、
前記水平架構面は、前記建築物の構造に基づいて、前記小梁を配置できない配置禁止位置を含み、
前記条件入力工程は、前記配置禁止位置の少なくとも一部に、前記小梁配置点を定義する工程を含み、
前記集団生成工程では、前記配置禁止位置での前記小梁配置点に、前記無効情報を定義する工程を含む請求項１乃至１１のいずれか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】

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。例えば、１本の小梁の配置のみが定義された情報を複数組み合わせて、１つの小梁の配置パターンが作成される場合には、複数種類の配置パターンを作成するのに、多くの情報を組み合わせる必要がある。このため、多様な配置パターンを効率的に作成することができず、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、前記コンピュータに、前記小梁を前記架構体に配置するための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、前記コンピュータには、前記設計制約条件として、前記水平架構面の二次元平面の位置として、前記小梁を生成させるための起点となる複数個の小梁配置点と、前記小梁配置点を通る前記小梁の長手方向の向き及び前記小梁配置点での梁交差状態を特定する複数種類の小梁属性情報が定義された小梁属性テーブルとが入力されており、前記集団生成工程は、前記小梁配置点と、該小梁配置点での前記小梁属性情報とを含む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において、前記染色体情報は、前記小梁の配置を定義する複数の小梁遺伝子が設定され、前記小梁遺伝子は、該小梁遺伝子の順番を示す順番情報と、前記小梁配置点の位置が指定された配置情報と、前記小梁属性テーブルから選択された前記小梁属性情報とを含むのが望ましい。

【0009】

本発明に係る前記架構体の設計方法において、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、前記条件入力工程は、前記配置予定位置の少なくとも一部に、前記小梁配置点を定義する工程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において、前記染色体情報は、前記配置予定位置の前記小梁配置点を通る前記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の前記小梁配置点を通る前記小梁を定義するための第２情報部分とを含むのが望ましい。

【0011】

本発明に係る前記架構体の設計方法において、前記第１情報部分は、前記小梁の配置を定義する少なくとも一つの第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小梁遺伝子の順番を示す順番情報と、前記配置予定位置に定義された前記小梁配置点の位置が指定された配置情報と、前記小梁属性テーブルから選択された前記小梁属性情報とを含むのが望ましい。

【0012】

本発明に係る前記架構体の設計方法において、前記第２情報部分は、前記小梁の配置を定義する少なくとも一つの第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小梁遺伝子の順番を示す順番情報と、前記配置予定位置とは無関係に定義された小梁配置点の位置を特定する配置情報と、前記小梁属性テーブルから選択された前記小梁属性情報とを含むのが望ましい。

【0013】

本発明に係る前記架構体の設計方法において、前記第２情報部分の前記順番情報は、前記第１情報部分で使用されている前記順番情報を除いて割り当てられるのが望ましい。

【0014】

本発明に係る前記架構体の設計方法において、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。

【0015】

本発明に係る前記架構体の設計方法において、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。

【0016】

本発明に係る前記架構体の設計方法において、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。

【0017】

本発明に係る前記架構体の設計方法において、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。

【0018】

本発明に係る前記架構体の設計方法において、前記小梁属性テーブルは、前記小梁配置点を起点とする前記小梁の配置を無効にする無効情報を含み、前記水平架構面は、前記建築物の構造に基づいて、前記小梁を配置できない配置禁止位置を含み、前記条件入力工程は、前記配置禁止位置の少なくとも一部に、前記小梁配置点を定義する工程を含み、前記集団生成工程では、前記配置禁止位置での前記小梁配置点に、前記無効情報を定義する工程を含むのが望ましい。

【発明の効果】

【0019】

本発明は、柱と梁とを含み、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。本発明の架構体の設計方法では、小梁を架構体に配置するための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。

【0020】

また、コンピュータには、設計制約条件として、水平架構面の二次元平面の位置として、小梁を生成させるための起点となる複数個の小梁配置点と、小梁配置点を通る小梁の長手方向の向き及び小梁配置点での梁交差状態を特定する複数種類の小梁属性情報が定義された小梁属性テーブルとが記憶されている。集団生成工程では、小梁配置点と、該小梁配置点での小梁属性情報とを含む染色体情報が生成される。

【0021】

小梁属性情報は、小梁配置点での梁交差状態が特定されるため、１つの小梁属性情報で複数本の小梁の配置を表現することができる。従って、本発明の染色体情報では、小梁配置点及び小梁属性情報を含む少ない遺伝子で、多様な配置パターンを作成することができる。従って、本発明では、小梁の配置パターンを効率的に進化させることができ、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】本実施形態の条件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10】小梁配置点が入力された第１水平架構面を示す平面図である。

【図11】本実施形態の小梁属性テーブルの概念図である。

【図12】（ａ）、（ｂ）は、小梁属性テーブルの小梁属性情報で定義される小梁の配置を説明する平面図である。

【図13】（ａ）、（ｂ）は、小梁属性テーブルの小梁属性情報で定義される小梁の配置を説明する平面図である。

【図14】（ａ）、（ｂ）は、小梁属性テーブルの小梁属性情報で定義される小梁の配置を説明する平面図である。

【図15】（ａ）、（ｂ）は、小梁属性テーブルの小梁属性情報で定義される小梁の配置を説明する平面図である。

【図16】（ａ）、（ｂ）は、小梁属性テーブルの小梁属性情報で定義される小梁の配置を説明する平面図である。

【図17】（ａ）、（ｂ）は、小梁属性テーブルの小梁属性情報で定義される小梁の配置を説明する平面図である。

【図18】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19】染色体情報の複数種類からなる集団の概念図である。

【図20】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21】順番遺伝子座の順番情報が「１」の小梁の配置を説明する平面図である。

【図22】順番遺伝子座の順番情報が「２」の小梁の配置を説明する平面図である。

【図23】順番遺伝子座の順番情報が「３」の小梁の配置を説明する平面図である。

【図24】本実施形態の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】小梁遺伝子の突然変異を説明する概念図である。

【図30】（ａ）は、本発明の他の実施形態の第１水平架構面を示す平面図、（ｂ）は、（ａ）の第１水平架構面に小梁が配置された状態を示す平面図である。

【図31】本発明の他の実施形態の条件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32】本発明の他の実施形態の染色体情報の染色体情報の複数種類からなる集団の概念図である。

【図33】本発明の他の実施形態の第１水平架構面の第１情報部分、第２情報部分及び第３情報部分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】第１開口小梁〜第４開口小梁が予め配置された水平架構面を示す平面図である。

【図36】順番遺伝子座の順番情報が「９」の小梁の配置を説明する平面図である。

【図37】順番遺伝子座の順番情報が「１０」の小梁の配置を説明する平面図である。

【図38】順番遺伝子座の順番情報が「１１」の小梁の配置を説明する平面図である。

【図39】順番遺伝子座の順番情報が「１２」の小梁の配置を説明する平面図である。

【図40】順番遺伝子座の順番情報が「１３」の小梁の配置を説明する平面図である。

【図41】本発明のさらに他の実施形態の染色体情報の一例を示す概念図である。

【図42】本発明のさらに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。

【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。これにより、水平架構面９は、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】

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。

【0030】

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。

【0031】

本実施形態の基本情報入力工程Ｓ１では、先ず、図２に示した建築物Ｂの形状が、コンピュータ１に入力される（工程Ｓ１１）。図７は、コンピュータ１に入力された建築物Ｂの架構体２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）は入力されない。

【0032】

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。

【0033】

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。

【0034】

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。

【0035】

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。本実施形態の節点１７は、大梁７及び水平架構面９内において、Ｘ軸方向及びＹ軸方向に等間隔に配置されている。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。なお、他の水平架構面９の平面図において、一部の節点１７を省略して表示する場合がある。

【0036】

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。

【0037】

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。

【0038】

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。

【0039】

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）。図９は、本実施形態の条件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。

【0040】

本実施形態の条件入力工程Ｓ２では、先ず、各水平架構面９ａ〜９ｈにおいて、小梁８（図８（ｂ）に示す）の向き及び固定可能位置が入力される（工程Ｓ２１）。図８（ｂ）に示されるように、本実施形態の小梁８の向きは、その長手方向を基準に定義される。この小梁８の長手方向は、Ｘ軸方向、又は、Ｙ軸方向に限定される。なお、小梁８の長手方向は、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。

【0041】

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の勝ち負けについては、図において、「●」が勝ちを示し、「○」が負けを示している。

【0042】

次に、設計制約条件として、各水平架構面９ａ〜９ｈ（図７に示す）に、複数個の小梁配置点が入力される（工程Ｓ２２）。図１０は、小梁配置点１９が入力された第１水平架構面９ａを示す平面図である。小梁配置点１９は、各水平架構面９ａ〜９ｈの二次元平面の位置として、小梁８（図４に示す）を生成させるための起点となるものである。本実施形態の小梁配置点１９は、各水平架構面９ａ〜９ｈにおいて、四隅に配置される節点１７ｓ（図８（ａ）に示す）を除く全ての節点１７から選択される。

