建物情報処理システムおよび建物情報処理方法
【課題】型枠支保工における各部材の選択と構造計算を簡易に行える構成とした、建物情報処理システムおよび建物情報処理方法の実現を図る。
【解決手段】Ｓ１で計算対象部位決定処理のプログラムを開始し、Ｓ２で荷重条件の算定を行う。この際に、建物情報モデルからスラブ厚、スラブ寸法、コンクリート種類等の情報を取得する。また、施工計画モデルから積載荷重、衝撃荷重等の情報を取得する。Ｓ３で型枠使用部材（せき板、根太、大引、支柱）の選択を行う。この処理では、各部位（せき板、根太、大引、支柱）に使用する材料を様々に組合わせる。Ｓ４で支保工間隔の算定を行い、Ｓ５で型枠支保工コストの算出（材料コスト、労務コスト）を行う。Ｓ６で他条件との比較の有無を判定し、判定結果がＮであれば、Ｓ３〜Ｓ５の結果を最適結果としてＳ７で出力する。
【解決手段】Ｓ１で計算対象部位決定処理のプログラムを開始し、Ｓ２で荷重条件の算定を行う。この際に、建物情報モデルからスラブ厚、スラブ寸法、コンクリート種類等の情報を取得する。また、施工計画モデルから積載荷重、衝撃荷重等の情報を取得する。Ｓ３で型枠使用部材（せき板、根太、大引、支柱）の選択を行う。この処理では、各部位（せき板、根太、大引、支柱）に使用する材料を様々に組合わせる。Ｓ４で支保工間隔の算定を行い、Ｓ５で型枠支保工コストの算出（材料コスト、労務コスト）を行う。Ｓ６で他条件との比較の有無を判定し、判定結果がＮであれば、Ｓ３〜Ｓ５の結果を最適結果としてＳ７で出力する。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、建物の型枠支保工における各部材の選択と構造計算を合理的に行える構成とした、建物情報処理システムおよび建物情報処理方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
ＲＣ造の型枠支保工は、構造計算により安全性を確認する必要がある。各種の支保工計算システムが実用化されているが、例えば特許文献１には、型枠支保工計画図を自動的に形成する方法が開示されている。
【０００３】
【特許文献１】特開平７−２６２２５６
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
特許文献１に記載されたような従来の型枠支保工の構造計算は、荷重条件（躯体寸法、コンクリート種類、施工時積載荷重など）を設計者などが自ら入力する必要がある。また、型枠支保工の仕様（使用材料、配置間隔）を設計者などが自ら設定する必要があるので、処理が煩雑になり時間もかかるという問題があった。さらに、当該計算システムは上記設定条件による合否判定しか行なわないので、合理的な計画を行う際には、型枠支保工の材料や間隔を様々に変更し、変更された条件それぞれについて計算しなければならない、という問題があった。
【０００５】
本発明は、上記課題を解決するものであって、型枠支保工における各部材の選択と構造計算を合理的に行える建物情報処理システムおよび建物情報処理方法の提供を目的とするものである。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
このような目的を達成するために、本発明の建物情報処理システムは、
建物情報モデルの処理手段と、
前記建物の施工計画情報モデルの処理手段と、
型枠支保工検討処理手段と、を備え、
前記型枠支保工検討処理手段は、
前記建物情報モデルの処理手段から取得される当該型枠支保工構成部材の構造情報、および前記施工計画情報モデルの処理手段から取得される当該型枠支保工構成部材に加えられる荷重情報を組み合わせ、
前記各組み合わせについて構造上安全な型枠支保工の間隔を算定し、
前記間隔が算定された各型枠支保工のコストを算出し、その中で最も経済的な選定条件を満たす最適な前記型枠支保工の組み合わせ検討結果を出力することを特徴とする。
【０００７】
