特許 7253175 構造部材設計方法、構造部材設計プログラム

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B1)

(11)【特許番号】

(24)【登録日】2023-03-29

(45)【発行日】2023-04-06

(54)【発明の名称】構造部材設計方法、構造部材設計プログラム

(51)【国際特許分類】

   E04C 5/18 20060101AFI20230330BHJP

   E04G 21/12 20060101ALI20230330BHJP

   G06F 30/13 20200101ALI20230330BHJP

【ＦＩ】

E04C5/18 ESW

E04G21/12 105A

G06F30/13

【請求項の数】 27

(21)【出願番号】P 2022580342

(86)(22)【出願日】2022-08-29

(86)【国際出願番号】 JP2022032344

【審査請求日】2023-01-24

【早期審査対象出願】

(73)【特許権者】

【識別番号】520036019

【氏名又は名称】株式会社Ａｒｅｎｔ

(74)【代理人】

【識別番号】110002572

【氏名又は名称】弁理士法人平木国際特許事務所

(72)【発明者】

【氏名】大北 尚永

(72)【発明者】

【氏名】丸山 篤史

【審査官】沖原 有里奈

(56)【参考文献】

【文献】特開２０１６－４５７４１（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２００９－３０４０３（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１３－１２５３８３（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開平５－２８２２８（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２００４－２９５１６８（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｅ０４Ｃ ５／００－５／２０

Ｅ０４Ｇ ２１／１２

Ｇ０６Ｆ ３０／００－３０／３９８

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

構造物のパネルゾーンに対して接続された構造部材が有する主筋部材の接続関係を設計する構造部材設計方法であって、
前記構造物の構造を記述した設計データから前記パネルゾーンの箇所を抽出するステップ、
前記抽出したパネルゾーンに対して接続されている前記構造部材を前記設計データから抽出するステップ、
前記抽出した前記構造部材の内部に組み込まれる主筋部材の本数および配置を前記抽出した前記構造部材ごとにセットするステップ、
前記抽出した前記構造部材のうち前記主筋部材の本数および配置が同じであるものをペアリングするステップ、
前記ペアリングした前記構造部材が有する前記主筋部材を互いに接続するように前記接続関係をセットするステップ、
前記接続関係をセットするステップにおいてセットした前記接続関係にしたがって前記主筋部材を配置したと仮定したとき、前記接続関係によって接続されない前記主筋部材が互いに衝突するか否かを計算するステップ、
前記接続関係によって接続されない前記主筋部材が衝突する場合はその衝突する前記主筋部材のうち少なくともいずれかの位置を移動させることにより衝突を回避するステップ、
第１パネルゾーンにおいてセットした前記接続関係を第２パネルゾーンに対してコピーするステップ、
を有し、
前記コピーするステップにおいては、前記第１パネルゾーンにおける前記接続関係を、
前記第２パネルゾーンに対して平行移動させる、
水平面内の第１座標軸上で反転させた上で前記第２パネルゾーンに対してコピーする、
前記第１座標軸上で反転させるとともに、前記第１座標軸に対して前記水平面内で直交する第２座標軸上で反転させた上で、前記第２パネルゾーンに対してコピーする、
のうち少なくともいずれかを実施することにより、前記第２パネルゾーンに対してコピーし、
前記構造部材設計方法はさらに、前記パネルゾーンに対して接続されている前記構造部材の前記接続関係を変更することを禁止するステップを有し、
前記コピーするステップにおいては、前記第２パネルゾーンにおいて前記禁止が適用されている場合であっても、前記禁止を解除した上で、前記第１パネルゾーンにおける前記接続関係を前記第２パネルゾーンに対してコピーする
ことを特徴とする構造部材設計方法。

【請求項2】

構造物のパネルゾーンに対して接続された構造部材が有する主筋部材の接続関係を設計する構造部材設計方法であって、
前記構造物の構造を記述した設計データから前記パネルゾーンの箇所を抽出するステップ、
前記抽出したパネルゾーンに対して接続されている前記構造部材を前記設計データから抽出するステップ、
前記抽出した前記構造部材の内部に組み込まれる主筋部材の本数および配置を前記抽出した前記構造部材ごとにセットするステップ、
前記抽出した前記構造部材のうち前記主筋部材の本数および配置が同じであるものをペアリングするステップ、
前記ペアリングした前記構造部材が有する前記主筋部材を互いに接続するように前記接続関係をセットするステップ、
前記接続関係をセットするステップにおいてセットした前記接続関係にしたがって前記主筋部材を配置したと仮定したとき、前記接続関係によって接続されない前記主筋部材が互いに衝突するか否かを計算するステップ、
前記接続関係によって接続されない前記主筋部材が衝突する場合はその衝突する前記主筋部材のうち少なくともいずれかの位置を移動させることにより衝突を回避するステップ、
第１パネルゾーンにおいてセットした前記接続関係を第２パネルゾーンに対してコピーするステップ、
を有し、
前記コピーするステップにおいては、前記第１パネルゾーンにおける前記接続関係を、
前記第２パネルゾーンに対して平行移動させる、
水平面内の第１座標軸上で反転させた上で前記第２パネルゾーンに対してコピーする、
前記第１座標軸上で反転させるとともに、前記第１座標軸に対して前記水平面内で直交する第２座標軸上で反転させた上で、前記第２パネルゾーンに対してコピーする、
のうち少なくともいずれかを実施することにより、前記第２パネルゾーンに対してコピーし、
前記構造部材設計方法はさらに、前記パネルゾーンに対して接続されている前記構造部材の前記接続関係を変更することを禁止するステップを有し、
前記コピーするステップにおいては、前記第２パネルゾーンにおいて前記禁止が適用されている場合であっても、前記禁止が適用されている前記構造部材を除いて、前記第１パネルゾーンにおける前記接続関係を前記第２パネルゾーンに対してコピーする
ことを特徴とする構造部材設計方法。

【請求項3】

前記構造部材は、前記水平面内において線分を形成するように構成されており、
前記第１パネルゾーンと前記第２パネルゾーンが同じ前記線分上に配置されている場合、前記コピーするステップにおいては、前記第１パネルゾーンにおける前記接続関係を前記第２パネルゾーンに対して平行移動させる
ことを特徴とする請求項１記載の構造部材設計方法。

【請求項4】

前記構造部材は、前記水平面内において線分を形成するように構成されており、
前記第１パネルゾーンと前記第２パネルゾーンが同じ前記線分上に配置されている場合、前記コピーするステップにおいては、前記第１パネルゾーンにおける前記接続関係を前記第２パネルゾーンに対して平行移動させる
ことを特徴とする請求項２記載の構造部材設計方法。

【請求項5】

前記構造部材は、前記水平面内において対向する２つの辺を有する矩形を形成するように構成されており、
前記第１パネルゾーンと前記第２パネルゾーンが対向する前記辺上にそれぞれ配置されている場合、前記コピーするステップにおいては、前記第１パネルゾーンにおける前記接続関係を前記第１座標軸上で反転させた上で前記第２パネルゾーンに対してコピーする
ことを特徴とする請求項１記載の構造部材設計方法。

【請求項6】

前記構造部材は、前記水平面内において対向する２つの辺を有する矩形を形成するように構成されており、
前記第１パネルゾーンと前記第２パネルゾーンが対向する前記辺上にそれぞれ配置されている場合、前記コピーするステップにおいては、前記第１パネルゾーンにおける前記接続関係を前記第１座標軸上で反転させた上で前記第２パネルゾーンに対してコピーする
ことを特徴とする請求項２記載の構造部材設計方法。