【0043】

本実施形態の小梁配置点１９は、例えば、第１水平架構面９ａにおいて３つ選択されている。第１水平架構面９ａの小梁配置点１９は、第１小梁配置点１９ａ、第２小梁配置点１９ｂ、及び、第３小梁配置点１９ｃを含んでいる。これらの第１小梁配置点１９ａ、第２小梁配置点１９ｂ、及び、第３小梁配置点１９ｃは、第１水平架構面９ａの複数の節点１７から、例えば、乱数関数に従ってランダムに選択されてもよい。

【0044】

そして、工程Ｓ２２では、第１小梁配置点１９ａ〜第３小梁配置点１９ｃの各座標値が、コンピュータ１に記憶される。なお、各座標値は、各水平架構面９ａ〜９ｈの左下側の頂点である基準点１５ａに基づいて設定される。本実施形態の第１水平架構面９ａの小梁配置点１９の座標値の詳細は、次のとおりである。
第１小梁配置点：
Ｘ軸方向の座標値：２
Ｙ軸方向の座標値：５
第２小梁配置点：
Ｘ軸方向の座標値：５
Ｙ軸方向の座標値：４
第３小梁配置点：
Ｘ軸方向の座標値：２
Ｙ軸方向の座標値：２

【0045】

次に、複数種類の小梁属性情報を定義した小梁属性テーブルが入力される（工程Ｓ２３）。小梁属性情報は、小梁配置点１９を通る小梁８の長手方向の向き、及び、小梁配置点１９での梁交差状態を特定するものである。梁交差状態とは、１本又は複数本の新たに配置される小梁８が、小梁配置点１９で交わる状態を意味し、小梁８の勝ち負けや小梁８の本数までは特定されない。また、梁交差状態は、小梁配置点１９に既に配置されている小梁８の交差状態や、新たな小梁８が配置された後の梁交差状態を特定するものではない。このような小梁属性情報により、小梁配置点１９を起点として配置される新たな小梁８を特定することができる。図１１は、本実施形態の小梁属性テーブルの概念図である。

【0046】

本実施形態の小梁属性テーブル２０は、第１小梁属性情報〜第７小梁属性情報を含んでいる。第１小梁属性情報〜第７小梁属性情報は、各小梁属性情報を区別する区分情報と、小梁８の長手方向の向き及び梁交差状態を特定する特定情報とから構成されている。

【0047】

区分情報は、小梁属性情報毎に割り当てられた数値からなる。本実施形態の小梁属性テーブル２０には、第１小梁属性情報〜第７小梁属性情報が含まれているため、１〜７のいずれかの数値が設定される。

【0048】

特定情報は、第１小梁属性情報〜第７小梁属性情報毎に異なる特定情報が設定される。第１小梁属性情報及び第２小梁属性情報では、小梁配置点１９で交わる新たな小梁８が定義される。第１小梁属性情報では、小梁配置点１９を起点として、小梁配置点１９からＸ軸方向（図８（ｂ）に示す）の両側にのびるＸ軸方向の小梁８が定義される。一方、第２小梁属性情報では、小梁配置点１９を起点として、小梁配置点１９からＹ軸方向（図８（ｂ）に示す）の両側にのびるＹ軸方向の小梁８が定義される。

【0049】

第３小梁属性情報〜第６小梁属性情報では、小梁配置点１９において、Ｔ字状に交差する新たな小梁８が定義される。各小梁８は、長手方向がＸ軸方向（図８（ｂ）に示す）と平行な小梁８と、長手方向がＹ軸方向（図８（ｂ）に示す）と平行な小梁８とを含んでいる。

【0050】

第３小梁属性情報では、小梁配置点１９を起点として、小梁配置点１９からＹ軸方向（図８（ｂ）に示す）の両側にのびるＹ軸方向の小梁８と、小梁配置点１９からＸ軸方向（図８（ｂ）に示す）の一方側（図において右側）のみにのびるＸ軸方向の小梁８とが定義される。一方、第４小梁属性情報では、小梁配置点１９を起点として、小梁配置点１９からＹ軸方向（図８（ｂ）に示す）の両側にのびるＹ軸方向の小梁８と、小梁配置点１９からＸ軸方向（図８（ｂ）に示す）の他方側（図において左側）のみにのびるＸ軸方向の小梁８とが定義される。

【0051】

第５小梁属性情報では、小梁配置点１９を起点として、小梁配置点１９からＸ軸方向の両側にのびるＸ軸方向の小梁８と、小梁配置点１９からＹ軸方向の一方側（図において下側）のみにのびるＹ軸方向の小梁８とが定義される。一方、第６小梁属性情報では、小梁配置点１９を起点として、小梁配置点１９からＸ軸方向の両側にのびるＸ軸方向の小梁８と、小梁配置点１９からＹ軸方向の他方側（図において上側）のみにのびるＹ軸方向の小梁８とが定義される。

【0052】

第７小梁属性情報では、小梁配置点１９を起点とする小梁８の配置を無効にする無効情報として定義される。なお、第７小梁属性情報が定義された小梁配置点１９では、他の小梁配置点１９を起点とする小梁８の配置が許容される。従って、第７小梁属性情報が定義された小梁配置点１９の上には、小梁８が配置される場合がある。

【0053】

これらの第１小梁属性情報〜第７小梁属性情報が定義された小梁属性テーブル２０は、コンピュータ１に記憶される。なお、小梁属性情報は、このような第１小梁属性情報〜第７小梁属性情報に限定されるわけではなく、例えば、建築物Ｂの構造に基づいて、適宜変更することができる。小梁配置点１９において、２本の小梁８、８が十字状に交差する状態を定義する小梁属性情報（図示省略）が含まれてもよい。

【0054】

図１２〜図１７は、本実施形態の小梁属性テーブル２０で定義される小梁８の配置の一例を説明する平面図である。図１２（ａ）に示されるように、この例の水平架構面９には、例えば、１つの小梁配置点１９のみが定義されている。また、水平架構面９には、小梁配置点１９からＹ軸方向の両側にのびる１本の小梁８（１本目の小梁８ａ）が定義されている。このような水平架構面９において、例えば、第２小梁属性情報が選択された場合には、図１２（ｂ）に示されるように、小梁配置点１９からＹ軸方向の両側にのびる新たな小梁８が定義される。

【0055】

新たに定義されたＹ軸方向の小梁８は、１本目の小梁８ａ（図１２（ａ）に示す）と重複する。この場合、Ｙ軸方向の新たな小梁８と重複する１本目の小梁８ａの配置が無効にされて、Ｙ軸方向の新たな小梁８が、２本目の小梁８ｂとして定義される。また、２本目の小梁８ｂの両端は、小梁配置点１９のＹ軸方向の延長線上に配置される大梁７、７に当接するように配置される。これにより、水平架構面９には、小梁配置点１９で交差する１本の小梁８ｂの配置が定義される。

【0056】

図１３（ａ）に示されるように、この例の水平架構面９には、例えば、１つの小梁配置点１９のみが定義されている。また、水平架構面９には、小梁配置点１９からＸ軸方向の両側にのびる１本の小梁８（１本目の小梁８ａ）が定義されている。このような水平架構面９において、例えば、第２小梁属性情報が選択された場合、図１３（ｂ）に示されるように、小梁配置点１９からＹ軸方向にのびる小梁８が定義される。

【0057】

Ｙ軸方向の小梁８は、既に配置されている１本目の小梁８ａをＹ軸方向に突き抜けて配置することができない。従って、本実施形態では、１本目の小梁８ａに対して「負け」となるように、小梁配置点１９の両側にのびる２本の小梁８（２本目の小梁８ｂ、３本目の小梁８ｃ）として定義される。

【0058】

２本目の小梁８ｂの一端は、小梁配置点１９のＹ軸方向の一方側（図において、下側）に配置される大梁７に当接するように配置される。３本目の小梁８ｃの一端は、小梁配置点１９のＹ軸方向の他方側（図において、上側）に配置される大梁７に当接するように配置される。これにより、水平架構面９には、小梁配置点１９で交差する３本の小梁８ａ、８ｂ及び８ｃの配置が定義される。

【0059】

図１４（ａ）に示されるように、この例の水平架構面９には、例えば、１つの小梁配置点１９のみが定義されている。また、水平架構面９には、小梁配置点１９を起点として、Ｙ軸方向の両側にのびるＹ軸方向の小梁８（１本目の小梁８ａ）と、小梁配置点１９からＸ軸方向の他方側（図において左側）のみにのびるＸ軸方向の小梁８（２本目の小梁８ｂ）とが定義される。なお、２本目の小梁８ｂは、１本目の小梁８ａに対して「負け」となるように定義されている。