また、本発明の建物情報処理システムは、前記型枠支保工検討処理手段の検討結果として、前記型枠支保工の各部材の配置図を出力する出力手段を設けたことを特徴とする。
【０００８】
また、本発明の建物情報処理システムは、前記型枠支保工の構成部材は、せき板、根太、大引を含み、これらの各部材の前記構造上安全な間隔を算定することを特徴とする。
【０００９】
また、本発明の建物情報処理システムは、前記型枠支保工のコストは、材料コスト、および労務コストを含むことを特徴とする。
【００１０】
本発明の建物情報処理方法は、
型枠支保工の計算対象区域を決定する段階と、
建物情報モデルから当該型枠支保工構成部材の構造情報を取得する段階と、
前記建物の施工計画情報モデルから当該型枠支保工構成部材に加えられる荷重情報を取得する段階と、
前記構造情報と荷重情報を組み合わせ、各組み合わせについて構造上安全な型枠支保工の間隔を算定する段階と、
前記間隔が算定された各型枠支保工のコストを算出し、その中で最も経済的な選定条件を満たす最適な前記型枠支保工の組み合わせ検討結果を出力する段階と、
からなることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１１】
本発明によれば、対象区域における合理的な型枠支保工計画が得られ、型枠支保工計画作成に要する時間が短縮される。さらに、材料コストや労務コストなどの型枠支保工コストを自動的に演算し、最も経済的な型枠支保工を選定することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１２】
本発明の型枠支保工計算においては、建物構成部材の形状、寸法などの情報をデジタル値で処理している。このようなデジタル処理の例を図１８〜図２０により説明する。図１８は、図１７で説明する記憶手段１４の建物情報記憶部Ａに記憶される建物情報の例を示す説明図である。図１８（ａ）はツリー状に設定されたフォルダ構成を示している。「建物」のフォルダの下位に、「床」、「梁」、「柱」の各フォルダが設定されている。「床」、「梁」、「柱」の各フォルダの下位には、「オブジェクト基本データ」、「位置データ」、「形状データ」、「材料データ」、「接合データ」、「工程データ」の各フォルダが設定されている。なお、図１８は、建物情報モデルの内部データの例を示すものである。
【００１３】
図１８（ｂ）は、図１８（ａ）の「オブジェクト基本データ」、「位置データ」、「形状データ」、「材料データ」、「接合データ」、「工程データ」の各フォルダに格納されるデータの例を示す説明図である。これらのデータは、（ｒ）欄の各項目に対応して（ｓ）欄に具体的な特性が設定されている。この例では、オブジェクト基本データとして、構造体名は床スラブ、オブジェクトＩＤはＩＤ、構造形式は在来ＲＣが設定されている。位置データとして、部材座標系はＸ、Ｙ、Ｚの３次元ベクトルで設定されている。
【００１４】
部材１の材料データとして、材料種類は普通コンクリート、設計基準強度Ｆｃ
（Ｎ／ｍｍ2）、単位体積重量ρ（Ｎ／ｍｍ3）が入力される。位置データとして、部材１の中心位置Ｘ０１、Ｙ０１、Ｚ０１（ｍｍ）が設定されている。部材１の形状データとして、寸法１がＸｅ、Ｙｅ、Ｚｅの３次元ベクトルで設定されている。工程データとして、部材１の作業日の材令（日）が設定されている。
【００１５】
部材２についても、部材１と同様に材料データ、位置データが設定される。部材２の形状データは、寸法１〜寸法１２が入力される。例えば、寸法１の欄には、上端筋の径、上端筋のピッチが入力される。接合データの「定着方法」について、例えば定着１では、一端の上端筋が他端の上端筋の上部に載置された状態で接合されるかどうかが設定されている。
【００１６】
