特開 2024-108925 建物の基礎設計方法、基礎設計プログラム及び基礎設計装置

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】公開特許公報(A)

(11)【公開番号】P2024108925

(43)【公開日】2024-08-13

(54)【発明の名称】建物の基礎設計方法、基礎設計プログラム及び基礎設計装置

(51)【国際特許分類】

   G06F 30/13 20200101AFI20240805BHJP

   E04B 1/16 20060101ALI20240805BHJP

   E02D 27/01 20060101ALI20240805BHJP

【ＦＩ】

G06F30/13

E04B1/16 Z ESW

E02D27/01 Z

【審査請求】未請求

【請求項の数】7

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2023013586

(22)【出願日】2023-01-31

(71)【出願人】

【識別番号】599118919

【氏名又は名称】株式会社ＡＱ Ｇｒｏｕｐ

(74)【代理人】

【識別番号】110001519

【氏名又は名称】弁理士法人太陽国際特許事務所

(72)【発明者】

【氏名】宮沢 俊哉

【テーマコード（参考）】

2D046

5B146

【Ｆターム（参考）】

2D046BA41

5B146AA04

5B146DC05

5B146DE11

(57)【要約】

【課題】建物の基礎設計を容易にすることができる建物の基礎設計方法、基礎設計プログラム及び基礎設計装置を得る。
【解決手段】建物の基礎設計方法は、建物の基礎上に立設された柱間に支持された梁の長さの最大値Ｓmaxに基づいて基礎が負担する荷重を設定し、設定された荷重に基づいて、梁の長さの最大値Ｓmaxと必要な耐荷重性能を備える基礎の仕様とを対応付けた基礎仕様表４０を作成し、梁の長さを含む建物の設計情報と基礎仕様表４０とを参照して建物の基礎の仕様を決定する。
【選択図】図５

【特許請求の範囲】

【請求項1】

建物の基礎上に立設された柱間に支持された梁の長さの最大値に基づいて前記基礎が負担する荷重を設定し、
設定された前記荷重に基づいて、前記梁の長さの最大値と必要な耐荷重性能を備える基礎の仕様とを対応付けた基礎仕様表を作成し、
前記梁の長さを含む建物の設計情報と前記基礎仕様表とを参照して建物の基礎の仕様を決定する、
建物の基礎設計方法。

【請求項2】

前記設計情報には、建物の建築地の地耐力が含まれ、
前記基礎仕様表は、
前記梁の長さの最大値と、
前記建物の建築地の地耐力と、
基礎のフーチング幅の仕様と、が対応づけられたフーチング幅仕様表を含む、
請求項１に記載の建物の基礎設計方法。

【請求項3】

前記設計情報には、前記基礎上に立設された前記柱の柱間隔が含まれ、
前記梁の長さの最大値と、
前記基礎上に立設された前記柱の柱間隔と、
前記柱間隔が設けられる前記基礎に配置される長期荷重用追加鉄筋の仕様と、が対応づけられた長期荷重用追加鉄筋仕様表を含む、
請求項１に記載の建物の基礎設計方法。

【請求項4】

前記設計情報には、前記基礎上で耐力壁に隣接する柱間隔が含まれ、
前記基礎仕様表は、
前記梁の長さの最大値と、
前記基礎上で耐力壁に隣接する柱間隔と、
前記耐力壁の端部の前記柱にかかる引抜力と、
前記耐力壁が設けられる前記基礎に配置される短期荷重用追加鉄筋の仕様と、が対応づけられた短期荷重用追加鉄筋仕様表を含む、
請求項１に記載の建物の基礎設計方法。

【請求項5】

前記基礎仕様表には、前記梁の長さの最大値として、３６４０［ｍｍ］よりも大きい値が含まれる、請求項１～請求項４の何れか１項に記載の建物の基礎設計方法。

【請求項6】

建物の基礎を設計するための基礎設計プログラムであって、
建物の基礎上に立設された柱間に支持された梁の長さの最大値に基づいて前記基礎が負担する荷重を設定し、
設定された前記荷重に基づいて、前記梁の長さの最大値と必要な耐荷重性能を備える基礎の仕様とを対応付けた基礎仕様表を作成し、
前記梁の長さを含む建物の設計情報と前記基礎仕様表とを参照して建物の基礎の仕様を決定する処理をコンピュータに実行させる基礎設計プログラム。

【請求項7】

建物の基礎を設計するための基礎設計装置であって、
建物の基礎上に立設された柱間に支持された梁の長さの最大値に基づいて前記基礎が負担する荷重を設定する設定部と、
設定された前記荷重に基づいて、前記梁の長さの最大値と必要な耐荷重性能を備える基礎の仕様とを対応付けた基礎仕様表を作成する作成部と、
前記梁の長さを含む建物の設計情報と前記基礎仕様表とを参照して建物の基礎の仕様を決定する決定部と、
を有する基礎設計装置。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、建物の基礎設計方法、基礎設計プログラム及び基礎設計装置に関する。