【0060】

このような水平架構面９において、例えば、第３小梁属性情報が選択された場合には、図１４（ｂ）に示されるように、小梁配置点１９を起点として、Ｙ軸方向の両側にのびるＹ軸方向の小梁８と、小梁配置点１９からＸ軸方向の一方側（図において右側）のみにのびるＸ軸方向の小梁８とが定義される。

【0061】

新たに定義されたＹ軸方向の小梁８は、１本目の小梁８ａ（図１４（ａ）に示す）と重複する。この場合、１本目の小梁８ａの配置を無効にして、Ｙ軸方向の新たな小梁８が、３本目の小梁８ｃとして定義される。３本目の小梁８ｃの両端は、小梁配置点１９のＹ軸方向の延長線上に配置される大梁７、７に当接するように配置される。

【0062】

新たに定義されたＸ軸方向の小梁８は、３本目の小梁８ｃに対して、「負け」となるように配置される４本目の小梁８ｄとして定義される。４本目の小梁８ｄの一端は、小梁配置点１９のＸ軸方向の延長線上に配置される大梁７に当接するように配置される。これにより、水平架構面９には、小梁配置点１９で交差する３本の小梁８ｂ、８ｃ及び８ｄの配置が定義される。

【0063】

図１５（ａ）に示されるように、この例の水平架構面９には、例えば、１つの小梁配置点１９のみが定義されている。また、水平架構面９には、小梁配置点１９を起点として、Ｘ軸方向の両側にのびるＸ軸方向の小梁８（１本目の小梁８ａ）と、小梁配置点１９からＹ軸方向の一方側（図において下側）のみにのびるＹ軸方向の小梁８（２本目の小梁８ｂ）とが定義される。なお、２本目の小梁８ｂは、１本目の小梁８ａに対して「負け」となるように定義されている。

【0064】

このような水平架構面９において、例えば、第３小梁属性情報が選択された場合には、図１５（ｂ）に示されるように、小梁配置点１９を起点として、Ｙ軸方向の両側にのびるＹ軸方向の小梁８と、小梁配置点１９からＸ軸方向の一方側（図において右側）のみにのびるＸ軸方向の小梁８とが定義される。

【0065】

新たに定義されたＹ軸方向の小梁８は、２本目の小梁８ｂと重複する。この場合、２本目の小梁８ｂの配置が無効にされる。なお、Ｙ軸方向の新たな小梁８は、既に配置されている１本目の小梁８ａをＹ軸方向に突き抜けて配置することができない。従って、本実施形態では、１本目の小梁８ａに対して「負け」となるように、小梁配置点１９の両側にのびる２本の小梁８（３本目の小梁８ｃ、４本目の小梁８ｄ）として定義される。

【0066】

３本目の小梁８ｃの一端は、小梁配置点１９のＹ軸方向の一方側（図において、下側）に配置される大梁７に当接するように配置される。４本目の小梁８ｄの一端は、小梁配置点１９のＹ軸方向の一方側（図において、上側）に配置される大梁７に当接するように配置される。

【0067】

新たに定義されたＸ軸方向の小梁８は、１本目の小梁８ａのうち、小梁配置点１９のＸ軸方向の一方側（図において右側）の部分と重複する。この場合、１本目の小梁８ａのＸ軸方向の一方側の部分が無効にされる。なお、３本目の小梁８ｃと４本目の小梁８ｄは、１本目の小梁８ａに対して、「負け」となるように定義されている。このため、Ｘ軸方向の新たな小梁８は、１本目の小梁８ａのＸ軸方向の他方側（図において、左側）の部分と一体に配置される。従って、Ｘ軸方向の小梁８は、１本目の小梁８ａとして定義される。これにより、水平架構面９には、小梁配置点１９で交差する３本の小梁８ａ、８ｃ及び８ｄの配置が定義される。

【0068】

図１６（ａ）に示されるように、この例の水平架構面９には、例えば、１つの小梁配置点１９のみが定義されている。また、水平架構面９には、小梁配置点１９を起点として、Ｘ軸方向の他方側（図において、左側）にのびるＸ軸方向の小梁８（１本目の小梁８ａ）と、小梁配置点１９からＹ軸方向の一方側（図において下側）のみにのびるＹ軸方向の小梁８（２本目の小梁８ｂ）とが定義される。なお、１本目の小梁８ａ及び２本目の小梁８ｂは、小梁配置点１９に対して「負け」となるように定義されている。

【0069】

このような水平架構面９において、例えば、第３小梁属性情報が選択された場合には、図１６（ｂ）に示されるように、小梁配置点１９を起点として、Ｙ軸方向の両側にのびるＹ軸方向の小梁８と、小梁配置点１９からＸ軸方向の一方側（図において右側）のみにのびるＸ軸方向の小梁８とが定義される。

【0070】

新たに定義されたＹ軸方向の小梁８は、２本目の小梁８ｂと重複する。この場合、２本目の小梁８ｂの配置が無効にされる。１本目の小梁８ａは、小梁配置点１９に対して「負け」となるように定義されている。このため、Ｙ軸方向の新たな小梁８は、小梁配置点１９を起点として、Ｙ軸方向の両側にのびる１本の小梁８（３本目の小梁８ｃ）として定義される。また、３本目の小梁８ｃの両端は、小梁配置点１９のＹ軸方向の延長線上に配置される大梁７、７に当接するように配置される。

【0071】

新たに定義されたＸ軸方向の小梁８は、３本目の小梁８ｃに対して、「負け」となるように配置される４本目の小梁８ｄとして定義される。４本目の小梁８ｄの一端は、小梁配置点１９のＸ軸方向の延長線上に配置される大梁７に当接するように配置される。これにより、水平架構面９には、小梁配置点１９で交差する３本の小梁８ａ、８ｃ及び８ｄの配置が定義される。

【0072】

図１７（ａ）に示されるように、この例の水平架構面９には、例えば、１つの小梁配置点１９のみが定義されている。また、水平架構面９には、小梁８が配置されていない。このような水平架構面９において、第１小梁属性情報が選択された場合には、図１７（ｂ）に示されるように、小梁配置点１９を起点として、小梁配置点１９からＸ軸方向（図１７（ａ）に示す）の両側にのびる１本の小梁８ａの配置が定義される。また、第２小梁属性情報が選択された場合には、小梁配置点１９を起点として、小梁配置点１９からＹ軸方向（図１７（ａ）に示す）の両側にのびる１本の小梁８ａの配置が定義される。

【0073】

第３小梁属性情報が選択された場合には、小梁配置点１９を起点として、小梁配置点１９からＹ軸方向の両側にのびる１本目の小梁８ａと、小梁配置点１９からＸ軸方向の一方側（図において右側）のみにのびる２本目の小梁８ｂとが定義される。なお、２本目の小梁８ｂは、１本目の小梁８ａに対して、「負け」となるように配置される。

【0074】

第４小梁属性情報が選択された場合には、小梁配置点１９を起点として、小梁配置点１９からＹ軸方向の両側にのびる１本目の小梁８ａと、小梁配置点１９からＸ軸方向の他方側（図において左側）のみにのびる２本目の小梁８ｂとが定義される。なお、２本目の小梁８ｂは、１本目の小梁８ａに対して、「負け」となるように配置される。

【0075】

第５小梁属性情報が選択された場合には、小梁配置点１９を起点として、小梁配置点１９からＸ軸方向の両側にのびる１本目の小梁８ａと、小梁配置点１９からＹ軸方向の一方側のみにのびる２本目の小梁８ｂとが定義される。なお、２本目の小梁８ｂは、１本目の小梁８ａに対して、「負け」となるように配置される。

【0076】

第６小梁属性情報が選択された場合には、小梁配置点１９を起点として、小梁配置点１９からＸ軸方向の両側にのびる１本目の小梁８ａと、小梁配置点１９からＹ軸方向の他方側（図において上側）のみにのびる２本目の小梁８ｂとが定義される。なお、２本目の小梁８ｂは、１本目の小梁８ａに対して、「負け」となるように配置される。また、第７小梁属性情報が選択された場合は、小梁配置点１９を起点とする小梁８の配置を無効にする無効情報として定義される。

【0077】

このように、小梁属性テーブル２０（図１１に示す）では、選択された小梁属性情報により、小梁配置点１９を通る新たな小梁８の長手方向の向き、及び、小梁配置点１９での梁交差状態を特定することができる。また、小梁８の勝ち負けや小梁８の本数は、図１２〜図１７で説明したように、水平架構面９に既に配置されている小梁８に基づいて、小梁８の勝ち負けに矛盾がないように、コンピュータ１によって決定される。このような小梁属性情報は、小梁８の勝ち負けの矛盾を防ぎつつ、１つの小梁属性情報で複数本の小梁８の配置を表現することができる。

【0078】

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）。図１８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、図１９は、染色体情報の複数種類からなる集団の概念図である。