【請求項7】

前記構造部材は、前記水平面内において対角配置された２つの角を形成するように構成されており、
前記第１パネルゾーンと前記第２パネルゾーンが対角配置された前記角にそれぞれ配置されている場合、前記コピーするステップにおいては、前記第１パネルゾーンにおける前記接続関係を前記第１座標軸上で反転させるとともに前記第２座標軸上で反転させた上で、前記第２パネルゾーンに対してコピーする
ことを特徴とする請求項１記載の構造部材設計方法。

【請求項8】

前記構造部材は、前記水平面内において対角配置された２つの角を形成するように構成されており、
前記第１パネルゾーンと前記第２パネルゾーンが対角配置された前記角にそれぞれ配置されている場合、前記コピーするステップにおいては、前記第１パネルゾーンにおける前記接続関係を前記第１座標軸上で反転させるとともに前記第２座標軸上で反転させた上で、前記第２パネルゾーンに対してコピーする
ことを特徴とする請求項２記載の構造部材設計方法。

【請求項9】

前記構造部材は、前記水平面内において矩形を形成するように構成されているとともに、前記矩形の辺ではない線上において互いに平行ではない第１線分と第２線分を形成するように構成されており、
前記第１パネルゾーンが前記第１線分の一端に配置されているとともに前記第２パネルゾーンが前記第１線分と前記第２線分の交点ではない側における前記第２線分の一端に配置され、かつ、前記第１パネルゾーンと前記第２パネルゾーンがともに前記辺上ではない場合、前記コピーするステップにおいては、前記第１パネルゾーンにおける前記接続関係を第２パネルゾーンに対して平行移動させる
ことを特徴とする請求項１記載の構造部材設計方法。

【請求項10】

前記構造部材は、前記水平面内において矩形を形成するように構成されているとともに、前記矩形の辺ではない線上において互いに平行ではない第１線分と第２線分を形成するように構成されており、
前記第１パネルゾーンが前記第１線分の一端に配置されているとともに前記第２パネルゾーンが前記第１線分と前記第２線分の交点ではない側における前記第２線分の一端に配置され、かつ、前記第１パネルゾーンと前記第２パネルゾーンがともに前記辺上ではない場合、前記コピーするステップにおいては、前記第１パネルゾーンにおける前記接続関係を第２パネルゾーンに対して平行移動させる
ことを特徴とする請求項２記載の構造部材設計方法。

【請求項11】

前記コピーするステップにおいては、前記第１パネルゾーンに対して接続されている前記構造部材の種類と、前記第２パネルゾーンに対して接続されている前記構造部材の種類とが互いに異なる場合は、前記接続関係をコピーすることを禁止する
ことを特徴とする請求項１記載の構造部材設計方法。

【請求項12】

前記コピーするステップにおいては、前記第１パネルゾーンに対して接続されている前記構造部材の種類と、前記第２パネルゾーンに対して接続されている前記構造部材の種類とが互いに異なる場合は、前記接続関係をコピーすることを禁止する
ことを特徴とする請求項２記載の構造部材設計方法。

【請求項13】

前記構造部材設計方法はさらに、前記第２パネルゾーンに対してコピーした前記接続関係を、前記第２パネルゾーンの構造と適合するように調整するステップを有する
ことを特徴とする請求項１記載の構造部材設計方法。

【請求項14】

前記構造部材設計方法はさらに、前記第２パネルゾーンに対してコピーした前記接続関係を、前記第２パネルゾーンの構造と適合するように調整するステップを有する
ことを特徴とする請求項２記載の構造部材設計方法。

【請求項15】

前記第１パネルゾーンに対して接続されている前記構造部材のサイズと、前記第２パネルゾーンに対して接続されている前記構造部材のサイズとが、互いに異なる場合、前記調整するステップにおいては、前記第２パネルゾーンに対して接続されている前記構造部材のサイズを前記第１パネルゾーンに対して接続されている前記構造部材のサイズに変換した上で、前記接続関係をコピーする
ことを特徴とする請求項１３記載の構造部材設計方法。

【請求項16】

前記第１パネルゾーンに対して接続されている前記構造部材のサイズと、前記第２パネルゾーンに対して接続されている前記構造部材のサイズとが、互いに異なる場合、前記調整するステップにおいては、前記第２パネルゾーンに対して接続されている前記構造部材のサイズを前記第１パネルゾーンに対して接続されている前記構造部材のサイズに変換した上で、前記接続関係をコピーする
ことを特徴とする請求項１４記載の構造部材設計方法。

【請求項17】

前記第１パネルゾーンに対して接続されている前記構造部材のサイズと、前記第２パネルゾーンに対して接続されている前記構造部材のサイズとが、互いに異なる場合、前記調整するステップにおいては、前記第１パネルゾーンに対して接続されている前記構造部材のサイズを前記第２パネルゾーンに対して接続されている前記構造部材のサイズに変換した上で、前記接続関係をコピーする
ことを特徴とする請求項１３記載の構造部材設計方法。

【請求項18】

前記第１パネルゾーンに対して接続されている前記構造部材のサイズと、前記第２パネルゾーンに対して接続されている前記構造部材のサイズとが、互いに異なる場合、前記調整するステップにおいては、前記第１パネルゾーンに対して接続されている前記構造部材のサイズを前記第２パネルゾーンに対して接続されている前記構造部材のサイズに変換した上で、前記接続関係をコピーする
ことを特徴とする請求項１４記載の構造部材設計方法。

【請求項19】

前記調整するステップにおいては、前記第１パネルゾーンに対して接続されている前記構造部材が有する前記主筋部材の配置を、前記第１パネルゾーンと前記第２パネルゾーンとの間の前記変換の比率にしたがって調整する
ことを特徴とする請求項１７記載の構造部材設計方法。

【請求項20】

前記調整するステップにおいては、前記第１パネルゾーンに対して接続されている前記構造部材が有する前記主筋部材の配置を、前記第１パネルゾーンと前記第２パネルゾーンとの間の前記変換の比率にしたがって調整する
ことを特徴とする請求項１８記載の構造部材設計方法。

【請求項21】

前記調整するステップにおいては、前記第１パネルゾーンを貫通する前記主筋部材の配置については変更することなく、その他の前記主筋部材の配置を調整する
ことを特徴とする請求項１９記載の構造部材設計方法。

【請求項22】

前記調整するステップにおいては、前記第１パネルゾーンを貫通する前記主筋部材の配置については変更することなく、その他の前記主筋部材の配置を調整する
ことを特徴とする請求項２０記載の構造部材設計方法。

【請求項23】

前記調整するステップにおいては、前記第１パネルゾーンに対して接続された前記構造部材が有する前記主筋部材のうち、端部が折り曲げられたフック部分を有するフック主筋部材については配置を変更することなく、その他の前記主筋部材の配置を調整する
ことを特徴とする請求項１９記載の構造部材設計方法。

【請求項24】

前記調整するステップにおいては、前記第１パネルゾーンに対して接続された前記構造部材が有する前記主筋部材のうち、端部が折り曲げられたフック部分を有するフック主筋部材については配置を変更することなく、その他の前記主筋部材の配置を調整する
ことを特徴とする請求項２０記載の構造部材設計方法。