【背景技術】

【0002】

木造建物を構築する方法の一例として特許文献１に記載のものが知られている。この工法では、まず、基礎上の土台の上に１階～２階に渡る通し柱を立て、この通し柱の中間部に１階横架材（胴差）を取付ける。次に、１階横架材で囲われた構面に、工場生産による遮音装置を組込んだ大型の２階床パネルを取り付ける。次に、通し柱の上端部に２階横架材（屋根梁）を取付け、２階横架材で囲われた構面に小屋組を取付ける。最後に、２階横架材および小屋組に、工場生産による断熱材および防水紙を取付けた大型の屋根パネルを取り付ける。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【特許文献1】特開２００２－８１１３１号公報

【0004】

ところで、上記の木造建物の構築方法やそれ以外の在来の軸組工法においては、基礎に設置された土台の所定の位置に柱を立設するとともに柱間に梁を架設する。

【0005】

ここで、注文住宅等の建物の設計において、購入者の希望に対応して建物を設計しようとすると、基礎上に立設された柱間の距離が様々となり、柱間に支持される梁の長さが多種化する。

【0006】

このように梁の長さが多種化した場合、建物の自重によって梁、柱を介して基礎に伝達される荷重が位置によって異なるため、必要な耐荷重性能を備えるために複雑な基礎設計が必要となり、負担が大きいという課題があった。

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0007】

本発明は上記課題を考慮してなされたものであり、建物の基礎設計を容易にすることができる建物の基礎設計方法、基礎設計プログラム及び基礎設計装置を得ることを目的とする。

【課題を解決するための手段】

【0008】

第１の態様に係る建物の基礎設計方法は、建物の基礎上に立設された柱間に支持された梁の長さの最大値に基づいて前記基礎が負担する荷重を設定し、設定された前記荷重に基づいて、前記梁の長さの最大値と必要な耐荷重性能を備える基礎の仕様とを対応付けた基礎仕様表を作成し、前記梁の長さを含む建物の設計情報と前記基礎仕様表とを参照して建物の基礎の仕様を決定する。

【0009】

一般的に、基礎上に立設された柱間の距離が遠く柱間に支持された梁の長さが増すほど、建物の自重によって、梁、柱を介して基礎に伝達される荷重が大きくなる。そこで、発明者は、柱間に支持される梁の長さの最大値に基づいて基礎が負担する荷重を設定し、設定された荷重に基づいて設計された建物の基礎の仕様は、必要な耐荷重性能を考慮する上で有効であるとの着想を得た。

【0010】

発明者の上記着想を具現化した一例として、本発明の第１の態様に係る基礎設計方法は、建物の基礎上に立設された柱間に支持された梁の長さの最大値に基づいて基礎が負担する荷重を設定し、設定された荷重に基づいて、当該梁の長さの最大値と必要な耐荷重性能を備える基礎の仕様とを対応付けた基礎仕様表を作成する。そして、当該梁の長さを含む建物の設計情報と基礎仕様表とを参照して建物の基礎の仕様を決定する。

【0011】

即ち、建物の設計情報から柱間に支持される梁の長さの最大値を特定し、当該梁の長さの最大値に応じた基礎の仕様を基礎仕様表から選択することで、必要な耐荷重性能を備える基礎の仕様が決定される。これにより、基礎の仕様を決定するにあたり、基本的な設計情報が分かればよく、複雑な計算を要しない。その結果、建物の基礎設計を容易にすることができる。

【0012】

第２の態様に係る建物の基礎設計方法は、第１の態様に記載の構成において、前記設計情報には、建物の建築地の地耐力が含まれ、前記基礎仕様表は、前記梁の長さの最大値と、前記建物の建築地の地耐力と、基礎のフーチング幅の仕様と、が対応づけられたフーチング幅仕様表を含む。

【0013】

第２の態様では、建物の設計情報から、柱間に支持される梁の長さの最大値と、建物の建築地の地耐力とを特定することにより、フーチング幅仕様表に基づいて基礎のフーチング幅の仕様が決定される。これにより、基本的な設計情報によって基礎のフーチング幅の仕様を決定することができるため、建物の基礎設計を容易にすることができる。

【0014】

第３の態様に係る建物の基礎設計方法は、第１の態様に記載の構成において、前記設計情報には、前記基礎上に立設された前記柱の柱間隔が含まれ、前記梁の長さの最大値と、前記基礎上に立設された前記柱の柱間隔と、前記柱間隔が設けられる前記基礎に配置される長期荷重用追加鉄筋の仕様と、が対応づけられた長期荷重用追加鉄筋仕様表を含む。

【0015】

第３の態様では、建物の設計情報から、柱間に支持される梁の長さの最大値と、基礎上に立設された柱の柱間隔とを特定することにより、長期荷重用追加鉄筋仕様表に基づいて長期荷重用追加鉄筋の仕様が決定される。これにより、基本的な設計情報によって基礎の長期荷重用追加鉄筋の仕様を決定することができるため、建物の基礎設計を容易にすることができる。

【0016】

第４の態様に係る建物の基礎設計方法は、第１の態様に記載の構成において、前記設計情報には、前記基礎上で耐力壁に隣接する柱間隔が含まれ、前記基礎仕様表は、前記梁の長さの最大値と、前記基礎上で耐力壁に隣接する柱間隔と、前記耐力壁の端部の前記柱にかかる引抜力と、前記耐力壁が設けられる前記基礎に配置される短期荷重用追加鉄筋の仕様と、が対応づけられた短期荷重用追加鉄筋仕様表を含む。