【0079】

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。

【0080】

次に、コンピュータ１に、染色体情報が定義される（工程Ｓ３２）。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１９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、小梁８の配置を定義する複数の小梁遺伝子が設定される。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。

【0081】

染色体情報２６には、小梁遺伝子が格納可能な複数の小梁遺伝子座３３が設定される。本実施形態の小梁遺伝子は、該小梁遺伝子の順番を示す順番情報と、小梁配置点１９の位置が指定された配置情報と、小梁属性テーブル２０（図１１に示す）から選択された小梁属性情報とを含んでいる。従って、小梁遺伝子座３３は、順番情報が格納可能な順番遺伝子座３３ａと、配置情報が格納可能な配置遺伝子座３３ｂと、小梁属性情報が格納可能な小梁属性遺伝子座３３ｃとを含んでいる。また、小梁遺伝子座３３は、各水平架構面９ａ〜９ｈにおいて、設計制約条件として入力された小梁配置点１９の個数分（例えば、第１水平架構面９ａの場合、３個）だけ設定される。

【0082】

次に、コンピュータ１が、染色体情報２６に、小梁遺伝子を格納する（工程Ｓ３３）。小梁遺伝子は、上述のとおり、順番情報、配置情報、及び、小梁属性情報が含まれている。図２０は、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。

【0083】

順番遺伝子座３３ａに格納される順番情報は、各水平架構面９ａ〜９ｈにおいて、小梁遺伝子の順番を定義するものである。本実施形態の小梁遺伝子座３３は、例えば、第１水平架構面９ａにおいて、図１０に示した第１小梁配置点１９ａ〜第３小梁配置点１９ｃのいずれかが割り当てられる。このため、順番遺伝子座３３ａには、順番情報として、１〜３の整数が設定される。なお、小梁遺伝子は、順番情報が小さい順から選択される。このような順番情報は、乱数関数に従って、重複しないようにランダムに決定される。

【0084】

配置遺伝子座３３ｂに格納される配置情報は、小梁配置点１９の位置を指定するものである。例えば、本実施形態の第１水平架構面９ａの配置遺伝子座３３ｂには、設計制約条件として入力された第１小梁配置点１９ａ、第２小梁配置点１９ｂ、及び第３小梁配置点１９ｃの各座標値が、互いに重複しないようにランダムに格納される。

【0085】

本実施形態の配置遺伝子座３３ｂは、小梁配置点１９のＸ軸方向の座標値（以下、単に「Ｘ座標値」ということがある。）を格納する第１配置遺伝子座３５ａと、小梁配置点１９のＹ軸方向の座標値（以下、単に「Ｙ座標値」ということがある。）を格納する第２配置遺伝子座３５ｂとを含んで構成される。従って、配置遺伝子座３３ｂには、小梁配置点１９のＸ座標値及びＹ座標値がそれぞれ格納される。

【0086】

小梁属性遺伝子座３３ｃに格納される小梁属性情報は、図１１に示した小梁属性テーブル２０から選択される。本実施形態の小梁属性遺伝子座３３ｃには、小梁属性情報として、小梁属性テーブル２０の特定情報を指定する区分情報が格納される。小梁属性情報は、区分情報の１〜７の数値からランダムに選択される。

【0087】

次に、染色体情報２６の小梁遺伝子（図２０に示す）で定義される小梁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。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、順番遺伝子座３３ａに格納される順番情報が小さい順に、小梁８の配置が定義される。

【0088】

図２１は、順番遺伝子座３３ａの順番情報が「１」の小梁の配置を説明する平面図である。順番情報が「１」の小梁遺伝子は、配置遺伝子座３３ｂの配置情報が「（Ｘ座標値、Ｙ座標値）＝（２、５）」、かつ、小梁属性遺伝子座３３ｃの小梁属性情報が「２」ある。このため、順番情報が「１」の小梁遺伝子では、第１小梁配置点１９ａを起点として、第１小梁配置点１９ａからＹ軸方向の両側にのびる１本の小梁８（１本目の小梁８ａ）が定義される。また、１本目の小梁８ａの両端は、第１小梁配置点１９ａのＹ軸方向の延長線上に配置される大梁７、７に当接するように配置される。

【0089】

図２２は、順番遺伝子座３３ａの順番情報が「２」の小梁の配置を説明する平面図である。順番情報が「２」の小梁遺伝子は、配置遺伝子座３３ｂの配置情報が「（Ｘ座標値、Ｙ座標値）＝（５、４）」、かつ、小梁属性遺伝子座３３ｃの小梁属性情報が「５」ある。このため、順番情報が「２」の小梁遺伝子では、第２小梁配置点１９ｂを起点として、第２小梁配置点１９ｂからＸ軸方向の両側にのびるＸ軸方向の小梁８（２本目の小梁８ｂ）と、第２小梁配置点１９ｂからＹ軸方向の一方側（図において下側）のみにのびるＹ軸方向の小梁８（３本目の小梁８ｃ）とが定義される。

【0090】

２本目の小梁８ｂは、第２小梁配置点１９ｂのＸ軸方向の延長線上に配置される１本目の小梁８ａ、及び、大梁７に当接するように配置される。さらに、３本目の小梁８ｃは、第２小梁配置点１９ｂのＹ軸方向の延長線上に配置される大梁７に当接するように配置される。

【0091】

図２３は、順番遺伝子座３３ａの順番情報が「３」の小梁の配置を説明する平面図である。順番情報が「３」の小梁遺伝子は、配置遺伝子座３３ｂの配置情報が「（Ｘ座標値、Ｙ座標値）＝（２、２）」、かつ、小梁属性遺伝子座３３ｃの小梁属性情報が「３」ある。このため、順番情報が「３」の小梁遺伝子では、第３小梁配置点１９ｃを起点として、第３小梁配置点１９ｃからＹ軸方向の両側にのびるＹ軸方向の小梁８（４本目の小梁８ｄ）と、第３小梁配置点１９ｃからＸ軸方向の一方側（図において右側）にのびるＸ軸方向の小梁８（５本目の小梁８ｅ）とが定義される。

【0092】

４本目の小梁８ｄは、１本目の小梁８ａ（図２２に示す）と重複する。この場合、１本目の小梁８ａの配置を無効にして、４本目の小梁８ｄの配置が新たに定義される。また、４本目の小梁８ｄは、１本目の小梁８ａと同様に、第３小梁配置点１９ｃのＹ軸方向の延長線上に配置される大梁７、７に当接するように配置される。さらに、５本目の小梁８ｅは、第３小梁配置点１９ｃのＸ軸方向の延長線上に配置される３本目の小梁８ｃに当接するように配置される。

【0093】

このように、本実施形態の染色体情報２６では、第１水平架構面９ａにおいて、２本目の小梁８ｂ〜５本目の小梁８ｅからなる合計４本の小梁８の配置（図８（ｂ）に示す）が定義される。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。

【0094】

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。

【0095】

また、本実施形態の工程Ｓ３３では、順番情報、配置情報、及び、小梁属性情報が、乱数関数に従ってランダムに選択される。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。

【0096】

さらに、小梁属性情報は、小梁配置点１９での梁交差状態が特定される。このため、本実施形態では、１つの小梁属性情報で複数本の小梁８の配置を表現することができる。これにより、本発明の染色体情報２６では、少ない小梁遺伝子で、多様な配置パターンを作成することができる。従って、本発明では、小梁８の配置パターンを効率的に進化させることができ、小梁８の配置の最適解を、短時間で求めることができる。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。

【0097】

次に、コンピュータ１が、集団３１（図１９に示した）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）。

【0098】

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。

【0099】

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）。

【0100】

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。

【0101】

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。

【0102】

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。

【0103】

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。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１９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。

【0104】

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。

【0105】

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。

【0106】

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。

【0107】

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）。

【0108】

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１９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。

【0109】

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。

【0110】

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。

【0111】

次に、コンピュータ１が、図１９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。

【0112】

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で挟まれた小梁遺伝子座３３（図示省略）に格納されている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を定義する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、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。

【0113】

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。

【0114】

次に、コンピュータ１が、図１９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、順番遺伝子座３３ａの順番情報、配置遺伝子座３３ｂの配置情報、及び、小梁属性遺伝子座３３ｃの小梁属性情報を対象に、突然変異が実施される。

【0115】

順番情報については、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、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。

【0116】

図２９は、小梁遺伝子の突然変異を説明する概念図である。次に、本実施形態の工程Ｓ７３では、各染色体情報２６において、配置遺伝子座３３ｂ、又は、小梁属性遺伝子座３３ｃがランダムに選択される。次に、選択された配置遺伝子座３３ｂの配置情報、又は、小梁属性遺伝子座３３ｃの小梁属性情報が、それらの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。

