(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】
(24)【登録日】2024-03-18
(45)【発行日】2024-03-27
(54)【発明の名称】構造躯体データ変換装置
(51)【国際特許分類】
G06F 30/23 20200101AFI20240319BHJP
G06F 30/13 20200101ALI20240319BHJP
【ＦＩ】
G06F30/23
G06F30/13
【請求項の数】
8
(21)【出願番号】P 2020186832
(22)【出願日】2020-11-09
(65)【公開番号】P2022076413
(43)【公開日】2022-05-19
【審査請求日】2022-12-27
(73)【特許権者】
【識別番号】000206211
【氏名又は名称】大成建設株式会社
(74)【代理人】
【識別番号】110001807
【氏名又は名称】弁理士法人磯野国際特許商標事務所
(72)【発明者】
【氏名】小山 実
(72)【発明者】
【氏名】伊東 晃子
【審査官】合田 幸裕
(56)【参考文献】
【文献】特開２０２０－０５２９５７（ＪＰ，Ａ）
【文献】特開２００９－０９３３０３（ＪＰ，Ａ）
【文献】特開２００９－２６６１１１（ＪＰ，Ａ）
【文献】特開２００６－３５０５０３（ＪＰ，Ａ）
【文献】特開２０１６－１４６０６４（ＪＰ，Ａ）
【文献】特開２００６－２７７６４３（ＪＰ，Ａ）
(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)
Ｇ０６Ｆ ３０／２３
Ｇ０６Ｆ ３０／１３
ＩＥＥＥ Ｘｐｌｏｒｅ
ＪＳＴＰｌｕｓ（ＪＤｒｅａｍＩＩＩ）
(57)【特許請求の範囲】
【請求項1】
構造躯体を構成する複数の３次元面材データを記憶可能な記憶部と、前記記憶部に記憶された前記３次元面材データを２次元面材データに変換するとともに、前記３次元面材データの厚み寸法を読み取る２次元変換部と、
を備え、
前記２次元変換部は、
前記２次元面材データを、前記３次元面材データの厚み方向の所定位置に設定するとともに、
同一方向に沿って設けられる複数の前記２次元面材データの位置を、通り芯に合わせ、
前記通り芯は、前記記憶部に記憶されている、又は、操作部の操作によって設定される
ことを特徴とする構造躯体データ変換装置。
【請求項2】
前記２次元変換部は、互いに当接していた２つの前記３次元面材データを変換した２つの前記２次元面材データの一方を延長することによって、当該２つの前記２次元面材データを当接させるとともに、
他方の前記２次元面材データのうち、当接部位よりも外側となる領域を省略する
ことを特徴とする請求項１に記載の構造躯体データ変換装置。
【請求項3】
前記２次元変換部は、前記３次元面材データにおける６つの面のうち、１番目に大きい面と２番目に大きい面との配列方向を厚み方向とすることを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の構造躯体データ変換装置。
【請求項4】
前記３次元面材データには、開口が設定されており、前記２次元面材データにおいて、前記開口を等価な矩形開口に変換する開口処理部を備える
ことを特徴とする請求項１から請求項３のいずれか一項に記載の構造躯体データ変換装置。
【請求項5】
前記開口処理部は、所定距離以下に設けられた２つの前記開口を、これらを包絡する１つの前記矩形開口に変換することを特徴とする請求項４に記載の構造躯体データ変換装置。
【請求項6】
前記開口処理部は、前記２次元面材データを複数の領域に分割し、前記矩形開口を等価な１以上の前記領域に移動させることを特徴とする請求項４又は請求項５に記載の構造躯体データ変換装置。
【請求項7】
前記３次元面材データには、剛性が設定されており、前記開口処理部は、前記３次元面材データに設定された前記剛性を当該３次元面材データに対応する前記２次元面材データに設定し、前記矩形開口が等価な前記領域が無い場合に、当該矩形開口を省略するとともに、省略された当該矩形開口に基づいて、当該矩形開口に対応する前記２次元面材データの前記剛性を調整する
ことを特徴とする請求項６に記載の構造躯体データ変換装置。
【請求項8】
前記記憶部には、前記構造躯体内に設けられる機器の位置及び重量に関する機器データが記憶されており、前記機器データに基づいて、前記２次元面材データに前記機器の重量を設定する重量設定部を備える
ことを特徴とする請求項１から請求項７のいずれか一項に記載の構造躯体データ変換装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、構造躯体を解析するための技術に関する。
【背景技術】
【0002】
構造躯体としての原子力発電施設は、多数の構造面材（耐力壁、床版等）によって構成されている。かかる原子力発電施設の地震応答解析を実行する場合には、質点系ばねマスモデルが用いられてきた。しかし、近年の電子計算機の発達に伴い、施設をより忠実にモデル化することが可能な３次元有限要素モデルが用いられるようになってきた。構造躯体の３次元有限要素モデルを作成する場合には、作業者が印刷図面を見ながら、構造躯体の形状、壁体の位置等をメッシュゼネレータに手作業で入力し、メッシュゼネレータの機能で要素分割した後、機器等の荷重を手作業で入力していた。このため、モデル作成に多大な時間を要するとともに、入力の間違いに対するチェック及び修正にも時間を要していた。これに対し、特許文献１には、３Ｄ－ＣＡＤデータから３次元有限要素モデルを作成する技術が記載されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0003】
【文献】特許第６１７３８８４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0004】
特許文献１に記載された技術のように、３Ｄ－ＣＡＤデータから３次元有限要素モデルをそのまま作成すると、ソリッド（３次元面材要素）となり要素数が膨大になるため、演算に時間を要する等の問題が生じるおそれがある。
【0005】
本発明は、前記した事情に鑑みて創案されたものであり、３次元有限要素モデルによる解析が可能な構造躯体のデータを効率的に生成することが可能な構造躯体データ変換装置を提供することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【0006】
前記課題を解決するため、本発明の構造躯体データ変換装置は、構造躯体を構成する複数の３次元面材データを記憶可能な記憶部と、前記記憶部に記憶された前記３次元面材データを２次元面材データに変換するとともに、前記３次元面材データの厚み寸法を読み取る２次元変換部と、を備え、前記２次元変換部は、前記２次元面材データを、前記３次元面材データの厚み方向の所定位置に設定するとともに、同一方向に沿って設けられる複数の前記２次元面材データの位置を、通り芯に合わせ、前記通り芯は、前記記憶部に記憶されている、又は、操作部の操作によって設定されることを特徴とする。