【0017】

第４の態様では、建物の設計情報から、柱間に支持される梁の長さの最大値と、基礎上で耐力壁に隣接する柱間隔と、耐力壁の端部の前記柱にかかる引抜力とを特定することにより、短期荷重用追加鉄筋仕様表に基づいて短期荷重用追加鉄筋の仕様が決定される。これにより、基本的な設計情報によって基礎の短期荷重用追加鉄筋の仕様を決定することができるため、建物の基礎設計を容易にすることができる。

【0018】

第５の態様に係る建物の基礎設計方法は、第１の態様～第４の態様の何れか１態様に記載の構成において、前記基礎仕様表には、前記梁の長さの最大値として、３６４０［ｍｍ］よりも大きい値が含まれる。

【0019】

尺モジュールを基本モジュールとする注文住宅の間取りでは、一般的に、基礎上に立設される柱間の距離の上限、即ち、柱間に支持される梁の長さの上限が、３６４０［ｍｍ］に設定されている。これに対し、本発明の第５の態様によれば、基礎仕様表には、柱間に支持される梁の長さの最大値として、３６４０［ｍｍ］よりも大きい値が含まれる。これにより、短辺が３６４０［ｍｍ］よりも長くなるような大空間を有する建物の基礎設計も容易に行うことができ、住宅のプランニングの自由度の更なる向上と、設計容易性とを両立させることができる。

【0020】

第６の態様に係る基礎設計プログラムは、建物の基礎を設計するための基礎設計プログラムであって、建物の基礎上に立設された柱間に支持された梁の長さの最大値に基づいて前記基礎が負担する荷重を設定し、設定された前記荷重に基づいて、前記梁の長さの最大値と必要な耐荷重性能を備える基礎の仕様とを対応付けた基礎仕様表を作成し、前記梁の長さを含む建物の設計情報と前記基礎仕様表とを参照して建物の基礎の仕様を決定する処理をコンピュータに実行させる。

【0021】

第７の態様に係る基礎設計装置は、建物の基礎を設計するための基礎設計装置であって、建物の基礎上に立設された柱間に支持された梁の長さの最大値に基づいて前記基礎が負担する荷重を設定する設定部と、設定された前記荷重に基づいて、前記梁の長さの最大値と必要な耐荷重性能を備える基礎の仕様とを対応付けた基礎仕様表を作成する作成部と、前記梁の長さを含む建物の設計情報と前記基礎仕様表とを参照して建物の基礎の仕様を決定する決定部と、を有する。

【発明の効果】

【0022】

以上説明したように、本発明に係る建物の基礎設計方法、基礎設計プログラム及び基礎設計装置によれば、建物の基礎設計を容易にすることができるという優れた効果を有する。

【図面の簡単な説明】

【0023】

【図1】本実施形態に係る基礎の一例を示す基礎の平面図である。

【図2】図１の２－２線に沿って切断した状態を示す基礎の断面図である。

【図3】本実施形態に係る基礎設計方法による建物の例であり、１階部分の基礎を平面視で示す基礎伏図である。

【図4】図３に示す建物の１階に配置された柱と柱に支持された２階の床梁とを模式的に示す構造材の伏図である。

【図5】基礎仕様表の一例であり、（Ａ）は、フーチング幅仕様表を示しており、（Ｂ）は、長期荷重用追加鉄筋仕様表を示しており、（Ｃ）は、短期荷重用追加鉄筋仕様表を示している。

【図6】本実施形態に係る基礎設計装置のハードウェア構成を示すブロック図である。

【図7】本実施形態に係る基礎設計装置の機能構成を示すブロック図である。

【図8】本実施形態に係る基礎設計装置による基礎設計処置の流れ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】

【0024】

以下、図１～図８を参照し、本実施形態に係る建物の基礎設計方法について説明する。本実施形態に係る建物の基礎設計方法では、一例として、木造軸組み工法によって建築される２階建て又は平屋造りの木造建物の基礎３０の仕様を決定することができる。基礎３０は、鉄筋コンクリート造りの基礎で構成され、基礎３０の内部に鉄筋が配設されている。

【0025】

（基礎）
図１には、本実施形態に係る建物の基礎設計方法による建物の一例としての建物１０の一例として、建物１０Ａが示されている。この図に示されるように、基礎３０は、建物１０Ａの外周に沿って配置される外周基礎３０Ａ、外周基礎３０Ａの内側において、外周基礎３０Ａの立上り部３４間を連結する内周基礎３０Ｂ、外周基礎３０Ａの内側に独立して設けられる独立基礎３０Ｃを構成する。

【0026】

図２に示されるように、基礎３０の種類は、布基礎又は独立基礎であり、地中Ｅに埋設されるフーチング部３２とフーチング部３２から立設する立上り部３４を有している。

【0027】

ここで、立上り部３４の建物上方側には、木質の土台１２が設けられている。土台１２は、立上り部３４に沿って延びる角材である。土台１２の上方側には、木質の柱２２が立設されている。柱２２は、基礎３０上に立設されて建物の高さ方向に延びる角材である。

【0028】

フーチング部３２には、幅方向に延びる複数のベース筋３３が基礎の延在方向に沿って間隔を空けて配置されている。また、フーチング部３２には、基礎の延在方向に沿って延びると共に各ベース筋３３と直交する下端主筋３５が配置されている。