【0117】

配置遺伝子座３３ｂの第１配置遺伝子座３５ａには、各水平架構面９ａ〜９ｈにおいて、各節点１７のＸ軸方向の取りうる座標値（０〜６）からランダムに選択された座標値が格納される。また、配置遺伝子座３３ｂの第２配置遺伝子座３５ｂには、各水平架構面９ａ〜９ｈにおいて、各節点１７のＹ軸方向の取りうる座標値（０〜６）からランダムに選択された座標値が格納される。これにより、工程Ｓ７３では、例えば、第１水平架構面９ａにおいて、初期の第１小梁配置点１９ａ〜第３小梁配置点１９ｃの各座標値を、無作為に更新することができる。

【0118】

小梁属性遺伝子座３３ｃには、小梁属性テーブル２０の区分情報（１〜７）がランダムに選択された数値が格納される。これにより、工程Ｓ７３では、小梁配置点１９を通る小梁８の長手方向の向き及び小梁配置点１９での梁交差状態を、無作為に更新することができる。

【0119】

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に定義されている小梁属性情報に限定されることなく、新たな小梁属性情報を用いて、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。

【0120】

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。

【0121】

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。

【0122】

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。

【0123】

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。

【0124】

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

【0125】

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、強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。

【0126】

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の強度が最も高い染色体情報２６と定めることができる。

【0127】

次に、本発明の他の実施形態の設計方法について説明する。
図３０（ａ）は、本発明の他の実施形態の第１水平架構面９ａを示す平面図、図３０（ｂ）は、図３０（ａ）の第１水平架構面９ａに小梁８が配置された状態を示す平面図である。図３０（ａ）に示されるように、この実施形態の水平架構面９には、建築物Ｂの構造に基づいて、小梁８が必要とされる小梁８の配置予定位置２１と、小梁８を配置できない配置禁止位置２４とが含まれる。

【0128】

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。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。

【0129】

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が含まれる。

【0130】

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。

【0131】

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。

【0132】

図３０（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３０（ａ）に示す）に通る第１開口小梁２９ａと、第２開口予定位置２２ｂ（図３０（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３０（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３０（ａ）に示す）を通る第４開口小梁２９ｄとが含まれる。

【0133】

配置禁止位置２４は、建築物Ｂの構造に基づいて、小梁配置点１９を配置できない位置である。本実施形態の配置禁止位置２４は、開口予定位置２２の内部、及び、開口部１１の四隅を除く開口予定位置２２の各節点１７の座標値として、コンピュータ１に記憶される。

【0134】

図３１は、この実施形態の条件入力工程Ｓ２の処理手順の一例を示すフローチャートである。この実施形態の条件入力工程Ｓ２では、工程Ｓ２１の後に、図３０（ａ）に示されるように、配置予定位置２１の少なくとも一部に、小梁配置点１９が入力される（工程Ｓ２２）。この工程Ｓ２２では、第１開口予定位置２２ａ〜第４開口予定位置２２ｄの両端に配置される４つの節点１７に、４つの小梁配置点１９（第１小梁配置点１９ａ〜第４小梁配置点１９ｄ）が定義される。さらに、この実施形態の工程Ｓ２２では、配置予定位置２１とは無関係に選択される１つの小梁配置点１９（第５小梁配置点１９ｅ）も定義される。本実施形態の第５小梁配置点１９ｅは、配置禁止位置２４の節点１７を除いて定義される。

【0135】

工程Ｓ２２では、第１小梁配置点１９ａ〜第５小梁配置点１９ｅの各座標値が、コンピュータ１に記憶される。なお、各座標値は、各水平架構面９ａ〜９ｈの左下側の頂点である基準点１５ａに基づいて設定される。本実施形態の第１小梁配置点１９ａ〜第５小梁配置点１９ｅの座標値の詳細は、次のとおりである。
第１小梁配置点：
Ｘ軸方向の座標値：２
Ｙ軸方向の座標値：３
第２小梁配置点：
Ｘ軸方向の座標値：５
Ｙ軸方向の座標値：３
第３小梁配置点：
Ｘ軸方向の座標値：２
Ｙ軸方向の座標値：５
第４小梁配置点：
Ｘ軸方向の座標値：５
Ｙ軸方向の座標値：５
第５小梁配置点：
Ｘ軸方向の座標値：１
Ｙ軸方向の座標値：２

【0136】

さらに、この実施形態の条件入力工程Ｓ２では、工程Ｓ２３の後に、配置禁止位置２４の少なくとも一部に、小梁配置点１９が定義される（工程Ｓ２４）。この工程Ｓ２４では、第１開口予定位置２２ａ〜第４開口予定位置２２ｄよりも内側に配置される全ての節点１７に、小梁配置点１９（本実施形態では、第６小梁配置点１９ｆ、第７小梁配置点１９ｇ）が定義される。さらに、工程Ｓ２４では、第１開口予定位置２２ａ〜第４開口予定位置２２ｄにおいて、第１小梁配置点１９ａ〜第４小梁配置点１９ｄを除く全ての節点１７に、小梁配置点１９（本実施形態では、第８小梁配置点１９ｈ、第９小梁配置点１９ｉ、第１０小梁配置点１９ｊ、第１１小梁配置点１９ｋ、第１２小梁配置点１９ｌ、第１３小梁配置点１９ｍ）が定義される。

【0137】

工程Ｓ２４では、第６小梁配置点１９ｆ〜第１３小梁配置点１９ｍの各座標値が、コンピュータ１に記憶される。なお、各座標値は、各水平架構面９ａ〜９ｈの左下側の頂点である基準点１５ａに基づいて設定される。本実施形態の第１水平架構面９ａの第６小梁配置点１９ｆ〜第１３小梁配置点１９ｍの各座標値の詳細は、次のとおりである。
第６小梁配置点：
Ｘ軸方向の座標値：３
Ｙ軸方向の座標値：４
第７小梁配置点：
Ｘ軸方向の座標値：４
Ｙ軸方向の座標値：４
第８小梁配置点：
Ｘ軸方向の座標値：３
Ｙ軸方向の座標値：５
第９小梁配置点：
Ｘ軸方向の座標値：４
Ｙ軸方向の座標値：５
第１０小梁配置点：
Ｘ軸方向の座標値：２
Ｙ軸方向の座標値：４
第１１小梁配置点：
Ｘ軸方向の座標値：５
Ｙ軸方向の座標値：４
第１２小梁配置点：
Ｘ軸方向の座標値：３
Ｙ軸方向の座標値：３
第１３小梁配置点：
Ｘ軸方向の座標値：４
Ｙ軸方向の座標値：３

【0138】

図３２は、この実施形態の染色体情報の複数種類からなる集団の概念図である。この実施形態の染色体情報２６は、各水平架構面９ａ〜水平架構面９ｈにおいて、配置予定位置２１の小梁配置点１９を通る小梁８（図３０（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とは無関係の小梁配置点１９を通る小梁８（図３０（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。さらに、染色体情報２６には、配置禁止位置２４の小梁配置点１９において、小梁８の配置を無効にするための第３情報部分３２が含まれる。

【0139】

図３３は、この実施形態の第１水平架構面９ａの第１情報部分２７、第２情報部分２８及び第３情報部分３２の一例を示す概念図である。本実施形態の第１情報部分２７は、配置予定位置２１の小梁配置点１９（本実施形態の第１水平架構面９ａでは、第１小梁配置点１９ａ〜第４小梁配置点１９ｄ（図３０（ａ）に示す））を通る小梁８の配置を定義する第１小梁遺伝子が設定される。また、第１情報部分２７は、第１小梁遺伝子を格納可能な第１小梁遺伝子座３６が設定される。本実施形態の第１小梁遺伝子座３６は、各水平架構面９ａ〜９ｈにおいて、第１小梁配置点１９ａ〜第４小梁配置点１９ｄのいずれかが割り当てられる。従って、第１水平架構面９ａの第１情報部分２７では、４個の第１小梁遺伝子座３６が定義される。

【0140】

本実施形態の第１小梁遺伝子は、第１小梁遺伝子の順番を示す順番情報と、配置予定位置２１に定義された小梁配置点１９の位置が指定された配置情報と、小梁属性テーブル（図１１に示す）から選択された小梁属性情報とが含まれる。従って、各第１小梁遺伝子座３６は、順番遺伝子座３６ａと、配置遺伝子座３６ｂと、小梁属性遺伝子座３６ｃとが含まれる。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。

【0141】

本実施形態の第２情報部分２８は、配置予定位置２１とは無関係の小梁配置点１９（本実施形態の第１水平架構面９ａでは、第５小梁配置点１９ｅ）を通る小梁８（図３０（ｂ）に示す）の配置を定義する第２小梁遺伝子が設定される。また、第２情報部分２８は、第２小梁遺伝子を格納可能な第２小梁遺伝子座３７が設定される。本実施形態の第２小梁遺伝子座３７は、例えば、第１水平架構面９ａにおいて、第５小梁配置点１９ｅ（図３０（ａ）に示す）が割り当てられる。従って、第１水平架構面９ａの第２情報部分２７は、１個の第２小梁遺伝子座３７が定義される。