かかる構成によると、設計時に作成された構造躯体に関するデータ（３Ｄ－ＣＡＤデータ等）を用いて、解析に好適な３次元有限要素モデルを生成することができる。
また、かかる構成によると、厚みが異なる３次元面材データが存在する場合等においても、解析に好適な３次元有限要素モデルを生成することができる。
かかる構成によると、設計時に作成された構造躯体に関するデータ（３Ｄ－ＣＡＤデータ等）を用いて、解析に好適な３次元有限要素モデルを生成することができる。
また、かかる構成によると、厚みが異なる３次元面材データが存在する場合等においても、解析に好適な３次元有限要素モデルを生成することができる。
【0007】
前記２次元変換部は、互いに当接していた２つの前記３次元面材データを変換した２つの前記２次元面材データの一方を延長することによって、当該２つの前記２次元面材データを当接させるとともに、他方の前記２次元面材データのうち、当接部位よりも外側となる領域を省略する構成であってもよい。
かかる構成によると、厚みが省略された２次元面材データを好適に組み直し、解析に好適な３次元有限要素モデルを生成することができる。
また、前記２次元変換部は、前記３次元面材データにおける６つの面のうち、１番目に大きい面と２番目に大きい面との配列方向を厚み方向とする構成であってもよい。
かかる構成によると、３次元面材データの厚み方向を好適に認識し、当該認識結果に基づいて、３次元面材データを２次元面材データに好適に変換することができる。
かかる構成によると、厚みが省略された２次元面材データを好適に組み直し、解析に好適な３次元有限要素モデルを生成することができる。
また、前記２次元変換部は、前記３次元面材データにおける６つの面のうち、１番目に大きい面と２番目に大きい面との配列方向を厚み方向とする構成であってもよい。
かかる構成によると、３次元面材データの厚み方向を好適に認識し、当該認識結果に基づいて、３次元面材データを２次元面材データに好適に変換することができる。
【0008】
前記３次元面材データには、開口（例えば、円形状、多角形状等の多種の開口）が設定されており、構造躯体データ変換装置は、前記２次元面材データにおいて、前記開口を等価な矩形開口に変換する開口処理部を備える構成であってもよい。
かかる構成によると、開口形状を簡素化することによって、解析時間を短縮するとともに不整形なメッシュが生じることによる解析精度の低下を防止することができる。
前記開口処理部は、所定距離以下に設けられた２つの前記開口を、これらを包絡する１つの前記矩形開口に変換する構成であってもよい。
かかる構成によると、開口数を低減することによって、３次元有限要素モデル作成時間及び解析時間を短縮することができる。
また、前記開口処理部は、前記２次元面材データを複数の領域に分割し、前記矩形開口を等価な１以上の前記領域に移動させる構成であってもよい。
かかる構成によると、２次元面材データの要素分割の複雑化を防止することによって、解析時間を短縮するとともに解析精度を向上することができる。
かかる構成によると、開口形状を簡素化することによって、解析時間を短縮するとともに不整形なメッシュが生じることによる解析精度の低下を防止することができる。
前記開口処理部は、所定距離以下に設けられた２つの前記開口を、これらを包絡する１つの前記矩形開口に変換する構成であってもよい。
かかる構成によると、開口数を低減することによって、３次元有限要素モデル作成時間及び解析時間を短縮することができる。
また、前記開口処理部は、前記２次元面材データを複数の領域に分割し、前記矩形開口を等価な１以上の前記領域に移動させる構成であってもよい。
かかる構成によると、２次元面材データの要素分割の複雑化を防止することによって、解析時間を短縮するとともに解析精度を向上することができる。
【0009】
前記３次元面材データには、剛性が設定されており、前記開口処理部は、前記３次元面材データに設定された前記剛性を当該３次元面材データに対応する前記２次元面材データに設定し、前記矩形開口が等価な前記領域が無い場合に、当該矩形開口を省略するとともに、省略された当該矩形開口に基づいて、当該矩形開口に対応する前記２次元面材データの前記剛性を調整する構成であってもよい。
かかる構成によると、２次元面材データにおける分割された領域を小さくし過ぎることなく、小さい矩形開口による剛性低下を考慮した解析を可能とする。
かかる構成によると、２次元面材データにおける分割された領域を小さくし過ぎることなく、小さい矩形開口による剛性低下を考慮した解析を可能とする。
【0010】
前記記憶部には、前記構造躯体内に設けられる機器の位置及び重量に関する機器データが記憶されており、構造躯体データ変換装置は、前記機器データに基づいて、前記２次元面材データに前記機器の重量を設定する重量設定部を備える構成であってもよい。
かかる構成によると、機器荷重の設定を正確かつ短時間で実行することができる。
かかる構成によると、機器荷重の設定を正確かつ短時間で実行することができる。
【発明の効果】
【0011】
本発明によれば、３次元面材データを２次元面材データに変換することによって、ソリッド要素（３次元面材要素）ではなく、シェル要素（２次元面材要素）によって構成される構造躯体の３次元有限要素モデルを効率的に生成することができる。
【図面の簡単な説明】
【0012】
【図1】本発明の実施形態に係る構造躯体データ変換装置を模式的に示すブロック図である。
【図2】構造躯体を模式的に示す斜視図である。
【図3】３次元面材データを２次元面材データに変換する例を模式的に示す図である。
【図4】３次元面材データを２次元面材データに変換する例を模式的に示す図である。
【図5】２次元面材データの延長及び省略の処理を模式的に示す図である。
【図6】２次元面材データの延長及び省略の処理を模式的に示す図である。
【図7】２次元面材データの位置を通り芯に合わせる例を模式的に示す図である。
【図8】（ａ）（ｂ）は、開口を等価な矩形開口に変換する例を模式的に示す図である。
【図9】（ａ）～（ｃ）は、複数の開口を包絡した等価な矩形開口に変換する例を模式的に示す図である。
【図10】矩形開口の位置を２次元面材データに設定されたメッシュ状の矩形要素に移動させる例を模式的に示す図である。
【図11】機器の重量を２次元面材データに設定する例を模式的に示す図である。
【図12】本発明の実施形態に係る構造躯体データ変換装置の動作例を説明するためのフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【0013】
以下、本発明の実施形態について、構造躯体としての原子力発電施設を解析するための３次元有限要素モデルを作成する場合を例にとり、適宜図面を参照して説明する。図１に示すように、本発明の実施形態に係る構造躯体データ変換装置１は、操作部２と、表示部３と、制御部１０と、を備える。
【0014】
＜操作部及び表示部＞