【請求項25】

前記構造部材は、前記構造物の柱または前記構造物の梁または前記構造物の基礎のうち少なくともいずれかである
ことを特徴とする請求項１記載の構造部材設計方法。

【請求項26】

前記構造部材は、前記構造物の柱または前記構造物の梁または前記構造物の基礎のうち少なくともいずれかである
ことを特徴とする請求項２記載の構造部材設計方法。

【請求項27】

請求項１から２６のいずれか１項記載の構造部材設計方法をコンピュータに実行させることを特徴とする構造部材設計プログラム。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本開示は、構造物のパネルゾーンに対して接続された構造部材の接続関係を設計する技術に関する。

【背景技術】

【0002】

建築物を形成する柱と梁が交差する領域は、パネルゾーンと呼ばれる。パネルゾーンにおいては、柱と梁が交差することに加えて、これらの内部に配置されている主筋部材（主に鉄筋）も交差することになる。建築物を設計する際には、柱や梁などの構造部材の位置やサイズなどを設計することに加えて、これらの主筋部材の位置やサイズなどを設計することが必要である。

【0003】

下記特許文献１は、主筋を接続する方法として、『位置合わせ接続』『延長して接続』『曲げて接続』を例示している（同文献の００８７～００８８）。これらの接続方法は、仕口部（パネルゾーンに相当）における主筋部材の接続関係を規定する態様について説明している。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0004】

【文献】特開２０１６－０４５７４１号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0005】

特許文献１のような従来の設計方法においては、パネルゾーンにおいて主筋部材を相互に接続する手順を規定している。しかし、主筋部材を接続することにより他の主筋部材と衝突する場合があり、このような衝突を回避することについては十分検討されていなかった。また衝突を回避しつつ主筋部材を接続した後において、その主筋部材の接続関係を他のパネルゾーンにおいても再利用することができれば作業効率向上に資するが、従来の設計方法においてそのような再利用は考慮されていない。

【0006】

本開示は上記のような課題に鑑みてなされたものであり、衝突を回避しつつ主筋部材を接続するとともに、その主筋部材の接続関係を他のパネルゾーンにおいても再利用することができる技術を提供することを目的とする。

【課題を解決するための手段】

【0007】

本開示に係る構造部材設計方法は、パネルゾーンに対して接続されている主筋部材を互いにペアリングする接続関係をセットし、前記接続関係を維持しながら主筋部材間の衝突を回避し、第１パネルゾーンにおける前記接続関係を第２パネルゾーンに対してコピーする。

【発明の効果】

【0008】

本開示に係る構造部材設計方法によれば、衝突を回避しつつ主筋部材を接続するとともに、その主筋部材の接続関係を他のパネルゾーンにおいても再利用することができる。本開示のその他の課題、構成、利点などについては、以下の実施形態の説明を参照することによって明らかとなる。

【図面の簡単な説明】

【0009】

【図1】実施形態１に係る構造部材設計プログラム１２を実行するコンピュータ１の構成図である。

【図2】構造部材設計プログラム１２の動作を説明するフローチャートである。

【図3】Ｓ２０１において抽出するパネルゾーン３０１を表示する画面例である。

【図4】パネルゾーン抽出部１２１がパネルゾーン３０１を抽出する手順を説明する模式図である。

【図5】Ｓ２０３における主筋部材設定画面の例である。

【図6】ユーザが主筋部材設定画面上で主筋部材の位置を指定する過程を示す模式図である。

【図7】主筋部材設定画面のその他の構成要素を説明する図である。

【図8】主筋部材設定画面上において柱を分割する例を示す。

【図9】Ｓ２０６におけるマニュアル接続設定画面の例である。

【図10】ユーザがマニュアル接続設定画面上で主筋部材の接続関係をセットする過程を示す模式図である。

【図11】ペアリングされた主筋部材の接続関係を記述したデータの構造を示す模式図である。

【図12】パネルゾーンに対して接続されている柱と梁それぞれに対してペアリングを実施する前における主筋部材の３次元モデルの例である。

【図13】Ｓ２０７における自動配筋の結果として主筋部材が衝突する例を示す平面図である。

【図14】自動配筋部１２６が主筋部材の衝突を回避した後の例を示す。

【図15】実施形態２に係る構造部材設計プログラム１２を実行するコンピュータ１の構成図である。

【図16】実施形態２における構造部材設計プログラム１２の動作を説明するフローチャートである。

【図17】主筋部材の接続関係をパネルゾーン間でコピーする様子を示す模式図である。

【図18A】パネルゾーンにおける主筋部材の接続関係をコピーする様子を示す模式図である。

【図18B】パネルゾーンにおける主筋部材の接続関係をコピーする様子を示す模式図である。

【図19】主筋部材の接続関係をパネルゾーン間でコピーする過程を示す模式図である。

【図20】主筋部材の接続関係をパネルゾーン間でコピーする過程を示す模式図である。

【図21】主筋部材の接続関係をパネルゾーン間でコピーできない例を示す模式図である。

【図22】パネルゾーンに対して接続された構造部材の接続関係を編集することを禁止する例である。

【図23】パネルゾーンに対して接続された構造部材の接続関係を編集することを禁止する例である。

【図24】構造部材の接続関係を変更不可となっているパネルゾーンに対して接続関係をコピーする例を示す模式図である。

【図25】構造部材の種類は同じだがサイズが異なるパネルゾーン間において接続関係をコピーする例を示す。

【図26】図２５のコピー動作の具体例を示す。

【図27】図２５のコピー動作の別具体例を示す。

【図28】接続関係コピー部１２７が提供するユーザインターフェースの例である。

【発明を実施するための形態】

【0010】

＜実施の形態１＞
図１は、本開示の実施形態１に係る構造部材設計プログラム１２を実行するコンピュータ１の構成図である。構造部材設計プログラム１２は、建築物のパネルゾーンに対して接続された構造部材（例：柱、梁）が有する主筋部材の接続関係を設計することにより、その建築物の構造を設計する処理を実装したプログラムである。コンピュータ１は、プロセッサ１１と記憶部１３を備える。プロセッサ１１は構造部材設計プログラム１２を実行する。以下では記載の便宜上、構造部材設計プログラム１２を各処理ステップの動作主体として説明する場合があるが、構造部材設計プログラム１２を実際に実行するのはプロセッサ１１であることを付言しておく。

【0011】

ユーザ端末２は、コンピュータ１とやり取りして構造部材設計プログラム１２に対してユーザからの指示を通知し、その処理結果を構造部材設計プログラム１２から受け取ってディスプレイなどの適当なデバイス上で表示する。コンピュータ１とユーザ端末２は、適当なネットワークを介して互いに通信することにより、コンピュータ１による処理結果をユーザ端末２に対して通知し、あるいはユーザ端末２からコンピュータ１に対する指示を送受信することができる。

【0012】

構造部材設計プログラム１２は、サブモジュールとして、パネルゾーン抽出部１２１、構造部材抽出部１２２、主筋セット部１２３、ペアリング部１２４、接続関係セット部１２５を備える。構造部材設計プログラム１２および各サブモジュールの動作については後述する。

【0013】

図２は、構造部材設計プログラム１２の動作を説明するフローチャートである。本フローチャートは、ユーザが構造部材設計プログラム１２をコンピュータ１上で起動し、所定のメニューなどから本フローチャートを実施するように指示することによって開始される。以下図２の各ステップについて説明する。

【0014】

（図２：ステップＳ２０１）
パネルゾーン抽出部１２１は、建築物の設計データを記憶部１３から読み取る。設計データは、建築物を構成する柱と梁、柱と梁に対して接続されたパネルゾーン、などの構造を記述したデータである。パネルゾーン抽出部１２１は、設計データからパネルゾーンの箇所を抽出し、そのリストを保持する。パネルゾーンの箇所は、設計データ上において柱と梁が互いに接続されている箇所を探索することにより、抽出することができる。本ステップの１例は後述する。