【0142】

本実施形態の第２小梁遺伝子は、第２小梁遺伝子の順番を示す順番情報と、配置予定位置２１とは無関係に定義された小梁配置点１９の位置を特定する配置情報と、小梁属性テーブル（図１１に示す）から選択された小梁属性情報とが含まれる。従って、各第２小梁遺伝子座３７は、順番遺伝子座３７ａと、配置遺伝子座３７ｂと、小梁属性遺伝子座３７ｃ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。

【0143】

本実施形態の第３情報部分３２は、配置禁止位置２４に定義された小梁配置点１９（本実施形態の第１水平架構面９ａでは、第６小梁配置点１９ｆ〜第１３小梁配置点１９ｍ）において、小梁８の配置を無効にする第３小梁遺伝子が設定される。また、第３情報部分３２は、第３小梁遺伝子を格納可能な第３小梁遺伝子座３８が設定される。第３小梁遺伝子座３８は、例えば、第１水平架構面９ａにおいて、第６小梁配置点１９ｆ〜第１３小梁配置点１９ｍのいずれかが割り当てられる。従って、第１水平架構面９ａの第３情報部分３２では、８個の第３小梁遺伝子座３８が定義される。

【0144】

本実施形態の第３小梁遺伝子は、第３小梁遺伝子の順番を示す順番情報と、配置禁止位置２４に定義された小梁配置点１９の位置が指定された配置情報と、小梁属性テーブル（図１１に示す）から選択された小梁属性情報とが含まれる。従って、各第３小梁遺伝子座３８は、順番遺伝子座３８ａと、配置遺伝子座３８ｂと、小梁属性遺伝子座３８ｃとが含まれる。このような第３情報部分３２は、コンピュータ１に記憶される。

【0145】

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、前実施形態の小梁遺伝子を格納する工程Ｓ３３（図１８に示す）に代えて、第３情報部分３２（図３３に示す）に、第３小梁遺伝子を格納する工程Ｓ３４と、第１情報部分２７（図３３に示す）に、第１小梁遺伝子を格納する工程Ｓ３５と、第２情報部分２８（図３３に示す）に、第２小梁遺伝子を格納する工程Ｓ３６とが実施される。

【0146】

工程Ｓ３４では、第３情報部分３２に、第３小梁遺伝子の順番情報、配置情報、及び、小梁属性情報が格納される。

【0147】

順番遺伝子座３８ａに格納される順番情報は、各水平架構面９ａ〜９ｈ（図７に示す）において、第１情報部分２７の第１小梁遺伝子、第２情報部分２８の第２小梁遺伝子、及び、第３情報部分３２の第３小梁遺伝子を含めた順番が定義される。本実施形態では、例えば、第１水平架構面９ａにおいて、第１小梁遺伝子座３６、第２小梁遺伝子座３７、及び、第３小梁遺伝子座３８の合計が、１３個である。このため、順番情報は、１〜１３の整数で定義される。本実施形態の第３小梁遺伝子の順番情報には、第１情報部分２７の第１小梁遺伝子、及び、第２情報部分２８の第２小梁遺伝子の順番情報よりも小さい整数が、強制的に入力される。従って、各順番遺伝子座３８ａ、３８ａには、「１」〜「８」のいずれかの順番情報が、互いに重複しないようにランダムに格納される。

【0148】

配置遺伝子座３８ｂに格納される配置情報は、第６小梁配置点１９ｆ〜第１３小梁配置点１９ｍのそれぞれ位置を特定するものである。第１水平架構面９ａの配置遺伝子座３８ｂには、設計制約条件として入力された第６小梁配置点１９ｆ〜第１３小梁配置点１９ｍの各座標値が、互いに重複しないようにランダムに格納される。本実施形態の配置遺伝子座３８ｂは、前実施形態の配置遺伝子座３３ｂと同様に、小梁配置点１９のＸ座標値を格納する第１配置遺伝子座４８ａと、小梁配置点１９のＹ座標値を格納する第２配置遺伝子座４８ｂとが含んで構成される。従って、配置遺伝子座３８ｂには、小梁配置点１９のＸ座標値及びＹ座標値が、それぞれ格納される。

【0149】

小梁属性遺伝子座３８ｃに格納される小梁属性情報は、図１１に示した小梁属性テーブル２０の無効情報が選択される。従って、各小梁属性遺伝子座３８ｃには、無効情報を指定した区分情報「７」が格納される。これにより、第１水平架構面９ａでは、第６小梁配置点１９ｆ〜第１３小梁配置点１９ｍを起点とする小梁８の配置が無効にされる。

【0150】

工程Ｓ３５では、第１情報部分２７に、第１小梁遺伝子の順番情報、配置情報、及び、小梁属性情報が格納される。

【0151】

順番遺伝子座３６ａに格納される順番情報は、第３小梁遺伝子の順番情報と同様に、各水平架構面９ａ〜９ｈ（図７に示す）において、第１情報部分２７の第１小梁遺伝子、第２情報部分２８の第２小梁遺伝子、及び、第３情報部分３２の第２小梁遺伝子を含めた順番が定義される。なお、第１小梁遺伝子の順番情報は、第３情報部分３２で使用されている順番情報を除いて割り当てられる。これにより、第１小梁遺伝子の順番と、第３小梁遺伝子の順番とが重複するのを防ぐことができる。このような順番情報は、乱数関数に従って、互いに重複しないようにランダムに決定されるのが望ましい。

【0152】

配置遺伝子座３６ｂに格納される配置情報は、配置予定位置２１の小梁配置点１９の位置を特定するものである。例えば、本実施形態の第１水平架構面９ａの配置遺伝子座３６ｂには、第１小梁配置点１９ａ〜第４小梁配置点１９ｄの座標値が、互いに重複しないようにランダムに格納される。本実施形態の配置遺伝子座３６ｂは、小梁配置点１９のＸ座標値を格納する第１配置遺伝子座４６ａと、小梁配置点１９のＹ座標値を格納する第２配置遺伝子座４６ｂとが含んで構成される。従って、配置遺伝子座３６ｂには、小梁配置点１９のＸ座標値及びＹ座標値が、それぞれ格納される。

【0153】

小梁属性遺伝子座３６ｃに格納される小梁属性情報は、小梁属性テーブル２０から選択される。小梁属性遺伝子座３６ｃには、小梁属性情報として、図１１に示した小梁属性テーブル２０の特定情報を指定する区分情報が、乱数関数に従って、ランダムに格納される。

【0154】

工程Ｓ３６では、第２情報部分２８に、第２小梁遺伝子の順番情報、配置情報、及び、小梁属性情報が格納される。

【0155】

順番遺伝子座３７ａに格納される順番情報は、第１小梁遺伝子及び第３小梁遺伝子の順番情報と同様に、各水平架構面９ａ〜９ｈ（図７に示す）において、第１情報部分２７の第１小梁遺伝子、第２情報部分２８の第２小梁遺伝子、及び、第３情報部分３２の第２小梁遺伝子を含めた順番が定義される。なお、第２小梁遺伝子の順番情報は、第１情報部分２７及び第３情報部分３２で使用されている順番情報を除いて割り当てられる。これにより、第１小梁遺伝子及び第３小梁遺伝子の順番と、第２小梁遺伝子の順番とが重複するのを防ぐことができる。なお、第２小梁遺伝子の順番情報は、第２小梁遺伝子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。

【0156】

配置遺伝子座３７ｂに格納される配置情報は、配置予定位置２１とは無関係に選択される小梁配置点１９の位置を特定するものである。従って、配置遺伝子座３７ｂの配置情報で特定される小梁配置点１９としては、第１情報部分２７の配置遺伝子座３６ｂの配置情報で特定された配置予定位置２１の小梁配置点１９（この実施形態では、第１小梁配置点１９ａ〜第４小梁配置点１９ｄ）を除く小梁配置点１９が選択される。さらに、配置遺伝子座３７ｂの配置情報で特定される小梁配置点１９としては、第３情報部分３２の配置遺伝子座３８ｂの配置情報で特定された配置禁止位置２４の小梁配置点１９（この実施形態では、第６小梁配置点１９ｆ〜第１３小梁配置点１９ｍ）を除く小梁配置点１９が選択される。これにより、第２情報部分２８の配置情報で特定される小梁配置点１９が、第１情報部分２７の配置情報、及び、第３情報部分３２の配置情報で特定される小梁配置点１９と重複するのを防ぐことができる。

【0157】

この実施形態の第１水平架構面９ａの配置遺伝子座３７ｂには、第５小梁配置点１９ｅの座標値が格納される。なお、配置予定位置２１とは無関係に選択される小梁配置点１９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。また、本実施形態の配置遺伝子座３７ｂは、小梁配置点１９のＸ座標値を格納する第１配置遺伝子座４７ａと、小梁配置点１９のＹ座標値を格納する第２配置遺伝子座４７ｂとが含んで構成される。従って、配置遺伝子座３７ｂには、小梁配置点１９のＸ座標値及びＹ座標値が、それぞれ格納される。