操作部２は、キーボード、マウス等によって構成されており、ユーザによる操作結果を制御部１０へ出力する。表示部３は、ディスプレイ等によって構成されており、制御部１０からの出力に基づいて画像を表示する。
操作部２は、キーボード、マウス等によって構成されており、ユーザによる操作結果を制御部１０へ出力する。表示部３は、ディスプレイ等によって構成されており、制御部１０からの出力に基づいて画像を表示する。
【0015】
＜制御部＞
制御部１０は、ＣＰＵ（Central Processing Unit）、ＲＯＭ（Read-Only Memory）、ＲＡＭ（Random Access Memory）、入出力回路等によって構成されており、操作部２の操作結果に基づく演算処理を実行したり、表示部３に画像を表示させたりする。制御部１０は、機能部として、記憶部１１と、２次元変換部１２と、開口処理部１３と、重量設定部１４と、を備える。
制御部１０は、ＣＰＵ（Central Processing Unit）、ＲＯＭ（Read-Only Memory）、ＲＡＭ（Random Access Memory）、入出力回路等によって構成されており、操作部２の操作結果に基づく演算処理を実行したり、表示部３に画像を表示させたりする。制御部１０は、機能部として、記憶部１１と、２次元変換部１２と、開口処理部１３と、重量設定部１４と、を備える。
【0016】
≪記憶部≫
記憶部１１は、例えば構造躯体の設計時に作成された構造躯体データを記憶可能である。構造躯体データには、構造躯体を構成する３次元面材に関するデータ（３次元面材データ２０）と、当該３次元面材の剛性に関するデータと、が含まれる。３次元面材データ２０は、平板状の直方体形状を呈する３次元面材の８つの角の位置データ（３次元座標）が含まれる。また、３次元面材データ２０には、水平方向に延在する床版に関するデータ（３次元床面データ２１）と、下階の床版と上階の床版（天井面）との間に架設されて鉛直方向に延在する壁体に関するデータ（３次元壁面データ２２）と、が含まれる（図２参照）。なお、図２等には、３次元面材データ２０の３次元床面データ２１及び３次元壁面データ２２として、当該データに基づいて表示部３に表示される３次元面材モデルの３次元床面モデル及び３次元壁面モデルが図示されている。
構造躯体データには、通り芯２３（図７参照）に関するデータが含まれる。通り芯２３に関しては、後で詳細に説明する。また、構造躯体データには、構造躯体内に設けられる機器のＩＤ、位置、形状及び重量に関するデータ（機器データ）が含まれる。
なお、機器データにおける荷重は、構造躯体データには含まれず、構造躯体データとは別のリスト（機器のＩＤ及び荷重が関連付けられた機器荷重リスト）として設けられてもよい。また、構造躯体データ及び機器荷重リストは、それぞれ別の記憶部１１に記憶されていてもよい。
記憶部１１は、例えば構造躯体の設計時に作成された構造躯体データを記憶可能である。構造躯体データには、構造躯体を構成する３次元面材に関するデータ（３次元面材データ２０）と、当該３次元面材の剛性に関するデータと、が含まれる。３次元面材データ２０は、平板状の直方体形状を呈する３次元面材の８つの角の位置データ（３次元座標）が含まれる。また、３次元面材データ２０には、水平方向に延在する床版に関するデータ（３次元床面データ２１）と、下階の床版と上階の床版（天井面）との間に架設されて鉛直方向に延在する壁体に関するデータ（３次元壁面データ２２）と、が含まれる（図２参照）。なお、図２等には、３次元面材データ２０の３次元床面データ２１及び３次元壁面データ２２として、当該データに基づいて表示部３に表示される３次元面材モデルの３次元床面モデル及び３次元壁面モデルが図示されている。
構造躯体データには、通り芯２３（図７参照）に関するデータが含まれる。通り芯２３に関しては、後で詳細に説明する。また、構造躯体データには、構造躯体内に設けられる機器のＩＤ、位置、形状及び重量に関するデータ（機器データ）が含まれる。
なお、機器データにおける荷重は、構造躯体データには含まれず、構造躯体データとは別のリスト（機器のＩＤ及び荷重が関連付けられた機器荷重リスト）として設けられてもよい。また、構造躯体データ及び機器荷重リストは、それぞれ別の記憶部１１に記憶されていてもよい。
【0017】
≪２次元変換部≫
２次元変換部１２は、記憶部１１に記憶された３次元面材データ２０を読み出し、読み出されたソリッドである３次元面材データ２０を、当該３次元面材データ３０の厚み方向を特定することによって、当該３次元面材データ２０の厚み方向と交差する（直交する）シェルである２次元面材データ３０に変換し、変換結果を記憶部１１に記憶させたり開口処理部１３へ出力したりする。また、２次元変換部１２は、前記したように２次元面材データ３０の元の３次元面材データ３０の厚み方向を特定することによって、元の３次元面材データ２０の厚み寸法を読み取る。２次元面材データ３０には、矩形状を呈する２次元面材の４つの角の位置データ（３次元座標）と、元の３次元面材データ２０の厚み寸法と、が含まれる。元の３次元面材データ２０の厚み寸法は、３次元有限要素モデルを解析する際に用いられる。
２次元変換部１２は、３次元面材データ２０に含まれる８つの角の位置データに基づいて、直方体形状である３次元面材の６つの面の面積を算出する。また、２次元変換部１２は、算出された６つの面の面積に基づいて、１番目に大きい面と２番目に大きい面（１番目と同じ大きさである場合を含む）との配列方向（対向方向）を厚み方向とし、当該厚み方向の中央部に２次元面材モデルが位置するように、２次元面材データ３０を設定する。１番目に大きい面と２番目に大きい面とが同じ大きさ（かつ同じ形状）である場合には、２次元面材データ３０による２次元面材モデルは、これらと同じ大きさ（かつ同じ形状）の面が１番目に大きい面と２番目に大きい面と間の中央に位置する。また、２次元変換部１２は、３次元面材データ２０に含まれる８つの角の位置データに基づいて、３次元面材データ２０の厚み寸法を読み取る（算出する）ことができる。
２次元変換部１２は、記憶部１１に記憶された３次元面材データ２０を読み出し、読み出されたソリッドである３次元面材データ２０を、当該３次元面材データ３０の厚み方向を特定することによって、当該３次元面材データ２０の厚み方向と交差する（直交する）シェルである２次元面材データ３０に変換し、変換結果を記憶部１１に記憶させたり開口処理部１３へ出力したりする。また、２次元変換部１２は、前記したように２次元面材データ３０の元の３次元面材データ３０の厚み方向を特定することによって、元の３次元面材データ２０の厚み寸法を読み取る。２次元面材データ３０には、矩形状を呈する２次元面材の４つの角の位置データ（３次元座標）と、元の３次元面材データ２０の厚み寸法と、が含まれる。元の３次元面材データ２０の厚み寸法は、３次元有限要素モデルを解析する際に用いられる。