【0015】

（図２：ステップＳ２０１：補足）
本ステップは、例えばユーザが構造部材設計プログラム１２上のメニューから本ステップを実施するように構造部材設計プログラム１２に対して指示し、さらに設計データのファイルパスなどを指定することによって、開始することができる。設計データは例えば建築物のＣＡＤデータである。以下のステップも同様に、各ステップを実施するように指示するメニューをユーザが選択することによって、開始することができる。

【0016】

（図２：ステップＳ２０２）
構造部材抽出部１２２は、Ｓ２０１において抽出したパネルゾーンに対して接続されている構造部材（柱または梁）を抽出する。説明の便宜上、本実施形態１においては柱を抽出することとする。

【0017】

（図２：ステップＳ２０３）
主筋セット部１２３は、後述する主筋部材設定画面を、ユーザ端末２が備えるディスプレイ上に表示する。ユーザは主筋部材設定画面上で構造部材（本実施形態１においては柱）を選択し、その構造部材の内部に配置する主筋部材（鉄筋）の本数と位置を、主筋部材設定画面上でセットする。本ステップの詳細は、主筋部材設定画面の具体例と併せて後述する。主筋部材の本数と配置が既にセットされている構造部材については、本ステップを省略してもよい。

【0018】

（図２：ステップＳ２０４）
ペアリング部１２４は、パネルゾーンの断面上において対向して配置されている構造部材のうち、主筋部材の本数と配置が同じものを全て抽出する。ペアリング部１２４は、抽出した構造部材をペアリングする。ここでいうペアリングとは、ペアリングされた構造部材の内部の主筋部材が実際の建築物において互いに接続される旨を、構造部材設計プログラム１２内部において指定することである。ペアリング部１２４は、ペアリングの結果を記憶部１３へ格納する。パネルゾーンの断面上において、主筋部材の本数と配置が同じではない構造部材は、ペアリングの対象外となる。

【0019】

（図２：ステップＳ２０５）
接続関係セット部１２５は、Ｓ２０４の結果にしたがって、ペアリングされた構造部材を互いに接続する。接続関係セット部１２５は、その接続関係を記述したデータを、記憶部１３へ格納する。

【0020】

（図２：ステップＳ２０６）
接続関係セット部１２５は、後述するマニュアル接続設定画面を、ユーザ端末２が備えるディスプレイ上に表示する。ユーザはマニュアル接続設定画面上において、Ｓ２０５のなかでペアリングされなかった構造部材の内部の主筋部材を、マニュアル作業によって接続する。接続関係セット部１２５は、その接続関係を記述したデータを、記憶部１３へ格納する。本ステップの詳細は、マニュアル接続設定画面の具体例と併せて後述する。

【0021】

（図２：ステップＳ２０７）
自動配筋部１２６は、以上のステップによってセットされた主筋部材の接続関係にしたがって、主筋部材を実際に配置したと仮定し、パネルゾーン内部も含めた主筋部材の配置関係を計算する。このとき、主筋部材が衝突するか否かを併せて計算する。衝突の例などについては後述する。

【0022】

（図２：ステップＳ２０８）
自動配筋部１２６は、設計データから、主筋部材のサイズ、材料、強度、などの特性を記述した主筋特性データを記憶部１３から読み取る。自動配筋部１２６は、以上のステップにおいて互いに接続した主筋部材間の接続関係および主筋部材のサイズなどの特性にしたがって、主筋部材の３次元モデルを作成する。自動配筋部１２６は、作成した３次元モデルを、ユーザ端末２のディスプレイ上で表示する。３次元モデルを提示する意義については、その例と併せて後述する。

【0023】

図３は、Ｓ２０１において抽出するパネルゾーン３０１を表示する画面例である。パネルゾーン３０１は、構造部材設計プログラム１２が設計する建築物が有する柱と梁が交差する箇所である。パネルゾーン抽出部１２１は、後述する手順によってパネルゾーン３０１を建築物の設計データから抽出し、図３のように画面表示する。パネルゾーン抽出部１２１は、図３の画面を生成してユーザ端末２に対して送信し、ユーザ端末２はその画面上でパネルゾーン３０１を表示することができる。

【0024】

図４は、パネルゾーン抽出部１２１がパネルゾーン３０１を抽出する手順を説明する模式図である。図４において、（ａ）柱１と柱２によって表される柱、（ｂ）梁１と梁３によって表される梁（便宜上、第１梁と呼ぶ）、（ｃ）梁２と梁４によって表される梁（便宜上、第２梁と呼ぶ）、がパネルゾーンにおいて交差している。

【0025】

パネルゾーン抽出部１２１は、設計データよりこれら３つの構造部材の位置やサイズなどの形状情報を取得する。パネルゾーン抽出部１２１は、取得した形状情報にしたがって、柱と第１梁が交差することによって生じる平面領域を特定するとともに、柱と第２梁が交差することによって生じる平面領域を特定する。パネルゾーン抽出部１２１は、特定した平面領域と柱によって囲まれる３次元空間を、これら３つの部材が交差するパネルゾーンとして抽出することができる。構造部材抽出部１２２は、これらの過程において用いた構造部材とパネルゾーンとの間の関係にしたがって、パネルゾーンに対して接続されている構造部材を特定できる。

【0026】

図５は、Ｓ２０３における主筋部材設定画面の例である。主筋セット部１２３は、図５に例示する主筋部材設定画面をユーザ端末２に対して送信し、ユーザ端末２はその画面を表示する。主筋部材設定画面は、ユーザが指定した構造部材（柱または梁）の内部に組み込む主筋部材（鉄筋）の本数および配置を、ユーザがマニュアル操作によって指定するために用いる画面である。図５の中央は、ユーザが指定したパネルゾーンの断面図を示す。平面図上の白丸は、構造部材を配置することができる候補位置である。ユーザはこの平面図上において、構造部材を配置する箇所を指定する。構造部材を配置する位置の白丸は黒丸に置き換わっている。構造部材が柱である場合と梁である場合いずれにおいても、同様の画面を用いることができる。

【0027】

図６は、ユーザが主筋部材設定画面上で主筋部材の位置を指定する過程を示す模式図である。この例において、ユーザはパネルゾーンの断面図の４隅に主筋部材を配置し、それ以外の候補位置における主筋部材を削除している。構造部材の場所によっては高い強度が必要ではない場合もあり、そのような場合においては例えば４隅のみ主筋部材を配置すれば足りるので、図６が示すように主筋部材の本数と配置を変更してもよい。

【0028】

図７は、主筋部材設定画面のその他の構成要素を説明する図である。図７に示す例において、主筋部材設定画面は、パネルゾーンの断面上に配置されている主筋部材に対してロック設定を指定するロックアイコン（例えば７０１～７０４）を有する。ロック設定は、Ｓ２０７の自動配筋処理において、主筋部材をどのように移動させるかを指定する属性設定である。

【0029】

自動配筋処理において主筋部材を仮配置したとき、主筋部材同士が衝突する可能性がある。主筋部材の配置はパネルゾーンごとにユーザが主筋部材設定画面上でマニュアル設定する場合があるからである。後述するように、自動配筋部１２６は衝突した主筋部材の位置を移動させることによって衝突を回避するが、そのとき位置を移動させず固定する主筋部材を、ロック設定によって指定することができる。例えばアイコン７０４に対してその旨を指定した場合、アイコン７０４から延伸する直線に沿った横方向５つの主筋部材（図７においては実際には２つの主筋部材が配置されている）は、自動配筋処理において移動しない。