【0158】

小梁属性遺伝子座３７ｃに格納される小梁属性情報は、小梁属性テーブル２０から選択される。小梁属性遺伝子座３７ｃには、小梁属性情報として、図１１に示した小梁属性テーブル２０の特定情報を指定する区分情報が、乱数関数に従って、ランダムに格納される。

【0159】

次に、第１情報部分２７、第２情報部分２８及び第３情報部分３２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。染色体情報２６は、各水平架構面９ａ〜９ｈ（図７に示す）において、順番遺伝子座３６ａ、３７ａ、３８ａに格納される順番情報が小さい順に、各小梁遺伝子座３６〜３８に格納されている各小梁遺伝子に基づいて、小梁８の配置が定義される。

【0160】

なお、本実施形態のように、第１水平架構面９ａに開口予定位置２２が設定される場合は、各小梁遺伝子によって小梁８の配置が定義される前に、第１開口小梁２９ａ〜第４開口小梁２９ｄ（１本目の小梁８ａ〜４本目の小梁８ｄ）が予め定義されるのが望ましい。図３５は、第１開口小梁２９ａ〜第４開口小梁２９ｄが予め配置された水平架構面を示す平面図である。このように、染色体情報２６に基づいて小梁８の配置が定義される前に、第１開口小梁２９ａ〜第４開口小梁２９ｄの配置が予め定義されることにより、第１開口予定位置２２ａ〜第４開口予定位置２２ｄよりも外側の小梁配置点１９を起点とする小梁８が、開口部１１の内部を横切るのを防ぐことができる。

【0161】

そして、本実施形態では、第１開口小梁２９ａ〜第４開口小梁２９ｄが定義された後に、染色体情報２６の順番遺伝子座３６ａ、３７ａ、３８ａに格納される順番情報が小さい順に、各小梁遺伝子座３６〜３８に格納されている各小梁遺伝子に基づいて、小梁８の配置が定義される。

【0162】

図３３に示されるように、順番遺伝子座３８ａの順番情報が「１」の小梁遺伝子は、配置遺伝子座３８ｂの配置情報が「（Ｘ座標値、Ｙ座標値）＝（３、４）」、かつ、小梁属性遺伝子座３８ｃの小梁属性情報が「７」である。また、順番遺伝子座３８ａの順番情報が「２」の小梁遺伝子は、配置遺伝子座３８ｂの配置情報が「（Ｘ座標値、Ｙ座標値）＝（４、４）」、かつ、小梁属性遺伝子座３８ｃの小梁属性情報が「７」ある。さらに、順番遺伝子座３８ａの順番情報が「３」の小梁遺伝子は、配置遺伝子座３８ｂの配置情報が「（Ｘ座標値、Ｙ座標値）＝（３、５）」、かつ、小梁属性遺伝子座３８ｃの小梁属性情報が「７」ある。このため、図３５に示されるように、順番情報が「１」〜「３」の小梁遺伝子では、配置禁止位置２４の第６小梁配置点１９ｆ〜第８小梁配置点１９ｈを起点とする小梁８の配置が無効に設定される。

【0163】

図３３に示されるように、順番遺伝子座３８ａの順番情報が「４」の小梁遺伝子は、配置遺伝子座３８ｂの配置情報が「（Ｘ座標値、Ｙ座標値）＝（４、５）」、かつ、小梁属性遺伝子座３８ｃの小梁属性情報が「７」である。また、順番遺伝子座３８ａの順番情報が「５」の小梁遺伝子は、配置遺伝子座３８ｂの配置情報が「（Ｘ座標値、Ｙ座標値）＝（２、４）」、かつ、小梁属性遺伝子座３８ｃの小梁属性情報が「７」である。さらに、順番遺伝子座３８ａの順番情報が「６」の小梁遺伝子は、配置遺伝子座３８ｂの配置情報が「（Ｘ座標値、Ｙ座標値）＝（５、４）」、かつ、小梁属性遺伝子座３８ｃの小梁属性情報が「７」である。このため、図３５に示されるように、順番情報が「４」〜「６」の小梁遺伝子では、配置禁止位置２４の第９小梁配置点１９ｉ〜第１１小梁配置点１９ｋを起点とする小梁８の配置が無効に設定される。

【0164】

図３３に示されるように、順番遺伝子座３８ａの順番情報が「７」の小梁遺伝子は、配置遺伝子座３８ｂの配置情報が「（Ｘ座標値、Ｙ座標値）＝（３、３）」、かつ、小梁属性遺伝子座３８ｃの小梁属性情報が「７」である。また、順番遺伝子座３８ａの順番情報が「８」の小梁遺伝子は、配置遺伝子座３８ｂの配置情報が「（Ｘ座標値、Ｙ座標値）＝（４、３）」、かつ、小梁属性遺伝子座３８ｃの小梁属性情報が「７」である。このため、図３５に示されるように、順番情報が「７」、「８」の小梁遺伝子では、配置禁止位置２４の第１２小梁配置点１９ｌ、第１３小梁配置点１９ｍを起点とする小梁８の配置が無効に設定される。

【0165】

図３６は、順番遺伝子座３６ａの順番情報が「９」の小梁８の配置を説明する平面図である。順番情報が「９」の小梁遺伝子は、配置遺伝子座３６ｂの配置情報が「（Ｘ座標値、Ｙ座標値）＝（２、３）」、かつ、小梁属性遺伝子座３６ｃの小梁属性情報が「３」ある。このため、順番情報が「３」の小梁遺伝子では、第１小梁配置点１９ａを起点として、Ｙ軸方向の両側にのびるＹ軸方向の小梁８（５本目の小梁８ｅ）と、第１小梁配置点１９ａからＸ軸方向の一方側（図において右側）のみにのびるＸ軸方向の小梁８（６本目の小梁８ｆ）とが定義される。

【0166】

５本目の小梁８ｅは、３本目の小梁８ｃ（図３５に示す）と重複する。さらに、６本目の小梁８ｆは、１本目の小梁８ａ（図３５に示す）と重複する。この場合、１本目の小梁８ａ及び３本目の小梁８ｃの配置を無効にして、５本目の小梁８ｅ及び６本目の小梁８ｆの配置が新たに定義される。

【0167】

５本目の小梁８ｅの両端は、第１小梁配置点１９ａのＹ軸方向の延長線上に配置される大梁７、７に当接するように配置される。このような５本目の小梁８ａは、第３開口予定位置２２ｃ（図３０（ａ）に示す）を通る第３開口小梁２９ｃとして定義される。また、６本目の小梁８ｆは、第１小梁配置点１９ａのＸ軸方向の延長線上に配置される大梁７に当接するように配置される。このような６本目の小梁８ｆは、第１開口予定位置２２ａ（図３０（ａ）に示す）を通る第１開口小梁２９ａとして定義される。

【0168】

図３７は、順番遺伝子座３６ａの順番情報が「１０」の小梁の配置を説明する平面図である。順番情報が「１０」の小梁遺伝子は、配置遺伝子座３６ｂの配置情報が「（Ｘ座標値、Ｙ座標値）＝（５、３）」、かつ、小梁属性遺伝子座３６ｃの小梁属性情報が「２」ある。このため、順番情報が「１０」の小梁遺伝子では、第２小梁配置点１９ｂを起点として、Ｙ軸方向の両側にのびるＹ軸方向の２本の小梁８（７本目の小梁８ｇ及び８本目の小梁８ｈ）が定義される。

【0169】

７本目の小梁８ｇの一端は、第２小梁配置点１９ｂのＹ軸方向の一方側（図において、下側）に配置される大梁７に当接するように配置される。このような７本目の小梁８ｇは、配置予定位置２１（図３０（ａ）に示す）を通らない第２小梁３０として定義される。

【0170】

８本目の小梁８ｈは、４本目の小梁８ｄ（図３６に示す）と重複する。この場合、４本目の小梁８ｄの配置が無効にされ、８本目の小梁８ｈの配置が新たに定義される。さらに、８本目の小梁８ｈの一端は、第２小梁配置点１９ｂのＹ軸方向の他方側（図において、上側）に配置される大梁７に当接するように配置される。このような８本目の小梁８ｈは、第４開口予定位置２２ｄ（図３０（ａ）に示す）を通る第４開口小梁２９ｄとして定義される。

【0171】

図３８は、順番遺伝子座３６ａの順番情報が「１１」の小梁の配置を説明する平面図である。順番情報が「１１」の小梁遺伝子は、配置遺伝子座３６ｂの配置情報が「（Ｘ座標値、Ｙ座標値）＝（２、５）」、かつ、小梁属性遺伝子座３６ｃの小梁属性情報が「１」ある。このため、順番情報が「１１」の小梁遺伝子では、第３小梁配置点１９ｃを起点として、Ｘ軸方向の両側にのびるＸ軸方向の２本の小梁８（９本目の小梁８ｉ及び１０本目の小梁８ｊ）が定義される。