２次元変換部１２は、３次元面材データ２０に含まれる８つの角の位置データに基づいて、直方体形状である３次元面材の６つの面の面積を算出する。また、２次元変換部１２は、算出された６つの面の面積に基づいて、１番目に大きい面と２番目に大きい面（１番目と同じ大きさである場合を含む）との配列方向（対向方向）を厚み方向とし、当該厚み方向の中央部に２次元面材モデルが位置するように、２次元面材データ３０を設定する。１番目に大きい面と２番目に大きい面とが同じ大きさ（かつ同じ形状）である場合には、２次元面材データ３０による２次元面材モデルは、これらと同じ大きさ（かつ同じ形状）の面が１番目に大きい面と２番目に大きい面と間の中央に位置する。また、２次元変換部１２は、３次元面材データ２０に含まれる８つの角の位置データに基づいて、３次元面材データ２０の厚み寸法を読み取る（算出する）ことができる。
【0018】
１番目に大きい面と２番目に大きい面との形状が異なる場合には、２次元変換部１２は、３次元面材データ２０における厚み方向の中央部であって、厚み方向と直交する断面形状（当該断面の４つの角の位置データ）を、２次元面材データ３０として採用する。
また、２次元変換部１２は、３次元面材データにおける８つの角の位置データに基づいて、３次元面材データ（直方体）２０の体積Ｖ１を算出する。２次元変換部１２は、２次元面材データ（長方形）３０における４つの角の位置データに基づいて、２次元面材データ３０の面積を算出するとともに、当該面積及び３次元面材データ２０の厚みを掛け合わせることによって、３次元面材データ（直方体）２０の体積Ｖ２を算出する。
２次元変換部１２は、体積Ｖ１，Ｖ２に基づいて、２次元面材データがＯＫであるかＮＧであるかを判定する。一例として、２次元変換部１２は、体積Ｖ１と体積Ｖ２との差（Ｖ１－Ｖ２）の絶対値が閾値以下である場合に、２次元面材データ３０はＯＫ（好適）であると判定する。また、２次元変換部１２は、体積Ｖ１と体積Ｖ２との差（Ｖ１－Ｖ２）の絶対値が閾値よりも大きい場合に、２次元面材データ３０はＮＧ（不適）であると判定する。２次元変換部１２は、ＮＧであると判定された２次元面材データ３０に対応する３次元面材データ３０を表示部３に表示させる。この場合、２次元変換部１２は、ユーザによる操作部２の操作結果に基づいて、３次元面材データ２０に対応する２次元面材データ３０を取得する。また、前記閾値は、ユーザによる操作部２の操作結果に基づいて適宜設定可能である。
また、２次元変換部１２は、３次元面材データにおける８つの角の位置データに基づいて、３次元面材データ（直方体）２０の体積Ｖ１を算出する。２次元変換部１２は、２次元面材データ（長方形）３０における４つの角の位置データに基づいて、２次元面材データ３０の面積を算出するとともに、当該面積及び３次元面材データ２０の厚みを掛け合わせることによって、３次元面材データ（直方体）２０の体積Ｖ２を算出する。
２次元変換部１２は、体積Ｖ１，Ｖ２に基づいて、２次元面材データがＯＫであるかＮＧであるかを判定する。一例として、２次元変換部１２は、体積Ｖ１と体積Ｖ２との差（Ｖ１－Ｖ２）の絶対値が閾値以下である場合に、２次元面材データ３０はＯＫ（好適）であると判定する。また、２次元変換部１２は、体積Ｖ１と体積Ｖ２との差（Ｖ１－Ｖ２）の絶対値が閾値よりも大きい場合に、２次元面材データ３０はＮＧ（不適）であると判定する。２次元変換部１２は、ＮＧであると判定された２次元面材データ３０に対応する３次元面材データ３０を表示部３に表示させる。この場合、２次元変換部１２は、ユーザによる操作部２の操作結果に基づいて、３次元面材データ２０に対応する２次元面材データ３０を取得する。また、前記閾値は、ユーザによる操作部２の操作結果に基づいて適宜設定可能である。
【0019】
例えば、図３に示すように、互いに当接する３次元床面データ２１及び３次元壁面データ２２ａ，２２ｂは、それぞれ、２次元床面データ３１及び２次元壁面データ３２ａ，３２ｂに変換される。すなわち、３次元面材モデルである床版（３次元床面モデル）及び壁体（３次元壁面モデル）は、２次元面材モデルである床面（２次元床面モデル）及び壁面（２次元壁面モデル）に変換される。なお、図３等には、２次元面材データ３０の２次元床面データ３１及び２次元壁面データ３２として、当該データに基づいて表示部３に表示される２次元面材モデルの２次元床面モデル及び２次元壁面モデルが図示されている。また、図３以降の図面では、図示の都合上、２次元面材モデルに若干の厚みを持たせているが、２次元面材モデルは、厚みを有しない平面として表示部３に表示される。すなわち、２次元面材データ３０に含まれる元の３次元面材データ２０の厚み寸法は、２次元面材データ３０の表示部３への表示には用いられず、解析に用いられる。３次元床面データ２１及び３次元壁面データ２２ａ，２２ｂが２次元床面データ３１及び２次元壁面データ３２ａ，３２ｂに変換されると、２次元壁面データ３２ａ，３２ｂは、３次元床面データ２１の厚みの半分だけ、２次元床面データ３１から離間した状態となる。また、２次元床面データ３１の両端部は、３次元壁面データ２２ａ，２２ｂの厚みの半分だけ、２次元壁面データ３２ａ，３２ｂから外方にはみ出した状態となる。
【0020】
また、図４に示すように、互いに当接する３次元壁面データ２２ｃ，２２ｄ，２２ｅは、それぞれ、２次元壁面データ３２ｃ，３２ｄ，３２ｅに変換される。３次元壁面データ２２ｃ，２２ｄ，２２ｅが２次元壁面データ３２ｃ，３２ｄ，３２ｅに変換されると、２次元壁面データ３２ｄ，３２ｅは、３次元壁面データ２２ｃの厚みの半分だけ、２次元壁面データ３２ｃから離間した状態となる。また、２次元壁面データ３２ｃの両端部は、３次元壁面データ２２ｄ，２２ｅの厚みの半分だけ、２次元壁面データ３２ｄ，３２ｅから外方にはみ出した状態となる。
【0021】
２次元変換部１２は、互いに当接していた２つの３次元面材データ２０を変換した２つの２次元面材データ３０の一方を延長することによって、２つの２次元面材データ３０を当接させる。また、２次元変換部１２は、他方の２次元面材データ３０のうち、当接部位よりも外側となる領域を省略する。
【0022】
例えば、図３の例では、２次元変換部１２は、図５に示すように、２次元壁面データ３２ａ，３２ｂの上端部（２次元床面データ３１側の端部）を延長し、２次元床面データ３１に当接させる。また、２次元変換部１２は、２次元床面データ３１のうち、当接した２次元壁面データ３２ａ，３２ｂよりも外方となる領域を省略する。
また、図４の例では、２次元変換部１２は、図６に示すように、２次元壁面データ３２ｄ，３２ｅの前端部（２次元壁面データ３２ｃ側の端部）を延長し、２次元壁面データ３２ｃに当接させる。また、２次元変換部１２は、２次元壁面データ３２ｃのうち、当接した２次元壁面データ３２ｄ，３２ｅよりも外方となる領域を省略する。
また、図４の例では、２次元変換部１２は、図６に示すように、２次元壁面データ３２ｄ，３２ｅの前端部（２次元壁面データ３２ｃ側の端部）を延長し、２次元壁面データ３２ｃに当接させる。また、２次元変換部１２は、２次元壁面データ３２ｃのうち、当接した２次元壁面データ３２ｄ，３２ｅよりも外方となる領域を省略する。