【0029】

立上り部３４には、鉛直方向に延び、各ベース筋３３のそれぞれと直交する複数の縦筋３８が配置されており、縦筋３８の上端部には、下端主筋３５と平行に延びる上端主筋３６が配置されている。また、下端主筋３５と上端主筋３６との間には、これらと平行に延びる腹筋３７が配置されている。さらに、下端主筋３５の直上と上端主筋３６の直下には、これらと平行に延びる補強筋３９が配置されている。

【0030】

なお、補強筋３９は必須ではなく、下端主筋３５と上端主筋３６で耐荷重性能が充分に確保される箇所では、補強筋３９を省略してもよい。補強筋３９は、建物１０の自重から計算される長期荷重や、地震等で建物１０に入力される水平方向の荷重（短期荷重）に対する耐荷重性能を確保するために必要な場合に追加される。

【0031】

本実施形態に係る建物の基礎設計方法では、建築予定の建物１０の設計情報と、後述する基礎仕様表４０（図５参照）とを参照して、必要な耐荷重性能を備える基礎３０の使用を決定する。

【0032】

具体的に、基礎仕様表４０では、建物１０の設計情報に基づいて、一例として、基礎３０のフーチング幅Ｗと所定の部位における補強筋３９の要否、並びに、補強筋３９の種類（規格）等が決定することができる。従って、基礎３０の立上り部３４の高さＨ、ベース筋３３の規格及び配置間隔、縦筋３８の規格及び配置間隔等は、予め設定されている。以下、基礎の設計方法について詳細に説明する。

【0033】

図３及び図４には、本実施形態に係る基礎設計方法による建物１０の一例として、建物１０Ｂが示されている。建物１０Ｂは、二階建ての木造建物である。図３は、建物１０Ｂの基礎３０を示す伏図であり、図４は、建物１０Ｂの１階部分に配置された構造材（柱２２及び耐力壁２０）と、当該構造材に支持された２階部分の床梁（梁２３）の位置を示す構造材の伏図である。なお、以下に説明される建物１０Ｂの基礎の構成は一例であり、必須ではない。

【0034】

図３に示されるように、建物１０Ｂには、外周に沿って配置される外周基礎３０Ａと、外周基礎の内側において、２箇所に設けられた独立基礎３０Ｃとを有している。一例として、二箇所の独立基礎３０Ｃの間には、１階フロアと２階フロアとを連結する階段室（符号省略）が設けられる。階段室は、独立基礎３０Ｃと独立基礎３０Ｃ上に立設された複数の柱２２（内周柱２２Ｂ）とで支持される。なお、階段室を設けることは一例であり、必須ではない。

【0035】

図４に示されるように、建物１０Ｂの１階部分には、構造材として、基礎３０の上から立設された複数の柱２２が設けられている。複数の柱２２は、建物１０Ｂの外周部に設けられた外周柱２２Ａと、建物１０Ｂの内部に設けられた内周柱２２Ｂと、で構成される。

【0036】

外周柱２２Ａは、外周基礎３０Ａから立設されている。内周柱２２Ｂは、図示の例では、二箇所の独立基礎３０Ｃから立設されている。また、図示はしないが、建物１０Ｂの内部に、外周基礎３０Ａの立上り部３４間を連結する内周基礎３０Ｂ（図１）を有する場合には、内周柱２２Ｂには、内周基礎３０Ｂから立設された柱も含まれる。

【0037】

また、建物１０Ｂの１階部分には、構造材として、複数の耐力壁２０が配置されている。各耐力壁２０の構造について特に限定はないが、本実施形態の一例では、基礎３０上に立設された一対の柱２２（外周柱２２Ａ又は内周柱２２Ｂ）と、一対の柱２２間を連結する面材（符号省略）とを含んで構成されている。

【0038】

即ち、建物１０Ｂの基礎３０上に立設された柱２２の一部は、耐力壁２０の端部を構成している。また、耐力壁２０を構成しない柱２２間には、雑壁（非耐力壁）や窓等の開口部が設けられている。

【0039】

なお、耐力壁２０を構成する面材は、構造用の合板などで構成される。また、複数の耐力壁２０が隣接して配置される箇所では、一対の柱２２のうち一方又は両方が、隣接する耐力壁２０間で共有される。

【0040】

上述のように基礎３０上に立設された複数の柱２２は、延在方向の上端部において、当該柱２２と直交する複数の梁２３に接合されている。複数の梁２３は、外周柱２２Ａ間で支持される外周梁２３Ａと、外周柱２２Ａと内周柱２２Ｂとで支持される内周梁２３Ｂとを含んでいる。

【0041】

ところで、建物の自重は、構造材としての梁、柱を介して基礎に伝達される。また、一般的に、基礎３０上に立設された柱間の距離が遠く、柱間に支持された梁の長さが増すほど、梁、柱を介して基礎に伝達される荷重が大きくなる。

【0042】

従って、建物の基礎上に立設された柱間に支持される梁の長さの最大値に基づいて基礎が負担する荷重を設定した場合、設定された荷重に基づいて設計された基礎３０の仕様は、必要な耐荷重性能を考慮する上で有効である。