図１９は、デジタル情報で記述される建物情報の例を示す説明図である。この例では、図２０に示されているようなＳ１〜Ｓ３５の３５区画に区分されている床スラブを対象としている。図２０は、床に重機が乗り入れた際の建物部材の強度を計算するための図である。図１９の（ｃ）欄の構造体名には「床スラブ」が設定されている。（ｄ）欄のオブジェクトＩＤには適宜のＩＤを設定されている。（ｅ）欄の構造形式には「在来ＲＣ」が設定されている。（ｆ）〜（ｎ）には、部材座標Ｘ１〜Ｘ３、Ｙ１〜Ｙ３、Ｚ１〜Ｚ３をデジタル値で設定されている。（ｆ）〜（ｎ）欄の０、１は例示である。
【００１７】
例えば、図１８に示されている部材１がコンクリート、部材２が鉄筋の場合には、部材１の中心座標（Ｘ１、Ｙ１、Ｚ１）は、（１，１，１）となり、部材２の中心座標（Ｘ２、Ｙ２、Ｚ２）は、（１，１，０）となる。また、部材３が使用されていない場合には、中心座標（Ｘ３、Ｙ３、Ｚ３）は、（０，０，０）である。
【００１８】
図１９には、建物情報の一部である位置データのみがデジタル値で示されているが、以下、図１８（ｂ）で説明したような材料データ、形状データ、工程データなども（ｎ）欄に続いてデジタル値で記述される。ここでは、電子データの形式の一例としてデジタル値を用いたが、コンピュータがデータを認識し、プログラム実行時にデータのやり取りができる形式であれば、この表のようなデジタル値にこだわるものではない。すなわち、本発明の実施形態においては、建物情報をすべてデジタル値で記述するものである。本発明は、型枠支保工を対象とするので、図１８（ａ）の建物情報として、後述するように型枠支保工の部材である「せき板」、「根太」、「大引」、「支柱」などが記載される。
【００１９】
図１は、本発明の実施形態における、型枠支保工の計算処理手順を示すフローチャートである。図１において、Ｓ１で計算対象部位（区域）決定処理のプログラムを開始する。ここで、計算対象部位（区域）とは、処理の対象となる建物の特定のフロア、そのフロアの特定エリアなどに相当する。次に、Ｓ２で荷重条件の算定を行う。この際に、建物情報モデルからスラブ厚、スラブ寸法、コンクリート種類等の情報を取得する。また、施工計画モデルから積載荷重、衝撃荷重等の載置荷重の情報を取得する。Ｓ３で型枠使用部材（せき板、根太、大引、支柱）の選択を行う。この処理では、各部位（せき板、根太、大引、支柱）に使用する材料の組合わせを１つ選ぶ。
【００２０】
Ｓ４で型枠支保工間隔の算定を行う。この処理は、前記Ｓ２の処理で得られた荷重条件の情報や、Ｓ３の処理で得られた型枠使用部材の構造の情報に基づいて、
構造的安全性、合理性から各部材の配置間隔を算出するものである。この処理の詳細は、後述する。Ｓ５で型枠支保工コストの算出（材料コスト、労務コスト）を行う。この処理は、部材数量を算出し、労務歩掛をデータベースから取得するものである。Ｓ６で他条件との比較の有無を判定し、判定結果がＮであれば他条件との比較を行わずにＳ５の結果を最適結果として、すなわち、最も経済的な型枠支保工のケースと判定してＳ７の処理に移行する。Ｓ３で設定した型枠支保工の組み合わせ以外に、検討していない型枠支保工の組み合わせが存在する場合、再度Ｓ３以下のループ処理を繰り返す。このような処理を繰り返すことにより、型枠支保工使用部材（せき板、根太、大引、支柱）を選択し、それぞれの型枠使用部材を組み合わせて型枠支保工間隔を算定し、各組み合わせの型枠支保工コストを算出することができる。最終的に、すべての組み合わせについて、Ｓ５までの検討が終了したらＳ６に進み、その中で最も型枠支保工コストが安いものを選定してＳ７の処理に移行する。Ｓ７の出力処理は、図１４、図１５に示すような建物情報の図面を出力するものである。判定結果がＹであればＳ３に戻り、Ｓ３以下のループ処理を繰り返す。以上の手順を辿ることにより、型枠支保工のコストを最小とするケースを自動的に演算処理することができる。なお、上記の説明では、型枠支保工のコストを最小とする場合について述べたが、Ｓ５で算出すべき内容を変更することで、型枠支保工の部材数量、型枠支保工の部材総重量、工期等、他の選定条件を最適とする型枠支保工の組み合わせを自動的に算出することができる。
【００２１】