【0023】
本実施形態において、２次元変換部１２は、２次元面材データ３０のうち、他の２次元面材データ３０と離間している端部を、当該端部の先にある直近の通り芯２３（後記する）まで延長することによって他の２次元面材データ３０と当接させる。なお、２次元変換部１２は、２次元壁面データ３２の延長が必要であるか否かを判定する構成であってもよい。この場合には、２次元変換部１２は、２次元壁面データ３２の端部から所定長さ（後記する矩形要素の一辺の長さ）、又は、後記する隣の通り芯２３（図７参照）までの範囲に他の２次元面材データ３０が存在するか否かを判定する。そして、２次元変換部１２は、他の２次元面材データ３０が存在する場合に、２次元壁面データ３２を延長し、他の２次元面材データ３０と当接させる。また、２次元変換部１２は、他の２次元面材データ３０が存在しない場合には、２次元壁面データ３２を延長しない。
【0024】
２次元変換部１２は、同一方向に沿って設けられる複数の２次元面材データ３０（２次元壁面データ３２）の位置を、通り芯２３（２３ａ～２３ｅ）に合わせる。ここで、通り芯２３は、各階に対して、平面視で互いに直交する方向に設けられる複数の基準位置（軸線）である。かかる処理は、前記した２次元面材３０の延長及び部分的省略の前に実行されてもよく、後に実行されてもよい。
図７に示す例において、同一方向に沿って設けられる３次元壁面データ２２ｆ，２２ｇは、厚みが異なっている。そのため、２次元変換部１２が厚みの中央に２次元壁面データ３２ｆ，３２ｇを設定した場合には、これらの位置がずれてしまう。この場合には、２次元変換部１２は、３次元壁面データ２２ｆ，２２ｇに対して設定された通り芯２３ａの位置に、２次元壁面データ３２ｆ，３２ｇを設定する。また、同一方向に沿って設けられる３次元壁面データ２２ｈ，２２ｉは、同じ厚みを有するものの、厚み方向に若干ずれている。この場合にも、２次元変換部１２は、３次元壁面データ２２ｈ，２２ｉに対して設定された通り芯２３ｂの位置に、２次元壁面データ３２ｈ，３２ｉを設定する。
図７に示す例において、同一方向に沿って設けられる３次元壁面データ２２ｆ，２２ｇは、厚みが異なっている。そのため、２次元変換部１２が厚みの中央に２次元壁面データ３２ｆ，３２ｇを設定した場合には、これらの位置がずれてしまう。この場合には、２次元変換部１２は、３次元壁面データ２２ｆ，２２ｇに対して設定された通り芯２３ａの位置に、２次元壁面データ３２ｆ，３２ｇを設定する。また、同一方向に沿って設けられる３次元壁面データ２２ｈ，２２ｉは、同じ厚みを有するものの、厚み方向に若干ずれている。この場合にも、２次元変換部１２は、３次元壁面データ２２ｈ，２２ｉに対して設定された通り芯２３ｂの位置に、２次元壁面データ３２ｈ，３２ｉを設定する。
【0025】
≪開口処理部≫
図１に示すように、開口処理部１３は、記憶部１１に記憶されたデータ及び／又は２次元変換部１２から出力されたデータに基づいて、３次元面材データ２０（３次元壁面データ２２）に設定された開口２４を、構造計算的に等価な矩形開口３４に変換し、変換結果を含む２次元面材データ３０を記憶部１１に記憶させたり重量設定部１４へ出力したりする。詳細には、開口処理部１３は、２次元面材データ３０（２次元壁面データ３２）に対して、開口２４に外接する矩形開口３４を設定する。
図１に示すように、開口処理部１３は、記憶部１１に記憶されたデータ及び／又は２次元変換部１２から出力されたデータに基づいて、３次元面材データ２０（３次元壁面データ２２）に設定された開口２４を、構造計算的に等価な矩形開口３４に変換し、変換結果を含む２次元面材データ３０を記憶部１１に記憶させたり重量設定部１４へ出力したりする。詳細には、開口処理部１３は、２次元面材データ３０（２次元壁面データ３２）に対して、開口２４に外接する矩形開口３４を設定する。
【0026】
（矩形開口への変換処理）
例えば、図８（ａ）に示すように、直径Ｒの円形状を呈する開口２４ａは、当該開口２４ａに外接する１辺の長さがＲの正方形状の矩形開口３４ａに変換される。また、図８（ｂ）に示すように、横方向寸法Ｂ、高さ方向寸法ｈのＬ字形状の開口２４ｂは、当該開口２４ｂに外接する１辺の長さがそれぞれＢ，ｈの長方形状の矩形開口３４ｂに変換される。
なお、開口２４を構造計算的に等価な矩形開口に変換する手法として、開口処理部１３は、円形状、Ｌ字形状等を呈する開口２４を、当該開口２４と同一面積の矩形開口に変換する構成であってもよい。この場合には、開口処理部１３は、変換後の矩形（正方形）開口の重心位置を、変換前の開口２４の重心位置と一致させる構成であってもよい。
例えば、図８（ａ）に示すように、直径Ｒの円形状を呈する開口２４ａは、当該開口２４ａに外接する１辺の長さがＲの正方形状の矩形開口３４ａに変換される。また、図８（ｂ）に示すように、横方向寸法Ｂ、高さ方向寸法ｈのＬ字形状の開口２４ｂは、当該開口２４ｂに外接する１辺の長さがそれぞれＢ，ｈの長方形状の矩形開口３４ｂに変換される。
なお、開口２４を構造計算的に等価な矩形開口に変換する手法として、開口処理部１３は、円形状、Ｌ字形状等を呈する開口２４を、当該開口２４と同一面積の矩形開口に変換する構成であってもよい。この場合には、開口処理部１３は、変換後の矩形（正方形）開口の重心位置を、変換前の開口２４の重心位置と一致させる構成であってもよい。
【0027】
（２つの開口（矩形開口）の包絡処理）
また、開口処理部１３は、２つの矩形開口３４の距離（上下方向又は左右方向の距離）が所定距離以下である場合に、２つの矩形開口３４を包絡した１つの矩形開口３４に変換する。詳細には、開口処理部１３は、２次元面材データ３０（２次元壁面データ３２）に対して、２つの矩形開口３４，３４に外接する１つの矩形開口３４を設定する。図９に示す例において、矩形開口３４ｃ，３４ｄの間の距離α１は、所定距離以下である。開口処理部１３は、所定距離以下に設けられている矩形開口３４ｃ，３４ｄを、当該矩形開口３４ｃ，２４ｄに外接する１つの矩形開口３４ｆに変換する（図９（ａ）→（ｂ））。ここで、矩形開口３４ｅ，２４ｆの間の距離α２は、所定距離以下である。続いて、開口処理部１３は、所定距離以下に設けられている矩形開口３４ｅ，３４ｆを、矩形開口３４ｅ，３４ｆに外接する１つの矩形開口３４ｇに変換する（図９（ｂ）→（ｃ））。開口処理部１３は、２つの開口２４を包絡しつつ矩形開口３４へ変換することによって、包絡処理及び矩形開口３４への変換処理を同時に実行することもできる。