【0043】

そこで、本実施形態に係る建物の基礎設計方法では、二階建て又は平屋造りの建物の柱間に支持される梁の長さの最大値に基づいて基礎３０が負担する荷重を設定した。この設定値は、梁の長さの最大値に基づいて算出される推定値であり、建物の基礎３０が負担する最大推定荷重とも言い換えることができる。

【0044】

そして、予め設定された荷重（最大推定荷重）に基づいて、梁の長さの最大値と必要な耐荷重性能を備える基礎の仕様とを対応付けた基礎仕様表４０（図５参照）を作成した。この基礎仕様表４０は、建築予定の建物１０の設計情報と合わせて参照されることで、建物１０の基礎の仕様を決定することができる。

【0045】

なお、「柱間に支持される梁の長さ」は、梁２３そのものの長さを定義しているのではなく、柱２２間で支持された部分の長さである。従って、柱２２と柱２２の間の柱間隔に近似する。

【0046】

（基礎仕様表）
図５（Ａ）～図５（Ｃ）には、基礎仕様表４０の一例が示されている。この図に示されるように、本実施形態に係る基礎仕様表４０は、フーチング幅仕様表４１と、長期荷重用追加鉄筋仕様表４２と、短期荷重用追加鉄筋仕様表４３とを含んでいる。なお、本実施形態の基礎仕様表４０は、１．０Ｐ＝９１０［ｍｍ］を標準モジュールとする所謂尺モジュールで設計される建物の基礎仕様表とされている。

【0047】

（フーチング幅仕様表）
図５（Ａ）に示されるように、フーチング幅仕様表４１は、梁の長さの最大値Ｓmax［ｍｍ］と、建物の建築地の地耐力［ｋＮ／ｍ２］と、基礎のフーチング幅［ｍｍ］の仕様とが対応付けられている。フーチング幅仕様表４１では、梁の長さの最大値Ｓmax［ｍｍ］として、２７３０［ｍｍ］（＝３．０Ｐ），３１８５［ｍｍ］（＝３．５Ｐ），３６４０［ｍｍ］（４．０Ｐ），４０９５［ｍｍ］（＝４．５Ｐ），４５５０［ｍｍ］（＝５．０Ｐ）が設定されている。

【0048】

基礎３０の設計者は、建築予定の建物の設計情報から柱２２間に支持された梁２３の長さの最大値Ｓmax［ｍｍ］と、建築地の地耐力とを特定し、フーチング幅仕様表４１とを参照して基礎３０のフーチン具幅Ｗ［ｍｍ］を決定することができる。

【0049】

例えば、図４に示される建物１０Ｂでは、外周柱２２Ａと内周柱２２Ｂとの間に支持された内周柱２２Ｂの長さＳ１が、柱２２間に支持される梁２３の長さの最大値Ｓmax＝３６４０［ｍｍ］となっている。従って、Ｓmax［ｍｍ］＝３６４０［ｍｍ］に対応する縦列の中で、建物１０Ｂの建築地の地耐力［ｋＮ／ｍ２］に応じた数値を選択すればよい。

【0050】

（長期荷重用追加鉄筋仕様表）
図５（Ｂ）には、長期荷重用追加鉄筋仕様表４２の一例が示されている。この長期荷重用追加鉄筋仕様表４２は、梁の長さの最大値Ｓmax［ｍｍ］に対応付けて設けられており、一例として、梁の長さの最大値Ｓmax［ｍｍ］≦２７３０［ｍｍ］（＝３．０Ｐ），≦３１８５［ｍｍ］（＝３．５Ｐ），≦３６４０［ｍｍ］（４．０Ｐ），≦４０９５［ｍｍ］（＝４．５Ｐ），≦４５５０［ｍｍ］（＝５．０Ｐ）の場合について作成される。

【0051】

図５（Ｂ）には、梁の長さの最大値Ｓmax［ｍｍ］が、Ｓmax［ｍｍ］≦３６４０［ｍｍ］（４．０Ｐ）である建物１０に適用可能な長期荷重用追加鉄筋仕様表４２が示されている。この図に示されるように、長期荷重用追加鉄筋仕様表４２は、梁の長さの最大値Ｓmax［ｍｍ］と、基礎上に立設された柱の柱間隔［ｍｍ］と、柱間隔が設けられる基礎に配置される長期荷重用追加鉄筋の仕様と、が対応づけられている。

【0052】

なお、ここで言う「基礎上に立設された柱の柱間隔」は、図４に示されるように、耐力壁２０を構成しない柱２２と柱２２の間の柱間隔Ｔ１を意味している。

【0053】

基礎３０の設計者は、建築予定の建物の設計情報から、柱２２間に支持された梁２３の長さの最大値Ｓmax［ｍｍ］と、基礎上に立設された柱の柱間隔Ｔ１とを特定し、長期荷重用追加鉄筋仕様表４２に基づいて長期荷重用追加鉄筋の仕様を決定する。

【0054】

例えば図５（Ｂ）を参照すると、建物１０の所定の位置において、柱間隔Ｔ１が１８２０［ｍｍ］（＝２．０Ｐ）である場合、当該柱間隔Ｔ１が設けられた基礎３０の部分には、長期荷重用追加鉄筋が不要であることが分かる。また例えば、建物の所定の位置において、柱間隔Ｔ１が３６４０［ｍｍ］である場合、当該間隔が設けられた基礎３０の部分に、長期荷重用追加鉄筋として+Ｄ１３規格（ＪＩＳ規格）の補強筋３９が必要であることが分かる。