図２は、型枠支保工間隔の算定例を示すフローチャート、図３は図２の処理の説明図である。図２の型枠支保工間隔の算定を示すフローチャートは、図１のＳ４の処理である「型枠支保工間隔の算定」の具体例を示すものである。なお、後述する図１１（ａ）には、型枠支保工の構造部材である「せき板１」、「根太２」、「大引３」、「支柱４」の配置例が記載されている。図２において、Ｓ１１で計算条件決定の処理を開始する。この処理は、型枠支保工の設計荷重Ｗ（ｎ／ｍ2）、型枠支保工材料、許容たわみを決定するものである。Ｓ１２でせき板１の最大支持間隔を算定する。この計算は、構造力学の知識から容易に算定し得るものであるが、、図３（ａ）に示されているように、根太２で支持されるせき板１に設計荷重Ｗ（ｎ／ｍ2）が加えられたとして、せき板１の許容応力度（曲げモーメント、せん断）と、せき板１の許容たわみを満足するように、根太２によるせき板１の最大支持間隔Ｔを算定するものである。
【００２２】
Ｓ１３で根太２の検討を行う。この処理は、図３（ｂ）に示されているように、大引３に支持されている根太２に設計荷重Ｗ（ｎ／ｍ2）が加えられたとして根太２の許容応力度（曲げモーメント、せん断）を満たし、根太２の許容たわみを満たす根太間隔と根太スパンＹａの条件（条件Ａ）を求める。この計算も、構造力学の知識から容易に算定しうるものである。根太スパンＹａは、大引３−３間の間隔に相当する。続いて、根太２によるせき板１の最大支持間隔Ｔ以下で条件Ａを満たす根太スパンと根太間隔を求める。この条件は、図１１（ｂ）において、直線Ｄａより左側かつ曲線Ｄｂの下側の範囲として示されている。根太スパンＹａは建物の床の幅以上にはならないため、大引の列数をＮａ、建物の床の有効幅をＷｆとすると、Ｙａ＝Ｗｆ／（Ｎａ−１）の関係が成り立っている。建物の床の有効幅とは、柱の中心間の距離から、大引等の設置作業に支障をきたさない程度内側に逃げた距離のことである。したがって、Ｎａ＝２の場合、床の幅から根太スパンＹａが決まり、この場合の最大根太間隔が図１１（ｂ）の直線Ｄａまたは曲線Ｄｂの交点として求まる。実際には、柱があるため建物の床幅いっぱいに大引を設置することができず、床の有効幅Ｗｆは建物の床の幅より少しだけ小さく設定される。このようにして、大引列数、根太スパン、根太間隔の組み合わせが求まったら、次に大引き列数を１つ増やし、同様の計算を行うということを繰り返す。なお、大引列数を増やしていくと、根太スパンと根太間隔の組み合わせがＤａとの交点として求まる、すなわち根太間隔が根太２によるせき板１の最大支持間隔Ｔとなるが、その場合、それ以上大引列数Ｎａを増やした計算は行わない。
【００２３】
Ｓ１４で大引３の検討を行う。この処理は、図３（ｃ）に示されているように、支柱４に支持されている大引３に設計荷重Ｗ（ｎ／ｍ2）が加えられたとして、大引３の許容応力度（曲げモーメント、せん断）を満たし、大引３の許容たわみを満たす大引間隔（根太スパン）と大引スパンの条件（条件Ｂ）を求める。この計算も、構造力学の知識から容易に算定し得るものである。図１３（ｂ）では、曲線Ｈａの下側の範囲として示されている。大引間隔（根太スパン）は、先ほど同様床の幅と大引列数Ｎａから決まるので、Ｎａ＝２から順に大引スパンの最大値を算出する。ここで、Ｓ１３で打ち切ったＮａを超えての計算は行わない。最後に、大引スパン（Ｖ）が最大値の時に支柱にかかる軸力が許容軸力以下であるかどうかを確認する。支柱にかかる軸力が許容軸力を下回っていた場合には、Ｓ１５で、せき板の種類、根太、大引、支柱の種類および間隔についての検討結果を出力する。図３（ｄ）はＳ１５の検討結果の出力例を示しており、型枠支保工の各部位（せき板、根太、大引、支柱）の材料について、種類やサイズなどが表形式で記載されている。
【００２４】