また、開口処理部１３は、２つの矩形開口３４の距離（上下方向又は左右方向の距離）が所定距離以下である場合に、２つの矩形開口３４を包絡した１つの矩形開口３４に変換する。詳細には、開口処理部１３は、２次元面材データ３０（２次元壁面データ３２）に対して、２つの矩形開口３４，３４に外接する１つの矩形開口３４を設定する。図９に示す例において、矩形開口３４ｃ，３４ｄの間の距離α１は、所定距離以下である。開口処理部１３は、所定距離以下に設けられている矩形開口３４ｃ，３４ｄを、当該矩形開口３４ｃ，２４ｄに外接する１つの矩形開口３４ｆに変換する（図９（ａ）→（ｂ））。ここで、矩形開口３４ｅ，２４ｆの間の距離α２は、所定距離以下である。続いて、開口処理部１３は、所定距離以下に設けられている矩形開口３４ｅ，３４ｆを、矩形開口３４ｅ，３４ｆに外接する１つの矩形開口３４ｇに変換する（図９（ｂ）→（ｃ））。開口処理部１３は、２つの開口２４を包絡しつつ矩形開口３４へ変換することによって、包絡処理及び矩形開口３４への変換処理を同時に実行することもできる。
【0028】
（矩形開口の移動）
また、開口処理部１３は、矩形開口３４を、開口面積が等価となる位置に移動させる。図１０（ａ）に示すように、開口処理部１３は、２次元面材データ３０（２次元壁面データ３２）を、メッシュ状（格子状）に分割する。ここで、開口処理部１３は、２次元面材データ３０に設けられた矩形開口３４を考慮せず（無視して）、メッシュ状の矩形要素を設定する。続いて、図１０（ｂ）に示すように、開口処理部１３は、矩形開口３４を予め設定された（又は、操作部２の操作結果に応じた）分割数、又は、矩形要素の大きさ（形状）に応じて設定された矩形開口３４用のメッシュ（開口用矩形要素）の大きさ（形状）に基づいて、メッシュ状に分割する。続いて、図１０（ｃ）に示すように、開口処理部１３は、メッシュ状に分割された矩形開口３４の矩形要素（開口用矩形要素）それぞれの重心位置ｇを算出する。続いて、図１０（ｄ）に示すように、開口処理部１３は、算出された重心位置ｇが含まれる２次元面材データ３０の要素を特定する。続いて、図１０（ｅ）に示すように、開口処理部１３は、重心位置ｇが含まれる２次元面材データ３０の要素の集合を、移動先の矩形開口３４として設定する。
矩形要素の大きさ、及び、開口用矩形要素の大きさは、ユーザによる操作部２の操作結果に基づいて適宜設定可能である。例えば、２次元面材データ３０に設定される矩形要素の大きさは、例えば２ｍ×２ｍ前後に設定可能である。かかる矩形要素の大きさは、通り芯の２３の間隔によって変わる。また、矩形開口３４を分割する際の１メッシュ（開口用矩形要素）の大きさは、例えば１ｍ×１ｍ以下、すなわち、矩形要素の１／４以下に設定可能である。
また、開口処理部１３は、矩形開口３４を、開口面積が等価となる位置に移動させる。図１０（ａ）に示すように、開口処理部１３は、２次元面材データ３０（２次元壁面データ３２）を、メッシュ状（格子状）に分割する。ここで、開口処理部１３は、２次元面材データ３０に設けられた矩形開口３４を考慮せず（無視して）、メッシュ状の矩形要素を設定する。続いて、図１０（ｂ）に示すように、開口処理部１３は、矩形開口３４を予め設定された（又は、操作部２の操作結果に応じた）分割数、又は、矩形要素の大きさ（形状）に応じて設定された矩形開口３４用のメッシュ（開口用矩形要素）の大きさ（形状）に基づいて、メッシュ状に分割する。続いて、図１０（ｃ）に示すように、開口処理部１３は、メッシュ状に分割された矩形開口３４の矩形要素（開口用矩形要素）それぞれの重心位置ｇを算出する。続いて、図１０（ｄ）に示すように、開口処理部１３は、算出された重心位置ｇが含まれる２次元面材データ３０の要素を特定する。続いて、図１０（ｅ）に示すように、開口処理部１３は、重心位置ｇが含まれる２次元面材データ３０の要素の集合を、移動先の矩形開口３４として設定する。
矩形要素の大きさ、及び、開口用矩形要素の大きさは、ユーザによる操作部２の操作結果に基づいて適宜設定可能である。例えば、２次元面材データ３０に設定される矩形要素の大きさは、例えば２ｍ×２ｍ前後に設定可能である。かかる矩形要素の大きさは、通り芯の２３の間隔によって変わる。また、矩形開口３４を分割する際の１メッシュ（開口用矩形要素）の大きさは、例えば１ｍ×１ｍ以下、すなわち、矩形要素の１／４以下に設定可能である。
【0029】
（矩形開口の省略）
また、開口処理部１３は、包絡処理が実行された後の矩形開口３４が等価な２次元面材データ３０の要素（領域）が無い場合には、矩形開口３４を省略する。ここで、開口処理部１３は、矩形開口３４の面積が２次元面材データ３０のメッシュ状に分割された矩形要素の面積の所定割合以下である場合に、等価な領域が無いと判定する。この場合、開口処理部１３は、省略された矩形開口３４の面積に基づいて、当該矩形開口３４が設けられていた２次元面材データ３０の剛性を調整する（低下させる）。なお、矩形開口３４の省略は、矩形開口３４の大きさが例えば１ｍ×１ｍ以下、すなわち、２次元面材データ３０に設定される矩形要素の１／４以下である場合に実行可能である。
また、開口処理部１３は、包絡処理が実行された後の矩形開口３４が等価な２次元面材データ３０の要素（領域）が無い場合には、矩形開口３４を省略する。ここで、開口処理部１３は、矩形開口３４の面積が２次元面材データ３０のメッシュ状に分割された矩形要素の面積の所定割合以下である場合に、等価な領域が無いと判定する。この場合、開口処理部１３は、省略された矩形開口３４の面積に基づいて、当該矩形開口３４が設けられていた２次元面材データ３０の剛性を調整する（低下させる）。なお、矩形開口３４の省略は、矩形開口３４の大きさが例えば１ｍ×１ｍ以下、すなわち、２次元面材データ３０に設定される矩形要素の１／４以下である場合に実行可能である。
【0030】
≪重量設定部≫
重量設定部１４は、記憶部１１に記憶されたデータ及び／又は２次元変換部１２から出力されたデータに基づいて、２次元面材データ３０（２次元床面データ３１）に機器の重量を設定する。本実施形態において、重量設定部１４は、記憶部１１に記憶された機器データ（及び、当該機器データとは別に設けられた機器荷重リスト）に基づいて、機器データ及び機器荷重リストを同じ機器ＩＤで参照することによって同じ機器ＩＤの位置、重量等を読み出し、２次元面材データ３０（２次元床面データ３１）に機器の重量を設定する。図１１に示すように、重量設定部１４は、２次元面材データ３０（２次元床面データ３１）にメッシュ（格子状に分割された矩形要素）を設定する。続いて、重量設定部１４は、機器データ４０（機器モデルの位置及び形状）に基づいて、当該機器データ４０が載置された部位の下に位置するメッシュの節点を特定し、特定された節点に、機器データ（機器荷重リスト）４０の重量を均等に配分して設定する。例えば、機器データ４０ａの重量は、当該機器データ（機器モデル）４０ａと重なる４つの節点Ｐ１～Ｐ４に対して、４等分して設定される。また、節点と重ならない機器データ（機器モデル）４０ｂの重量は、機器データ４０ｂの位置の重心から最も近い節点Ｐ５に設定される。