【0055】

（短期荷重用追加鉄筋仕様表）
図５（Ｃ）には、短期荷重用追加鉄筋仕様表４３の一例が示されている。この短期荷重用追加鉄筋仕様表４３は、梁の長さの最大値Ｓmax［ｍｍ］に対応付けて設けられており、一例として、梁の長さの最大値Ｓmax［ｍｍ］≦２７３０［ｍｍ］（＝３．０Ｐ），≦３１８５［ｍｍ］（＝３．５Ｐ），≦３６４０［ｍｍ］（４．０Ｐ），≦４０９５［ｍｍ］（＝４．５Ｐ），≦４５５０［ｍｍ］（＝５．０Ｐ）の場合について作成される。

【0056】

図５（Ｃ）には、梁の長さの最大値Ｓmax［ｍｍ］が、Ｓmax［ｍｍ］≦３６４０［ｍｍ］（４．０Ｐ）である建物１０に適用可能な短期荷重用追加鉄筋仕様表４３が示されている。この図に示されるように、短期荷重用追加鉄筋仕様表４３は、梁の長さの最大値Ｓmax［ｍｍ］と、基礎上で耐力壁に隣接する柱間隔［ｍｍ］と、耐力壁の端部の柱にかかる引抜力を示すＮｃ値［ｋＮ］と、前記耐力壁が設けられる前記基礎に配置される短期荷重用追加鉄筋の仕様と、が対応付けられている。

【0057】

なお、ここで言う「基礎上で耐力壁に隣接する柱間隔」は、図４に示されるように、耐力壁２０の端部に配置された柱２２と、当該柱２２に隣接する柱２２との間の柱間隔Ｔ２を意味している。

【0058】

また、耐力壁の端部の柱にかかる引抜力は、「建設省住宅局建築指導課監修 改正建築基準法(二年目施行)の解説」の中で提案された公知のＮ値計算法により算出されるＮ値［ｋＮ］を用いてもよいが、本実施形態では、Ｎ値［ｋＮ］に所定の補正係数（１．９６×２．７）を乗じたＮｃ値［ｋＮ］が用いられている。

【0059】

基礎３０の設計者は、建築予定の建物の設計情報から、柱２２間に支持された梁２３の長さの最大値Ｓmax［ｍｍ］と、基礎上で耐力壁２０に隣接する柱間隔Ｔ２と、耐力壁の端部の柱にかかる引抜力を示すＮｃ値［ｋＮ］と、を特定し、短期荷重用追加鉄筋仕様表４３に基づいて短期荷重用追加鉄筋の仕様を決定する。

【0060】

例えば図５（Ｃ）を参照すると、建物１０の所定の位置において、柱間隔Ｔ２が９１０［ｍｍ］（＝１．０Ｐ）であり、Ｎｃ値［ｋＮ］が８．５［ｋＮ］である場合、対応する耐力壁２０が設けられた基礎３０の部分には、短期荷重用追加鉄筋が不要であることが分かる。また例えば、建物の所定の位置において、柱間隔Ｔ２が３６４０［ｍｍ］であり、Ｎｃ値［ｋＮ］が２６．５［ｋＮ］である場合、対応する耐力壁２０が設けられた基礎３０の部分に、短期荷重用追加鉄筋として+Ｄ１６規格（ＪＩＳ規格）の補強筋３９が必要であることが分かる。

【0061】

（基礎設計装置）
次に、図６～図８を参照して、上述した建物の基礎設計方法により建物１０の基礎の設計をすることができる基礎設計装置１について説明する。

【0062】

（基礎設計装置のハードウェア構成）
図６は、基礎設計装置１のハードウェア構成を示すブロック図である。この図に示されるように、基礎設計装置１は、ＣＰＵ（Central Processing Unit：プロセッサ）５２、ＲＯＭ（Read Only Memory）５４、ＲＡＭ（Random Access Memory）５６、ストレージ５８、通信インタフェース６０及び入出力インタフェース６２を含んで構成されている。各構成は、バス６４を介して相互に通信可能に接続されている。

【0063】

ＣＰＵ５２は、中央演算処理ユニットであり、各種プログラムを実行したり、各部を制御したりする。すなわち、ＣＰＵ５２は、ＲＯＭ５４又はストレージ５８からプログラムを読み出し、ＲＡＭ５６を作業領域としてプログラムを実行する。

【0064】

ストレージ５８は、ＨＤＤ（Hard Disk Drive）又はＳＳＤ（Solid State Drive）により構成され、オペレーティングシステムを含む各種プログラム、及び各種データを格納する。

【0065】

通信インタフェース６０は、ＣＰＵ５２が外部サーバや他の機器と通信するためのインタフェースであり、例えば、イーサネット（登録商標）、ＦＤＤＩ、Ｗｉ－Ｆｉ（登録商標）などの規格が用いられる。