【0030】

自動配筋処理において衝突回避のためにいずれかの主筋部材を移動させるとき、連動して移動させることが望ましい別の主筋部材が存在する場合がある。典型的には同一線上に配置されている主筋部材は連動して移動することが望ましい。ロック設定によってそのような連動して移動させる主筋部材セットを指定することができる。例えばアイコン７０３に対してその旨を指定した場合、アイコン７０３から右へ向かって延伸する直線に沿った横方向５つの主筋部材（図７においては実際には２つの主筋部材が配置されている）は、自動配筋処理において連動して移動する（すなわち移動方向と移動量が互いに等しくなるように移動する）。

【0031】

主筋部材設定画面上においては、主筋部材の位置そのものを移動させることもできる。主筋部材間の間隔設定７０５を選択して入力画面を開き、設定したい間隔を入力することにより、主筋部材の位置を移動させることができる。

【0032】

主筋部材設定画面は、パネルゾーンの断面上において配置した主筋部材を、その断面に対して直交する平面上で見たときの各主筋部材の配置を、ビュー７０６上で併せて画面表示することもできる。ビュー７０６は、構造部材の側面図、透過図、などによって構成することができる。

【0033】

図８は、主筋部材設定画面上において柱を分割する例を示す。ユーザは主筋部材設定画面上において、構造部材（柱または梁）を分割することができる。主筋セット部１２３が分割した構造部材に対してそれぞれ別のＩＤを割り当てることにより、構造部材設計プログラム１２は以後それらを別個の構造部材として管理する。分割前の構造部材はそれぞれ同一の主筋部材を有しているが、分割によってそれらの主筋部材も分割されることになる。ユーザは分割後の構造部材に対して改めて主筋部材の配置と本数を指定することができる。例えば柱の下方は上方よりも主筋部材を多くする、などの個別設定が可能である。ユーザは反対に、構造部材を統合することもできる。ただし主筋部材の配置、本数、材質などが全て一致している構造部材同士に限る。分割することにより発生する構造部材の個数は、建築物の仕様や業界標準などによって適宜定めることができる。例えば柱は２分割のみ可能、梁は２分割または３分割のみ可能、などである。

【0034】

図９は、Ｓ２０６におけるマニュアル接続設定画面の例である。接続関係セット部１２５は、図９に例示するマニュアル接続設定画面をユーザ端末２に対して送信し、ユーザ端末２はその画面を表示する。マニュアル接続設定画面は、構造部材の内部の主筋部材を、ユーザがマニュアル作業によって接続するために用いる画面である。

【0035】

ユーザは図９に示す画面上において、まず接続関係をセットする２つの構造部材（この例においては梁Ａと梁Ｂ）を選択する。ユーザは梁Ａのいずれかの主筋部材と梁Ｂのいずれかの主筋部材をそれぞれ画面上で選択し、これらを接続する旨をさらに画面上で指定する。接続関係セット部１２５は、その接続関係を記述したデータを記憶部１３に保存する。ユーザは、梁Ａと梁Ｂそれぞれのその他の主筋部材についても同様に接続関係をセットする。

【0036】

図１０は、ユーザがマニュアル接続設定画面上で主筋部材の接続関係をセットする過程を示す模式図である。構造部材ＡとＢそれぞれのパネルゾーン断面図上において、主筋部材を小さい黒丸によって示している。ユーザが選択した主筋部材は、黒丸の周囲を円が囲むことによって示している。ユーザが接続関係をセットした主筋部材は、大きい黒丸に変更されている。この例においては、ユーザは構造部材ＡとＢそれぞれの４隅に配置されている主筋部材を互いに接続するように、接続関係をセットしている。

【0037】

図１１は、ペアリングされた主筋部材の接続関係を記述したデータの構造を示す模式図である。Ｓ２０４～Ｓ２０５またはＳ２０６においてペアリング（互いに接続されている旨を指定すること）された主筋部材は、そのペアを構成する主筋部材のＩＤおよびその主筋部材の属性パラメータをセットにしたデータによって、ペアリングされた旨が記憶部１３内に保存される。

【0038】

主筋部材の属性パラメータとしては、例えばオフセット値が挙げられる。ユーザは、マニュアル接続設定画面上において、主筋部材の配置と本数が同一ではない２つの構造部材間であっても、主筋部材を接続するように指定することができる。このときその２つの主筋部材は、図１１右下に示すように、屈折して接続されることになる。主筋セット部１２３は、この屈折の開始点から終端までの距離を、オフセット値として主筋部材ごとに保存する。

【0039】

図１２は、パネルゾーンに対して接続されている柱と梁それぞれに対してペアリングを実施する前における主筋部材の３次元モデルの例である。Ｓ２０４～Ｓ２０６においてペアリングする前の時点においては、パネルゾーンを挟んで対向配置された構造部材の内部の主筋部材は、互いに接続されていない状態となっている。ペアリングは、これらの主筋部材を互いに接続する旨を指定することを意味する。Ｓ２０５における自動接続またはＳ２０６におけるマニュアル接続によって、例えば図１２に示す主筋部材１２０１と１２０２を互いに接続する旨の接続関係をセットする。

【0040】

図１３は、Ｓ２０７における自動配筋の結果として主筋部材が衝突する例を示す平面図である。図１３に示す例において、柱が有する主筋部材１３０１と梁が有する主筋部材１３０２が衝突している。これは、例えば主筋部材設定画面においてユーザが主筋部材１３０１を４隅近傍へ移動させたことに起因している。

【0041】

図１３に示すような主筋部材同士の衝突は、例えば衝突している主筋部材のＩＤなどをリストとして提示することにより、データとしてユーザに対して提示することができる。しかしユーザとしては、主筋部材のリストのみを提示されても、その主筋部材がどのような態様で衝突しているのかを把握することが困難な場合がある。そこで自動配筋部１２６はＳ２０８において、主筋部材の実際の配置を３次元モデルとして視覚的に提示することとした。これによりユーザは、図１２～図１３に例示するような３次元モデル上においてその衝突状態を視覚的に把握できる。

【0042】

図１４は、自動配筋部１２６が主筋部材の衝突を回避した後の例を示す。自動配筋部１２６は、図１３において衝突している主筋部材１３０１を、柱断面上における中央寄りへ移動させることにより、主筋部材１３０１と１３０２との間の衝突を回避した。図１４はその結果を示す。衝突を回避する処理は、ユーザがその処理を実施するように指定したとき実施してもよいし、Ｓ２０７（自動配筋）において自動的に実施してもよい。

【0043】

自動配筋部１２６は、衝突回避のために移動させる主筋部材を選択する際に、図７において説明したロック設定を反映させる。すなわち、（ａ）固定指定した主筋部材は移動させずその他の主筋部材を移動させる、（ｂ）連動して移動するように指定した主筋部材セットは連動して移動させる。例えば主筋部材１３０２が固定指定されている場合、主筋部材１３０２は移動させずその他の主筋部材を移動させる。あるいは主筋部材１３０１と１３０３が連動指定されている場合、これらの移動方向と移動量は同一となる。

【0044】

自動配筋部１２６は、移動させる主筋部材を決定した後、その移動方向と移動量を決定する。移動方向と移動量は、例えば移動後の主筋部材の配置間隔が断面図上（すなわちパネルゾーン内）においてできる限り均等となるようにすればよい。例えば衝突を無視して主筋部材を均等配置したときの各主筋部材の位置と、移動させる主筋部材の位置との間の差分を、移動ベクトルとして用いることができる。自動配筋部１２６は、その移動ベクトルにしたがって、衝突が回避されるまで主筋部材を移動させればよい。例えば、各主筋部材を均等配置したときと移動後の主筋部材配置との間の２乗和が最も小さくかつ衝突が回避されるような配置を、最終的に採用すればよい。