重量設定部１４は、記憶部１１に記憶されたデータ及び／又は２次元変換部１２から出力されたデータに基づいて、２次元面材データ３０（２次元床面データ３１）に機器の重量を設定する。本実施形態において、重量設定部１４は、記憶部１１に記憶された機器データ（及び、当該機器データとは別に設けられた機器荷重リスト）に基づいて、機器データ及び機器荷重リストを同じ機器ＩＤで参照することによって同じ機器ＩＤの位置、重量等を読み出し、２次元面材データ３０（２次元床面データ３１）に機器の重量を設定する。図１１に示すように、重量設定部１４は、２次元面材データ３０（２次元床面データ３１）にメッシュ（格子状に分割された矩形要素）を設定する。続いて、重量設定部１４は、機器データ４０（機器モデルの位置及び形状）に基づいて、当該機器データ４０が載置された部位の下に位置するメッシュの節点を特定し、特定された節点に、機器データ（機器荷重リスト）４０の重量を均等に配分して設定する。例えば、機器データ４０ａの重量は、当該機器データ（機器モデル）４０ａと重なる４つの節点Ｐ１～Ｐ４に対して、４等分して設定される。また、節点と重ならない機器データ（機器モデル）４０ｂの重量は、機器データ４０ｂの位置の重心から最も近い節点Ｐ５に設定される。
【0031】
＜動作例＞
続いて、本発明の実施形態に係る構造躯体データ変換装置１の動作例について、図１２のフローチャートを参照して説明する。まず、制御部１０は、操作部２の操作結果等に基づいて、構造躯体データを記憶部１１に記憶させる（ステップＳ１）。続いて、２次元変換部１２は、記憶部１１に記憶された３次元面材データ２０を抽出し（読み出し）（ステップＳ２）、抽出された３次元面材データ２０を２次元面材データ３０に変換する（ステップＳ３）。続いて、２次元変換部１２は、記憶部１１に記憶された通り芯２３に関するデータを抽出し（読み出し）、抽出された通り芯２３を２次元面材データ３０によって構成される構造躯体データに設定する（ステップＳ４）。ステップＳ４において、２次元変換部１２は、操作部２の操作結果に基づいて、通り芯２３を設定することも可能である。続いて、２次元変換部１２は、通り芯２３に合わせて２次元面材データ３０を移動させる（ステップＳ５）。続いて、２次元変換部１２は、２次元面材データ３０（２次元壁面データ３２）を延長し、これと交差する方向に延設される２次元面材データ３０（２次元床面データ３１又は２次元壁面データ３２）と当接させる（ステップＳ６）。また、２次元変換部１２は、２次元面材データ３０のうち、かかる当接によって不要となる部位を省略する（ステップＳ７）。
続いて、本発明の実施形態に係る構造躯体データ変換装置１の動作例について、図１２のフローチャートを参照して説明する。まず、制御部１０は、操作部２の操作結果等に基づいて、構造躯体データを記憶部１１に記憶させる（ステップＳ１）。続いて、２次元変換部１２は、記憶部１１に記憶された３次元面材データ２０を抽出し（読み出し）（ステップＳ２）、抽出された３次元面材データ２０を２次元面材データ３０に変換する（ステップＳ３）。続いて、２次元変換部１２は、記憶部１１に記憶された通り芯２３に関するデータを抽出し（読み出し）、抽出された通り芯２３を２次元面材データ３０によって構成される構造躯体データに設定する（ステップＳ４）。ステップＳ４において、２次元変換部１２は、操作部２の操作結果に基づいて、通り芯２３を設定することも可能である。続いて、２次元変換部１２は、通り芯２３に合わせて２次元面材データ３０を移動させる（ステップＳ５）。続いて、２次元変換部１２は、２次元面材データ３０（２次元壁面データ３２）を延長し、これと交差する方向に延設される２次元面材データ３０（２次元床面データ３１又は２次元壁面データ３２）と当接させる（ステップＳ６）。また、２次元変換部１２は、２次元面材データ３０のうち、かかる当接によって不要となる部位を省略する（ステップＳ７）。
【0032】
続いて、開口処理部１３は、３次元面材データ２０に含まれる開口２４を矩形開口３４に変換し、２次元面材データ３０に設定する（ステップＳ８）。ここで、開口処理部１３は、近接する２つの矩形開口３４を包絡して１つの矩形開口３４に変換する（ステップＳ９）。続いて、開口処理部１３は、記憶部１１に記憶された３次元面材データ２０に対応する剛性を抽出し、対応する２次元面材データ３０に設定する。また、開口処理部１３は、小さい矩形開口３４を省略するとともに、省略された矩形開口３４に応じて、２次元面材データ３０の剛性を調整する（ステップＳ９）。
【0033】
続いて、開口処理部１３及び重量設定部１４は、２次元面材データ３０をメッシュ状に分割する（ステップＳ１０）。続いて、開口処理部１３は、矩形開口３４を２次元面材データ３０（２次元壁面データ３２）におけるメッシュ状の矩形要素に合わせて移動させ、移動先に矩形開口３４を設定する（移動先の矩形要素を削除する）（ステップＳ１１）。また、重量設定部１４は、機器データ４０が設けられた２次元面材データ３０（２次元床面データ３１）におけるメッシュ状の矩形要素の節点を抽出する（ステップＳ１２）。続いて、重量設定部１４は、抽出された節点に機器データ４０の重量を配分して設定する（ステップＳ１３）。ここで、ステップＳ１１と、ステップＳ１２，Ｓ１３とは、順番を入れ替えてもよく、同時に実行されてもよい。
なお、開口２４の近辺に機器が設置されているケースにおいて、ステップＳ１３をステップＳ１２よりも先に実行する場合には、矩形開口３４の移動によって機器が設定された節点が削除される可能性がある。そのため、本フローは、ステップＳ１２をステップＳ１３よりも先に実行することが望ましい。
なお、開口２４の近辺に機器が設置されているケースにおいて、ステップＳ１３をステップＳ１２よりも先に実行する場合には、矩形開口３４の移動によって機器が設定された節点が削除される可能性がある。そのため、本フローは、ステップＳ１２をステップＳ１３よりも先に実行することが望ましい。
【0034】
本発明の実施形態に係る構造躯体データ変換装置１は、構造躯体を構成する複数の３次元面材データ２０を記憶可能な記憶部１１と、前記記憶部１１に記憶された前記３次元面材データ２０を２次元面材データ３０に変換するとともに、前記３次元面材データの厚み寸法を読み取る２次元変換部１２と、を備える。
したがって、構造躯体データ変換装置１は、設計時に作成された構造躯体に関するデータ（３Ｄ－ＣＡＤデータ等）を用いて、ソリッド要素（３次元面材要素）ではなくシェル要素（２次元面材要素）によって構成されており、解析に好適な３次元有限要素モデルを生成することができる。
したがって、構造躯体データ変換装置１は、設計時に作成された構造躯体に関するデータ（３Ｄ－ＣＡＤデータ等）を用いて、ソリッド要素（３次元面材要素）ではなくシェル要素（２次元面材要素）によって構成されており、解析に好適な３次元有限要素モデルを生成することができる。
【0035】
前記２次元変換部１２は、互いに当接していた２つの前記３次元面材データ２０を変換した２つの前記２次元面材データ３０の一方を延長することによって、当該２つの前記２次元面材データ３０を当接させるとともに、他方の前記２次元面材データ３０のうち、当接部位よりも外側となる領域を省略する。
したがって、構造躯体データ変換装置１は、厚みが省略された２次元面材データ３０を好適に組み直し、解析に好適な３次元有限要素モデルを生成することができる。