【0066】

入出力インタフェース６２は、基礎設計装置１に外部装置を接続するためのインタフェースであり、本実施形態では、入力装置６５と出力装置６６が接続されている。入力装置６５は、例えば、マウスやキーボード等の操作端末であり、出力装置６６はディスプレイ等の表示装置で構成することができる。なお、入力装置６５及び出力装置６６は、タッチディスプレイ等によって一体化されてもよい。

【0067】

（基礎設計装置の機能構成）
図７に示されるように、基礎設計装置１は、機能構成として、設定部７０と、作成部７２と、取得部７４と、決定部７６と、を含んでいる。これらの機能は、上述したハードウェア資源を用いて実現される。即ち、各機能構成は、ＣＰＵ５２がＲＯＭ５４又はストレージ５８に記憶されたプログラムを読み出し、実行することにより実現される。

【0068】

設定部７０は、建物の基礎上に立設された柱間に支持された梁の長さの最大値に基づいて、基礎が負担する荷重を設定する。具体的には、上述したように、基礎が負担する最大推定荷重を推定する。

【0069】

作成部７２は、設定部７０で設定された荷重に基づいて、建物の基礎上に立設された柱間に支持される梁の長さの最大値Ｓmax［ｍｍ］と必要な耐荷重性能を備える基礎の仕様とを対応付けた基礎仕様表４０を作成する。

【0070】

取得部７４は、基礎の設計対象となる建物１０の設計情報を取得する。建物１０の設計情報には、建物１０に構造材として配置される柱２２、耐力壁２０、梁２３に関する情報であり、柱２２間に支持される梁２３の長さ、柱２２の配置間隔、耐力壁２０の壁倍率、及び引抜力が含まれる。また、設計情報には、建築地の地耐力が含まれていてもよい。これらは、建物１０の設計図面から取得されてもよいし、入力装置６５に入力された入力情報に基づいて取得してもよい。

【0071】

決定部７６は、取得部７４で取得した建物１０の設計情報と基礎仕様表４０とを参照して建物１０の基礎３０の仕様を決定する。具体的に、決定部７６は、図５（Ａ）に示されるように、フーチング幅仕様表４１を参照して、基礎３０のフーチング幅Ｗ（図２参照）を決定する。また、図５（Ｂ）に示されるように、長期荷重用追加鉄筋仕様表４２を参照して、所定の柱間隔Ｔ１が設けられる基礎３０の部位における長期荷重用追加鉄筋の仕様を決定する。また、図５（Ｃ）に示されるように、短期荷重用追加鉄筋仕様表を参照して、耐力壁２０が設けられる基礎３０の部位における短期荷重用追加鉄筋の仕様を決定する。

【0072】

（基礎設計装置の動作）
次に、基礎設計装置１で実行される基礎設計処理の流れの一例について、図８のフローチャートを参照して説明する。基礎設計処理は、予めストレージ５８に記憶された基礎仕様表４０を参照し、基礎の設計対象となる建物１０の基礎３０の仕様を決定する。基礎設計処置は、ＣＰＵ５２がＲＯＭ５４又はストレージ５８からプログラムを読み出して、ＲＡＭ５６に展開して実行することによって行われる。

【0073】

ステップＳ１０で、ＣＰＵ５２は、基礎３０の設計対象となる建物１０の設計情報を取得する。

【0074】

ステップＳ１１で、ＣＰＵ５２は、建物１０の設計情報に基づいて、基礎仕様表４０を参照する。

【0075】

ステップＳ土台１２で、ＣＰＵ５２は、建物１０の基礎３０の仕様を決定する。具体的には、基礎仕様表４０に基づいて、基礎３０のフーチング幅Ｗ、長期荷重用追加鉄筋の仕様及び短期荷重用追加鉄筋の仕様が決定される。

【0076】

ステップＳ１３で、ＣＰＵ５２は、出力装置６６に建物１０の基礎３０の仕様を出力し、基礎設計処理を終了する。なお、出力装置６６に出力される情報は、建物１０の基礎の設計図面でもよいし、基礎の仕様を一覧にした情報でもよい。若しくは、設計情報として取得した設計図面に基礎３０の仕様を追記した情報を出力してもよい。

【0077】

（作用並びに効果）
以上説明したように、本実施形態に係る建物の基礎設計方法では、建物１０の設計情報から柱２２間に支持される梁２３の長さの最大値Ｓmax［ｍｍ］（図４参照）を特定し、当該梁の長さの最大値Ｓmax［ｍｍ］に応じた基礎の仕様を基礎仕様表４０から選択することで、必要な耐荷重性能を備える基礎３０の仕様が決定される。これにより、基礎３０の仕様を決定するにあたり、基本的な設計情報が分かればよく、複雑な計算を要しない。その結果、建物１０の基礎設計を容易にすることができる。

【0078】

具体的には、図５（Ａ）に示されるように、建物１０の設計情報から、柱２２間に支持される梁２３の長さの最大値Ｓmax［ｍｍ］と、建物１０の建築地の地耐力［ｋＮ／ｍ２］とを特定することにより、フーチング幅仕様表４１に基づいて基礎３０のフーチング幅Ｗ（図２参照）の仕様が決定される。これにより、基本的な設計情報によってフーチング幅Ｗの仕様を決定することができるため、建物１０の基礎設計を容易にすることができる。