【0045】

ユーザは、図１３または図１４の３次元モデルを見た上で、そのパネルゾーンを指定して主筋部材設定画面（図５）を呼び出し、改めて主筋部材の配置や本数をセットしてもよい。自動配筋部１２６が図１４のように衝突を自動的に回避したとしても、例えば施工現場の作業効率を考慮すると、別の主筋部材を移動させたほうが望ましい場合や、移動量もしくは移動方向を変えたほうがよい場合など、必ずしも自動衝突回避の結果が望ましくない場合も考えられる。そのような望ましくない状況が発生するか否かを把握するためには主筋部材の３次元モデルをユーザが視覚的に見ることが有用であると考えられる。衝突箇所のＩＤなどをリスト表示するのみでは、そのような状況が発生するか否か、あるいは発生するとしてどのような態様であるのか、などを把握することは困難だからである。主筋部材の３次元モデルを提示することは、そのような観点において有用である。

【0046】

＜実施の形態１：まとめ＞
本実施形態１に係る構造部材設計プログラム１２は、建築物の構造を記述した設計データ（例えばＣＡＤデータ）からパネルゾーンを抽出し、パネルゾーンに対して接続されている構造部材の内部の主筋部材の本数および配置をセットし、主筋部材の本数および配置が同じ構造部材同士をペアリングしてそれらの主筋部材を接続する。パネルゾーンを起点としてそのパネルゾーンに対して接続されている構造部材を特定することにより、パネルゾーン内における主筋部材の接続関係を適切にセットすることができる。また主筋部材の配置と本数が同一である構造部材については自動ペアリングすることもできるので、主筋部材の設計作業を効率的に進めることができる。

【0047】

本実施形態１に係る構造部材設計プログラム１２は、主筋部材設定画面（図５）を提示し、ユーザは同画面上においてパネルゾーンの断面図上で主筋部材の本数と配置を指定することができる。例えばＣＡＤデータからインポートした構造部材内の主筋部材が過剰または過少であるような場合においても、ユーザは同画面上で主筋部材を適切に配置することができる。１例として、建築物の下方の柱は主筋部材を多く変更し、上方の柱は主筋部材を少なく変更する、などのマニュアル設計が可能である。

【0048】

本実施形態１に係る構造部材設計プログラム１２は、主筋部材設定画面などによってセットされた主筋部材の接続関係にしたがって主筋部材を実際の建築物において配置したと仮定したとき主筋部材が衝突するか否かを計算し、その結果を例えば主筋部材の３次元モデルなどの視覚的手段によって提示する。これによりユーザは、主筋部材の配置や本数が適切であるか否かを容易に把握し、改めて主筋部材設定画面などによってその配置や本数を調整することができる。

【0049】

本実施形態１に係る構造部材設計プログラム１２は、主筋部材を実際に配置したと仮定したとき主筋部材が衝突する場合は、その衝突を回避するように、主筋部材の位置を移動させる。例えば移動後の主筋部材の配置間隔がパネルゾーン内においてなるべく均等となるように、主筋部材を移動させる。これにより、例えばユーザが主筋部材設定画面上でセットした主筋部材の本数と配置が衝突を招く場合であっても、ユーザに負担をかけることなくその衝突を回避し、実際に施工可能な主筋部材構造を設計することができる。

【0050】

本実施形態１に係る構造部材設計プログラム１２は、衝突回避のために主筋部材を移動させる際に、移動させずに位置を固定する主筋部材を主筋部材設定画面上であらかじめ設定しておき（ロック設定）、その設定にしたがって、移動させる主筋部材を選択する。これにより、例えば建築物の構造との関係において移動させることが望ましくない主筋部材についてはあらかじめ位置を固定しておき、その他の主筋部材のみを移動させることができる。したがって、構造強度などのパラメータを最適に維持しつつ、主筋部材の衝突を自動的に回避することができ、主筋部材の設計効率が高まる。

【0051】

本実施形態１に係る構造部材設計プログラム１２は、衝突回避のために主筋部材を移動させる際に、連動して移動させる主筋部材セットを主筋部材設定画面上であらかじめ設定しておき（ロック設定）、その設定にしたがって、移動させる主筋部材を選択する。これにより、例えば建築物の構造との関係において連動して移動させることが望ましい主筋部材についてはあらかじめ連動ロックをかけておき、それらを連動して移動させることができる。例えばパネルゾーンの断面図上で対向して配置されている主筋部材は連動移動させることが望ましい場合は、そのような連動移動をあらかじめ指定しておくことができる。これにより位置固定ロックと同様に、構造強度などのパラメータを最適に維持しつつ、主筋部材の衝突を自動的に回避することができ、主筋部材の設計効率が高まる。

【0052】

本実施形態１に係る構造部材設計プログラム１２は、例えば主筋部材の配置または本数が互いに異なることによって自動ペアリングされなかった構造部材について、マニュアル接続設定画面によって手動で主筋部材の接続関係をセットできる。これにより、構造部材を配置したのみでは主筋部材がパネルゾーン内において接続されない場合であっても、その接続関係を画面上で視覚的にセットすることができる。

【0053】

＜実施の形態２＞
図１５は、本開示の実施形態２に係る構造部材設計プログラム１２を実行するコンピュータ１の構成図である。実施形態１においては、パネルゾーンに対して接続された主筋部材をペアリングするとともに、ペアリングされていない主筋部材同士が互いに衝突することを回避する構成例を説明した。本実施形態２においては、その上でさらに主筋部材の接続関係をパネルゾーン間で再利用する構成例について説明する。

【0054】

構造部材設計プログラム１２は、サブモジュールとして、実施形態１で説明したものに加え、さらに接続関係コピー部１２７を備える。接続関係コピー部１２７は、衝突回避しつつ主筋部材をペアリングした後において、その主筋部材の接続関係をパネルゾーン間でコピーすることにより再利用する処理を実施する。具体的な動作例については後述する。

【0055】

図１６は、実施形態２における構造部材設計プログラム１２の動作を説明するフローチャートである。実施形態１で説明したステップＳ２０８の後に、ステップＳ１６０１を実施する。Ｓ１６０１において、接続関係コピー部１２７は、後述する手順にしたがって、主筋部材の接続関係をパネルゾーン間でコピーする。その他は実施形態１と同様である。

【0056】

図１７は、主筋部材の接続関係をパネルゾーン間でコピーする様子を示す模式図である。実施形態１で説明した手法により、パネルゾーンに対して接続された構造部材が有する主筋部材の接続関係をセットする。建築物は一般に、同様の構造を有するパネルゾーンを複数有するので、あるパネルゾーンにおいてセットした主筋部材の接続関係を、他のパネルゾーンにおいても再利用することができれば、設計作業の効率向上に資する。例えば図１７に示すように、あるパネルゾーンにおける主筋部材の接続関係を、同様の構造を有する他のパネルゾーンに対してコピーすることにより、再利用が可能であると考えられる。

【0057】

図１８Ａ～図１８Ｂは、パネルゾーンにおける主筋部材の接続関係をコピーする様子を示す模式図である。図１８ＡＢは、建築物が有するパネルゾーンと構造部材によって構成される構造の上面図である。接続関係コピー部１２７は、図１８ＡＢに示す４つのコピー動作１８０１～１８０４のうちいずれかを実施する。以下それぞれのコピー動作について説明する。