また、前記２次元変換部１２は、前記２次元面材データ３０を、前記３次元面材データ２０の厚み方向の所定位置に設定するとともに、同一方向に沿って設けられる複数の前記２次元面材データ３０の位置を、通り芯２３に合わせる。
したがって、構造躯体データ変換装置１は、厚みが異なる３次元面材データ２０が存在する場合等においても、解析に好適な３次元有限要素モデルを生成することができる。
また、前記２次元変換部１２は、前記３次元面材データ２０における６つの面のうち、１番目に大きい面と２番目に大きい面との配列方向を厚み方向とする。
したがって、構造躯体データ変換装置１は、３次元面材データ２０の厚み方向を好適に認識し、当該認識結果に基づいて、３次元面材データ２０を２次元面材データ３０に好適に変換することができる。
したがって、構造躯体データ変換装置１は、厚みが省略された２次元面材データ３０を好適に組み直し、解析に好適な３次元有限要素モデルを生成することができる。
また、前記２次元変換部１２は、前記２次元面材データ３０を、前記３次元面材データ２０の厚み方向の所定位置に設定するとともに、同一方向に沿って設けられる複数の前記２次元面材データ３０の位置を、通り芯２３に合わせる。
したがって、構造躯体データ変換装置１は、厚みが異なる３次元面材データ２０が存在する場合等においても、解析に好適な３次元有限要素モデルを生成することができる。
また、前記２次元変換部１２は、前記３次元面材データ２０における６つの面のうち、１番目に大きい面と２番目に大きい面との配列方向を厚み方向とする。
したがって、構造躯体データ変換装置１は、３次元面材データ２０の厚み方向を好適に認識し、当該認識結果に基づいて、３次元面材データ２０を２次元面材データ３０に好適に変換することができる。
【0036】
前記３次元面材データ２０には、開口（例えば、円形状、多角形状等の多種の開口）２４が設定されており、構造躯体データ変換装置１は、前記２次元面材データ３０において、前記開口２４を等価な矩形開口３４に変換する開口処理部１３を備える。
したがって、構造躯体データ変換装置１は、開口形状を簡素化することによって、解析時間を短縮するとともに不整形なメッシュが生じることによる解析精度の低下を防止することができる。
また、前記開口処理部１３は、所定距離以下に設けられた２つの前記開口２４を、これらを包絡する１つの前記矩形開口３４に変換する。
したがって、構造躯体データ変換装置１は、開口数を低減することによって、３次元有限要素モデル作成時間及び解析時間を短縮することができる。
また、前記開口処理部１３は、前記２次元面材データ３０を複数の領域に分割し、前記矩形開口３４を等価な１以上の前記領域に移動させる。
したがって、構造躯体データ変換装置１は、２次元面材データ３０の要素分割の複雑化を防止することによって、解析時間を短縮するとともに解析精度を向上することができる。
したがって、構造躯体データ変換装置１は、開口形状を簡素化することによって、解析時間を短縮するとともに不整形なメッシュが生じることによる解析精度の低下を防止することができる。
また、前記開口処理部１３は、所定距離以下に設けられた２つの前記開口２４を、これらを包絡する１つの前記矩形開口３４に変換する。
したがって、構造躯体データ変換装置１は、開口数を低減することによって、３次元有限要素モデル作成時間及び解析時間を短縮することができる。
また、前記開口処理部１３は、前記２次元面材データ３０を複数の領域に分割し、前記矩形開口３４を等価な１以上の前記領域に移動させる。
したがって、構造躯体データ変換装置１は、２次元面材データ３０の要素分割の複雑化を防止することによって、解析時間を短縮するとともに解析精度を向上することができる。
【0037】
前記３次元面材データ２０には、剛性が設定されており、前記開口処理部１３は、前記矩形開口３４と等価な前記領域が無い場合（例えば、矩形開口３４が前記領域の所定割合よりも小さい場合）に、当該矩形開口３４を省略するとともに、当該矩形開口３４に基づいて前記剛性を調整する。
したがって、構造躯体データ変換装置１は、２次元面材データ３０における分割された領域を小さくし過ぎることなく、小さい矩形開口３４による剛性低下を考慮した解析を可能とする。
したがって、構造躯体データ変換装置１は、２次元面材データ３０における分割された領域を小さくし過ぎることなく、小さい矩形開口３４による剛性低下を考慮した解析を可能とする。
【0038】
前記記憶部１１には、前記構造躯体内に設けられる機器の位置及び重量に関する機器データ４０が記憶されており、構造躯体データ変換装置１は、前記機器データ４０に基づいて、前記２次元面材データ３０に前記機器の重量を設定する重量設定部１４を備える。
したがって、構造躯体データ変換装置１は、機器荷重の設定を正確かつ短時間で実行することができる。
なお、機器データにおける重量（荷重）は、構造躯体を構成する複数の３次元面材データ２０とは別のリスト（機器のＩＤ及び荷重が関連付けられた機器荷重リスト）として設けられてもよい。また、構造躯体を構成する複数の３次元面材データ２０及び機器の位置に関するデータと、機器荷重リストとは、それぞれ別の記憶部１１に記憶されていてもよい。
したがって、構造躯体データ変換装置１は、機器荷重の設定を正確かつ短時間で実行することができる。
なお、機器データにおける重量（荷重）は、構造躯体を構成する複数の３次元面材データ２０とは別のリスト（機器のＩＤ及び荷重が関連付けられた機器荷重リスト）として設けられてもよい。また、構造躯体を構成する複数の３次元面材データ２０及び機器の位置に関するデータと、機器荷重リストとは、それぞれ別の記憶部１１に記憶されていてもよい。
【0039】
以上、本発明の実施形態について説明したが、本発明は前記実施形態に限定されず、本発明の要旨を逸脱しない範囲で適宜変更可能である。例えば、本発明は、３次元面材によって構成される原子力発電施設以外の構造躯体の解析に対して適用可能である。
【符号の説明】
【0040】
１ 構造躯体データ変換装置
１１ 記憶部
１２ ２次元変換部
１３ 開口処理部
１４ 重量設定部
２０ ３次元面材データ
２１ ３次元床面データ
２２ ３次元壁面データ
２３ 通り芯
２４ 開口（開口データ、開口モデル）
３０ ２次元面材データ（２次元面材モデル）
３１ ２次元床面データ（２次元床面モデル）
３２ ２次元壁面データ（２次元壁面モデル）
３４ 矩形開口（矩形開口、矩形開口モデル）
４０ 機器データ（機器モデル）
１１ 記憶部
１２ ２次元変換部
１３ 開口処理部
１４ 重量設定部
２０ ３次元面材データ
２１ ３次元床面データ
２２ ３次元壁面データ
２３ 通り芯
２４ 開口（開口データ、開口モデル）
３０ ２次元面材データ（２次元面材モデル）
３１ ２次元床面データ（２次元床面モデル）
３２ ２次元壁面データ（２次元壁面モデル）
３４ 矩形開口（矩形開口、矩形開口モデル）
４０ 機器データ（機器モデル）
【図1】
【図2】
【図3】
【図4】
【図5】
【図6】
【図7】
【図8】
【図9】
【図10】
【図11】
【図12】