【0079】

また、図５（Ｂ）に示されるように、建物１０の設計情報から、柱２２間に支持される梁２３の長さの最大値Ｓmax［ｍｍ］と、基礎３０上に立設された柱２２の柱間隔Ｔ１［ｍｍ］とを特定することにより、長期荷重用追加鉄筋仕様表４２に基づいて長期荷重用追加鉄筋の仕様が決定される。これにより、基本的な設計情報によって長期荷重用追加鉄筋の仕様を決定することができるため、建物１０の基礎設計を容易にすることができる。

【0080】

また、図５（Ｃ）に示されるように、建物１０の設計情報から、柱２２間に支持される梁２３の長さの最大値Ｓmax［ｍｍ］と、基礎３０上で耐力壁２０に隣接する柱間隔Ｔ２［ｍｍ］と、耐力壁２０の端部の柱２２にかかる引抜力を示すＮｃ値［ｋＮ］とを特定することにより、短期荷重用追加鉄筋仕様表４３に基づいて短期荷重用追加鉄筋の仕様が決定される。これにより、基本的な設計情報によって短期荷重用追加鉄筋の仕様を決定することができるため、建物１０の基礎設計を容易にすることができる。

【0081】

さらに、上記基礎仕様表４０には、梁２３の長さの最大値Ｓmax［ｍｍ］として、３６４０［ｍｍ］よりも大きい値が含まれる。

【0082】

尺モジュールを基本モジュールとする注文住宅の間取りでは、一般的に、基礎上に立設される柱間の距離の上限、即ち、柱間に支持される梁の長さの上限が、３６４０［ｍｍ］に設定されている。これに対し、本実施形態の基礎仕様表４０には、柱２２間に支持される梁２３の長さの最大値Ｓmax［ｍｍ］として、３６４０［ｍｍ］よりも大きい値が含まれている。これにより、短辺が３６４０［ｍｍ］よりも長くなるような大空間を有する建物の基礎設計も容易に行うことができ、住宅のプランニングの自由度の更なる向上と、設計容易性とを両立させることができる。

【0083】

また、本実施形態の基礎仕様表４０では、布基礎又は独立基礎の仕様を決定する。これにより、建物の基礎をべた基礎で構成する場合と比較して、コンクリート材料の使用量を大幅に削減する設計ができ、材料コストの削減を図ることができる。

【0084】

[補足説明]
なお、本発明は上記各実施形態に限定されない。例えば、基礎仕様表で提示される基礎の仕様がべた基礎の仕様でもよい。

【0085】

また、上記実施形態では、尺モジュールで設計される建物の基礎仕様表について説明したが、これに限らない。例えば、１Ｐ＝１０００［ｍｍ］を基本モジュールとするメータモジュールで設計される建物の基礎仕様表であってもよい。

【0086】

また、上記実施形態では、図８に示す基礎設計処理の各ステップ（工程）を基礎設計装置１が実行することで建物の基礎設計方法が実施される場合を説明したが、これに限らない。基礎設計処理の一部又は全てのステップが手動で行われてもよいし、一部のステップが他の外部装置で行われてもよい。

【0087】

また、本発明に係る基礎設計方法は、上記実施形態のように木造軸組工法で設計される建物の基礎設計に限らず、鉄骨軸組工法、ユニット工法等、種々の工法により建築される建物の基礎設計に適用可能である。

【0088】

さらに、上記実施形態でＣＰＵ５２がプログラムを読み込んで実行した処理を、ＣＰＵ５２以外の各種のプロセッサが実行してもよい。この場合のプロセッサとしては、ＦＰＧＡ（Field-Programmable Gate Array）等の製造後に回路構成を変更可能なＰＬＤ（Programmable Logic Device）、及びＡＳＩＣ（Application Specific Integrated Circuit）等の特定の処理を実行させるために専用に設計された回路構成を有するプロセッサである専用電気回路等が例示される。また、上記処理を、これらの各種のプロセッサのうちの１つで実行してもよいし、同種又は異種の２つ以上のプロセッサの組み合わせで実行してもよく、例えば、複数のＦＰＧＡ、及びＣＰＵとＦＰＧＡとの組み合わせ等で実行してもよい。また、これらの各種のプロセッサのハードウェア的な構造は、より具体的には、半導体素子等の回路素子を組み合わせた電気回路である。

【0089】

さらに、上記実施形態では、ストレージ５８に種々のデータを記憶させる構成としたが、これに限定されない。例えば、ＣＤ（Compact Disk）、ＤＶＤ（Digital Versatile Disk）、及びＵＳＢ（Universal Serial Bus）メモリ等の非一時的記録媒体を記憶部としてもよい。この場合、これらの記録媒体に各種プログラム及びデータなどが格納されることとなる。

【符号の説明】

【0090】

１ 基礎設計装置
１０ 建物
２０ 耐力壁
２２ 柱
２３ 梁
４０ 基礎スパン表
４１ フーチング幅仕様表
４２ 長期荷重用追加鉄筋仕様表
４３ 短期荷重用追加鉄筋仕様表
Ｓmax 梁の長さの最大値（柱間に支持される梁の長さ）
Ｔ１ 柱間隔（基礎上に立設された柱の柱間隔）
Ｔ２ 柱間隔（基礎上に設けられた耐力壁に隣接する柱間隔）

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】