【0058】

コピー動作１８０１は、構造部材が形成する線分上の別のパネルゾーンに対して、接続関係をコピーする例である。ここでは隣接するパネルゾーン間で接続関係をコピーする例を示したが、必ずしも隣接していなくとも、同じ線分上のパネルゾーン間であればよい。コピー動作１８０１において接続関係をコピーする２つのパネルゾーンは、パネルゾーンに対して接続されている構造部材（柱、梁）の構造が全く同じである。このようなパネルゾーン間においては、主筋部材の接続関係も全く同じであるので、その接続関係をパネルゾーン間で再利用することができる。この場合は、コピー元パネルゾーンにおける接続関係をコピー先パネルゾーンに対して平行移動すればよい。

【0059】

コピー動作１８０２は、構造部材が形成する２つの対向する辺上のパネルゾーン間で接続関係をコピーする例である。この例における２つのパネルゾーンに対して接続されている主筋部材は、同様の接続関係を有する。ただしコピー元のパネルゾーンにおいては図１８Ａの右方向へ向かって構造部材が延伸するのに対して、コピー先のパネルゾーンは左方向へ向かって構造部材が延伸する。したがってコピー動作１８０２においては、主筋部材の接続関係を、図１８Ａの横方向の座標軸において反転させる必要がある。

【0060】

コピー動作１８０３は、構造部材が形成する２つの対角配置された角のパネルゾーン間で接続関係をコピーする例である。この例における２つのパネルゾーンに対して接続されている主筋部材は、同様の接続関係を有する。ただしコピー元のパネルゾーンにおいては図１８Ａの右方向と上方向へ向かって構造部材が延伸するのに対して、コピー先のパネルゾーンは左方向と下方向へ向かって構造部材が延伸する。したがってコピー動作１８０２においては、主筋部材の接続関係を、図１８Ａの縦横方向それぞれの座標軸において反転させる必要がある。

【0061】

コピー動作１８０４は、コピー動作１８０１の変形例として、構造部材が形成する２つの線分上のパネルゾーン間で接続関係をコピーする例である。コピー動作１８０４におけるコピー元パネルゾーンとコピー先パネルゾーンは、構造部材の構造が全く同じであるので、コピー動作１８０１と同様に接続関係を斜めに平行移動すればよい。この平行移動は、図１８Ｂの右方向における平行移動と下方向における平行移動を組み合わせたものとして取り扱うこともできる。コピー動作１８０４は、構造部材が形成する矩形の辺上ではない２つのパネルゾーン間において、同矩形の辺ではない２つの線分に沿って接続関係を平行移動する際に、用いることができる。

【0062】

構造部材が形成する形状が矩形ではない（すなわち四角形ではない多角形）場合においても、コピー動作１８０４と同様に複数回の平行移動によって、接続関係をコピーすることができる。例えばパネルゾーン間を接続する構造部材に沿って、接続関係を平行移動することを繰り返すことにより、任意のパネルゾーン間で接続関係をコピーできる。さらにそのコピー動作における任意時点において、コピー動作１８０２または１８０３と同様に接続関係を反転させてもよい。

【0063】

図１８ＡＢにおいては、同じ水平面上に配置されているパネルゾーン間で接続関係をコピーする例を示した。接続関係をコピーするのは、必ずしも同じ水平面上のパネルゾーン間でなくともよく、同じ水平面上に投影したとき図１８ＡＢのような配置関係にあるが高さ方向の位置が異なるパネルゾーン間で接続関係をコピーしてもよい。例えばコピー動作１８０１のコピー先となっているパネルゾーンは、別フロアにおいてこれと同じ位置に配置されているパネルゾーンであってもよい。コピー動作１８０２～１８０４についても同様である。あるいはこれに代えて、まず垂直方向において接続関係を並行させた後（すなわちフロア間で接続関係を平行移動させた後）、コピー動作１８０１～１８０４いずれかを実施してもよい。以下では各コピー動作における具体例を説明する。

【0064】

図１９は、主筋部材の接続関係をパネルゾーン間でコピーする過程を示す模式図である。図１９左上はコピー元のパネルゾーンが有する構造部材と主筋部材の接続関係を模式的に示す側面図である。コピー元パネルゾーンは、２つの梁と１つの柱がパネルゾーンに対して接続された構造を有する。コピー先パネルゾーンも同じ構造を有するが、主筋部材は配置されていない。この場合は、コピー動作１８０１のように接続関係をコピーすることにより、コピー先パネルゾーンにおいてもコピー元パネルゾーンと同じ主筋部材配置を得ることができる。したがって、コピー先パネルゾーンにおいて改めて接続関係をセットする必要はない。

【0065】

図２０は、主筋部材の接続関係をパネルゾーン間でコピーする過程を示す模式図である。この例においては図１９と同様に、コピー元パネルゾーンとコピー先パネルゾーンは、構造部材の構造が同じである。ただしコピー先パネルゾーンにおける構造部材は、コピー元パネルゾーンに対して左右反転している。この場合は、コピー動作１８０２のように接続関係をコピーすることにより、コピー先パネルゾーンにおいてもコピー元パネルゾーンと同じ（ただし左右反転している）主筋部材配置を得ることができる。

【0066】

図２１は、主筋部材の接続関係をパネルゾーン間でコピーできない例を示す模式図である。コピー元パネルゾーンは、左右の梁と上下の柱がパネルゾーンに対して接続された構造を有する。コピー先パネルゾーンは、左右の梁と上の柱がパネルゾーン（この場合は建築物の基礎）に対して接続された構造を有する。柱の主筋部材を基礎に対してコピーすることはできないので、この場合は接続関係をパネルゾーン間でコピーすることはできない。この例のように、パネルゾーンに対して接続された構造部材の種類が、コピー元とコピー先との間で異なる場合は、接続関係をコピーすることはできない。このようなコピー動作を実施しようとしたとき、接続関係コピー部１２７は、コピーできない旨のアラートなどを画面表示してもよい。コピーを禁止するのは柱と基礎との間に限らず、構造部材の種類が異なれば一律に禁止してもよい。例えば柱と梁との間でコピーを禁止してもよい。

【0067】

図２２～図２３は、パネルゾーンに対して接続された構造部材の接続関係を編集することを禁止する例である。ユーザがパネルゾーンを選択すると、構造部材設計プログラム１２は、そのパネルゾーンに対して接続された構造部材が有する主筋部材の接続関係を変更することを禁止するように指示するユーザインターフェースを表示することができる。図２２のウインドウはその例である。

【0068】

図２３上段においては、パネルゾーンに対して接続された構造部材全てについて、接続関係を変更可能となっている。図２３中段においては、全ての構造部材について接続関係を変更不可となっている。図２３下段においては、１番目の構造部材についてのみ接続関係を変更可能、その他の構造部材は変更不可となっている。

【0069】

ペアリングされた構造部材が存在する場合、そのペアリングを構成するすべての構造部材について、接続関係の変更を禁止することが望ましい。例えば図２３の各例における２番目と３番目の構造部材（パネルメンバー）は、既にペアリングが完了しているので、これら２つの主筋部材の接続関係を変更することを禁止することが望ましい。