【0172】

９本目の小梁８ｉは、２本目の小梁８ｂ（図３７に示す）と重複する。この場合、２本目の小梁８ｂの配置が無効にされ、９本目の小梁８ｉの配置が新たに定義される。さらに、９本目の小梁８ｉの一端は、第３小梁配置点１９ｃのＸ軸方向の一方側（図において、右側）に配置される第４開口小梁２９ｄに当接するように配置される。このような９本目の小梁８ｇは、第２開口予定位置２２ｂ（図３０（ａ）に示す）を通る第２開口小梁２９ｂとして定義される。

【0173】

１０本目の小梁８ｊの一端は、第３小梁配置点１９ｃのＸ軸方向の他端側（図において、左側）に配置される大梁７に当接するように配置される。このような１０本目の小梁８ｊは、配置予定位置２１（図３０（ａ）に示す）を通らない第２小梁３０として定義される。

【0174】

図３９は、順番遺伝子座３６ａの順番情報が「１２」の小梁の配置を説明する平面図である。順番情報が「１２」の小梁遺伝子は、配置遺伝子座３６ｂの配置情報が「（Ｘ座標値、Ｙ座標値）＝（５、５）」、かつ、小梁属性遺伝子座３６ｃの小梁属性情報が「４」ある。このため、順番情報が「１２」の小梁遺伝子では、第４小梁配置点１９ｄを起点として、Ｙ軸方向の両側にのびるＹ軸方向の小梁８（１１本目の小梁８ｋ）と、第４小梁配置点１９ｄからＸ軸方向の他方側（図において左側）のみにのびるＹ軸方向の小梁８（１２本目の小梁８ｌ）が定義される。

【0175】

１１本目の小梁８ｋは、８本目の小梁８ｈ（図３８に示す）と重複する。この場合、８本目の小梁８ｈ（図３８に示す）の配置が無効にされ、１１本目の小梁８ｋが定義される。１１本目の小梁８ｋの両端は、第４小梁配置点１９ｄのＹ軸方向の延長線上に配置される大梁７、及び、第１開口小梁２９ａに当接するように配置される。このような１１本目の小梁８ｋは、第４開口予定位置２２ｄ（図３０（ａ）に示す）を通る第４開口小梁２９ｄとして定義される。

【0176】

１２本目の小梁８ｌは、９本目の小梁８ｉ（図３８に示す）と重複する。この場合、９本目の小梁８ｉ（図３８に示す）の配置が無効にされ、１２本目の小梁８ｌが定義される。１２本目の小梁８ｌの端部は、第４小梁配置点１９ｄのＸ軸方向の延長線上に配置される第３開口小梁２９ｃに当接するように配置される。このような１２本目の小梁８ｌは、第２開口予定位置２２ｂ（図３０（ａ）に示す）を通る第２開口小梁２９ｂとして定義される。

【0177】

図４０は、順番遺伝子座３７ａの順番情報が「１３」の小梁の配置を説明する平面図である。順番情報が「１３」の小梁遺伝子は、配置遺伝子座３７ｂの配置情報が「（Ｘ座標値、Ｙ座標値）＝（１、２）」、小梁属性遺伝子座３７ｃの小梁属性情報が「１」ある。このため、順番情報が「１３」の小梁遺伝子では、第５小梁配置点１９ｅを起点として、Ｘ軸方向の両側にのびるＸ軸方向の小梁８（１３本目の小梁８ｍ）が定義される。１３本目の小梁８ｍの両端は、第５小梁配置点１９ｅのＸ軸方向の延長線上に配置される大梁７、及び、第３開口小梁２９ｃに当接するように配置される。このような１３本目の小梁８ｍは、配置予定位置２１を通らない第２小梁３０として定義される。

【0178】

このように、本実施形態の染色体情報２６では、第１水平架構面９ａにおいて、７本の小梁８の配置（図３０（ｂ）に示す）が定義される。本実施形態の染色体情報２６では、第１情報部分２７の配置情報として、配置予定位置２１に配置された小梁配置点１９が指定されるため、配置予定位置２１を通る第１小梁２９が優先的に含まれるように、染色体情報２６を生成することができる。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配置パターンが生成されるのを抑制できる。配置予定位置２１に小梁８が配置されてい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。

【0179】

また、本実施形態では、図３５に示されるように、小梁８の配置を禁止する配置禁止位置２４が設定される。さらに、本実施形態では、各小梁遺伝子によって小梁８の配置が定義される前に、第１開口小梁２９ａ〜第４開口小梁２９ｄ（１本目の小梁８ａ〜４本目の小梁８ｄ）の配置が予め定義される。このため、本実施形態では、開口部１１を横切る小梁８を含む配置パターンが生成されるのを確実に防ぐことができる。このような配置パターンも、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、計算効率の低下をより効果的に防ぐことができ、小梁８の配置の最適解を、さらに短時間で求めることができる。

【0180】

配置予定位置２１には、配置予定直線２１ａ（図３０（ａ）に示す）に加えて、各水平架構面９ａ〜９ｈにおいて、１つの座標値で特定される配置予定点（図示省略）が含まれてもよい。配置予定点は、例えば、小屋束１２（図３に示す）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。このような配置予定点は、小屋束１２や、支柱位置を支える小梁８が確実に含まれるように、染色体情報２６を生成することができる。

【0181】

この実施形態において、交叉工程Ｓ７２及び突然変異工程Ｓ７３では、第３小梁遺伝子を除いて、第１小梁遺伝子及び第２小梁遺伝子のみを対象に実施されるのが望ましい。これにより、配置禁止位置２４を横切る小梁８を含む配置パターンが生成されるのを防ぎつつ、染色体情報２６を再構成することができる。なお、第１小梁遺伝子座３６の配置遺伝子座３６ｂに格納される配置情報については、突然変異されないのが望ましい。これにより、配置予定位置２１に配置されている小梁配置点１９の座標値が更新されるのを防ぐことができるため、配置予定位置２１に小梁８が配置されていない配置パターンが生成されるのを防ぐことができる。また、第２小梁遺伝子座３７の配置遺伝子座３７ｂに格納される配置情報については、配置予定位置２１及び配置禁止位置２４の節点１７を除いて、突然変異されるのが望ましい。

【0182】

この実施形態では、図３３に示されるように、染色体情報２６に、第１情報部分２７、第２情報部分２８及び第３情報部分３２が含まれるものが例示されたが、これに限定されるわけではない。図４１は、本発明のさらに他の実施形態の染色体情報の一例を示す概念図である。染色体情報２６は、第３情報部分３２（図３３に示す）を省いて、第１情報部分２７及び第２情報部分２８のみで構成されてもよい。

【0183】

図４２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。この実施形態では、染色体情報２６に第３情報部分３２が含まれていないため、前実施形態とは異なり、第３小梁遺伝子を格納する工程Ｓ３４（図３４に示す）を省略して実施される。

【0184】

図４１に示されるように、この実施形態では、例えば、第１水平架構面９ａにおいて、第１小梁遺伝子座３６、及び、第２小梁遺伝子座３７の合計が、５個である。このため、第１情報部分２７に第１小梁遺伝子を格納する工程Ｓ３５では、各第１小梁遺伝子座３６の順番遺伝子座３６ａに格納される順番情報として、１〜５から選択された整数が割り当てられる。

【0185】

第２情報部分２８に第２小梁遺伝子を格納する工程Ｓ３６では、各第２小梁遺伝子座３７の順番遺伝子座３７ａに格納される順番情報として、１〜５の整数のうち、第１情報部分２７で使用されている順番情報を除いた整数が割り当てられる。

【0186】

また、この実施形態の工程Ｓ３６では、配置遺伝子座３７ｂに格納される配置情報が、第１情報部分２７の配置遺伝子座３６ｂの配置情報で特定された配置予定位置２１の小梁配置点１９（この実施形態では、第１小梁配置点１９ａ〜第４小梁配置点１９ｄ）を除く小梁配置点１９が選択される。

【0187】

さらに、この実施形態の工程Ｓ３６では、配置遺伝子座３７ｂに格納される配置情報が、工程Ｓ２４で定義された配置禁止位置２４の小梁配置点１９の座標値と一致する場合、その第２小梁遺伝子座３７の小梁属性遺伝子座３７ｃに、第７小梁属性情報が強制的に格納される。これにより、染色体情報２６は、第３情報部分３２（図３３に示す）の第３小梁遺伝子を設定することなく、配置禁止位置２４に小梁８の配置が定義されるのを防ぐことができる。従って、この実施形態では、染色体情報２６の構造を簡略化でき、デコード処理や最適化計算工程Ｓ４等において、効率よく計算することができる。

【0188】

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】

【0189】

８ 小梁
１９ 小梁配置点
２０ 小梁属性テーブル
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】