【0070】

図２４は、構造部材の接続関係を変更不可となっているパネルゾーンに対して接続関係をコピーする例を示す模式図である。コピー元パネルゾーンとコピー先パネルゾーンは、構造部材の構造が同じである。ただしコピー先パネルゾーンは、柱について接続関係を変更不可とするように、図２２～図２３のユーザインターフェース上で指定されている。接続関係コピー部１２７はこの場合においても、コピー先パネルゾーンの変更不可設定を解除した上で、接続関係をコピーすることができる。あるいはこれに代えて、接続関係を変更不可となっている構造部材（この例においては柱）を除き、その他の構造部材（この例においては２つの梁）の主筋部材の接続関係をコピーしてもよい。さらには、いずれを実施するかをユーザが選択してもよい。コピー動作１８０１～１８０４いずれにおいても同様である。

【0071】

図２５は、構造部材の種類は同じだがサイズが異なるパネルゾーン間において接続関係をコピーする例を示す。図２５のコピー元パネルゾーンは、１つの柱と比較的細い３つの梁が接続されている。コピー先パネルゾーンは、１つの柱と比較的細い２つの梁と比較的太い１つの梁が接続されている。すなわち、コピー元とコピー先との間で構造部材の種類は同じだが、１つの梁のサイズのみ異なる。

【0072】

図２６は、図２５のコピー動作の具体例を示す。接続関係コピー部１２７は、コピー先パネルゾーンにおいてサイズがコピー元とは異なる構造部材（この例においては梁Ｇ１１）のサイズをコピー元と同じサイズに変更した上で、接続関係をパネルゾーン間でコピーする。これにより、コピー先パネルゾーンにおいては、構造部材の種類、構造部材のサイズ、主筋部材の接続関係、がコピー元パネルゾーンと同じとなる。図２６のコピー手順と、以下に説明する図２７のコピー手順とのうちいずれを実施するかを、ユーザが選択できるようにしてもよい。コピー動作１８０１～１８０４いずれにおいても同様である。

【0073】

図２７は、図２５のコピー動作の別具体例を示す。接続関係コピー部１２７は、コピー元とコピー先との間においてサイズが異なる構造部材（この例においては梁Ｇ１０と梁Ｇ１１）について、コピー元構造部材（Ｇ１０）のサイズをコピー先構造部材（Ｇ１１）のサイズに変換した上で、接続関係をパネルゾーン間でコピーする。このとき、コピー元構造部材の主筋部材の配置を、その変換比率に応じて調整したうえでコピーする。図２７の例においては、梁Ｇ１０が有する３つの主筋部材の配置を、梁Ｇ１０とＧ１１との間のサイズ変換比率にしたがって調整する。これにより梁Ｇ１０内の最下の主筋部材は、下方に向けてシフトされている。

【0074】

主筋部材の配置を調整する際に、パネルゾーンを貫通する主筋部材については、配置を変更しないようにしてもよい。パネルゾーンを貫通する主筋部材は、他の構造部材における主筋部材とペアリングされていることが多いからである。これにより、ペアリングされていない主筋部材のみ配置を調整することになるので、ペアリング結果を不意に変更することなく、接続関係をコピーできる。図２７における梁Ｇ１０内の上側２つの主筋部材はこの例である。

【0075】

主筋部材のなかには、端部を折り曲げた上で（すなわちフック部分を有する）構造部材のなかに埋め込むことにより、位置固定の安定性を高めたものがある。このようなフック部分を有する主筋部材は、配置を変更することが望ましくない場合が多い。構造部材内に埋め込んだフック部分の位置については、例えば構造部材の表面からの埋め込み深さが規制されているなど、何らかの制約条件が既に課されている場合があるからである。したがってフック部分を有する主筋部材については、主筋部材の配置を調整する際に、配置を変更しないようにしてもよい。図２７における梁Ｇ１０内の上側２つの主筋部材はこの例である。

【0076】

図２８は、接続関係コピー部１２７が提供するユーザインターフェースの例である。ユーザはユーザインターフェース上で、コピー元パネルゾーンからコピーする構造部材を選択する。さらに、図１８ＡＢで説明したコピー動作１８０１～１８０４いずれを実施するかを選択する。ユーザインターフェース下部は、コピー先パネルゾーンの候補を列挙している。接続関係コピー部１２７は、コピー先パネルゾーンが、図１９～図２０（コピー可）、図２１（コピー不可）、図２４（配置変更不可を解除すればコピー可）、図２６～図２７（サイズを変更すればコピー可）、のうちいずれの状態にあるかを判定し、その結果をユーザインターフェース右下欄に表示する。ユーザがＯＫボタンを押すと、接続関係コピー部１２７はユーザの選択にしたがってコピーを実施する。

【0077】

＜本開示の変形例について＞
本開示は、前述した実施形態に限定されるものではなく、様々な変形例が含まれる。例えば、上記した実施形態は本開示を分かりやすく説明するために詳細に説明したものであり、必ずしも説明した全ての構成を備えるものに限定されるものではない。また、ある実施形態の構成の一部を他の実施形態の構成に置き換えることが可能であり、また、ある実施形態の構成に他の実施形態の構成を加えることも可能である。また、各実施形態の構成の一部について、他の構成の追加・削除・置換をすることが可能である。

【0078】

以上の実施形態において、構造部材設計プログラム１２が図２（または図１６）の各ステップを実施することを説明したが、各ステップのうち全部または一部を、設計者がマニュアル作業によって実施することも可能である。例えば各ステップのうち全部または一部を表計算ソフトウェアのマクロによって実装し、これを実行することにより、画面上で設計結果を視認しながら微調整を実施することができる。

【0079】

以上の実施形態において、構造部材設計プログラム１２およびそのサブモジュールは、ソフトウェアに代えて、回路デバイス（例：Ｆｉｅｌｄ Ｐｒｏｇｒａｍｍａｂｌｅ Ｇａｔｅ Ａｒｒａｙ：ＦＰＧＡ）などのハードウェアによって実装することもできる。

【0080】

以上の実施形態において、コンピュータ１とユーザ端末２は、必ずしも別装置でなくてもよく、これらを単一のコンピュータ上に構成してもよい。この場合、ユーザ端末２が画面表示する各画面は、これに代えてコンピュータ１が備える表示デバイス上で画面表示することになる。

【0081】

以上の実施形態において、建築物が備えるパネルゾーンとこれに接続される構造部材（柱または梁または基礎）が備える主筋部材について説明したが、本開示は建築物に限るものではなく、同様の構造を備えた構造物一般について適用することができる。すなわち本開示の対象は、建築構造物、土木構造物、プラント、その他同様の構造を有する構造物一般について適用することができる。この場合、本開示におけるパネルゾーンに対応するのは、構造物の高さ方向に延伸する構造部材とこれに対して直交する方向に延伸する構造部材が交差する領域となることを付言しておく。

【符号の説明】

【0082】

１：コンピュータ
１２：構造部材設計プログラム
１２１：パネルゾーン抽出部
１２２：構造部材抽出部
１２３：主筋セット部
１２４：ペアリング部
１２５：接続関係セット部
１２６：自動配筋部
１２７：接続関係コピー部
１３：記憶部
２：ユーザ端末

【要約】

本開示は、衝突を回避しつつ主筋部材を接続するとともに、その主筋部材の接続関係を他のパネルゾーンにおいても再利用することができる技術を提供することを目的とする。本開示に係る構造部材設計方法は、パネルゾーンに対して接続されている主筋部材を互いにペアリングする接続関係をセットし、前記接続関係を維持しながら主筋部材間の衝突を回避し、第１パネルゾーンにおける前記接続関係を第２パネルゾーンに対してコピーする（図１５参照）。

【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18A】

【図18B】

【図19】

【図20】

【図21】

【図22】

【図23】

【図24】

【図25】

【図26】

【図27】

【図28】