図４は、本発明の実施形態を示す説明図である。図４において、施工計画モデル（Ａ）は、型枠支保工計算用荷重として、（１）「自重」、（２）「積載荷重」、（３）「衝撃荷重」を設定する。（１）「自重」では、建物モデルから重量データを取得して施工対象オブジェクトＩＤを設定する（ａ）。型枠概算荷重では、初期値として40kg/ｍ2を使用し、型枠仕様決定後に精算する（ｂ）。（２）「積載荷重」では、ポンプ打設などの施工方法、土工などの作業人数、発電機などの設置される作業機械を設定する。（３）「衝撃荷重」は、「積載荷重」と同じ項目（施工方法、作業人数、作業機械）を設定する。これらの（２）「積載荷重」と（３）「衝撃荷重」は、データベースを参照して重量値を取得する（ｃ）。型枠支保工には、これらの（１）「自重」、（２）「積載荷重」、（３）「衝撃荷重」の加算値（載置荷重）が負荷される。
【００２５】
図５は、施工計画モデルデータ例を示す説明図である。図５において、横欄の項目欄には、（ａ）施工計画名、（ｂ）施工計画ＩＤ、（ｃ）施工対象オブジェクトＩＤ、（ｄ）施工日、（ｅ）施工方法、（ｆ）土工人数、（ｇ）左官人数、（ｈ）合番人数、（ｉ）60φ（ポンプ径）、（ｊ）50φ（ポンプ径）、（ｋ）40φ（ポンプ径）、（ｌ）30φ（ポンプ径）、（ｍ）発電機、（ｎ）インバーターが設定される。
【００２６】
（ａ）施工計画名に対応して、Ａ〜Ｌで「コンクリート打設計画」が設定される。Ａ〜Ｌの各「コンクリート打設計画」には、前記（ｂ）施工計画ＩＤ〜（ｎ）インバーターの各項目について、それぞれのデータが記載されている。図５の例では、（ｃ）施工対象オブジェクトＩＤの欄のみが、「srab1001001」〜「srab1001012」で異なる数値が記載されているが、他の項目はすべて同じ数値が記載されている。しかしながら、本発明の実施形態においては、（ｃ）施工対象オブジェクトＩＤ欄の番号に応じて、他の項目がそれぞれ異なる数値を設定することもできる。なお、図５においては、図面サイズの関係から、前記Ａ〜Ｌで設定される横方向の各事項の配列を、上段と下段で（イ）〜（オ）により関連付けている。
【００２７】
図６は、型枠使用材料の選択の例を示す説明図である。図６において、横欄には（ａ）部位、（ｂ）材質、（ｃ）サイズ、（ｄ）断面積、（ｅ）断面2次モーメント、（ｆ）断面係数、（ｇ）ヤング係数を設定する。また、（ａ）部位に対応させて縦欄には、型枠のＡ「せき板」、Ｂ「根太」、Ｃ「大引」、Ｄ「支柱」を設定する。例えば、（ａ）部位がＡ「せき板」においては、（ｂ）材質として、「合板Ｉ類横使い」が記載されており、（ｃ）サイズ
として、厚さが１２ｍｍ、１５ｍｍが記載されている。また、（ａ）部位がＣ「大引」においては、（ｂ）材質として、「桟木Ｉ類平使い」が記載されており、（ｃ）サイズとして、
５０×２５、５０×２７、６０×３０ｍｍが記載されている。なお、図６においては、（ｄ）断面積、（ｅ）断面2次モーメント、（ｆ）断面係数、（ｇ）ヤング係数、の数値については記載を省略している。
【００２８】
本発明の実施形態においては、図６の（ａ）部位の項目に対応させた、Ａ「せき板」、Ｂ「根太」、Ｃ「大引」、Ｄ「支柱」の各型枠支保工部位に対する（ｂ）材質、（ｃ）サイズ、（ｄ）断面積などのパラメータを適宜選択して組み合わせている。図７は、図６の前記選択されたパラメータの組み合わせ例を示す説明図である。図７において、（ａ）〜（ｈ）は、前記各型枠支保工部位の組み合わせ例を示しており、横欄には、（ｘ）部位、（ｙ）材料、（ｚ）サイズ、（ｗ）間隔を設定している。
【００２９】
例えば、（ａ）の組み合わせでは、「せき板」は「合板Ｉ類横使い」で厚さが「１２ｍｍ」、「根太」は「単管ＳＴＫ４００」を使用し、径×厚さは、「４８．６×２．３ｍｍ」、間隔は４００ｍｍ、「大引」は「端太管Ｉ類」を使用し、断面サイズは１００×１００ｍｍ、間隔は１２００ｍｍ、「支柱」は、パイプサポートを使用し、間隔は１２００ｍｍである。以下、（ｂ）〜（ｈ）に示されているように、型枠支保工部位（ｘ）の「せき板」、「根太」、「大引」、「支柱」に対応した（ｙ）「材料」、（ｚ）「サイズ」、（ｗ）「間隔」を選定して種々の組み合わせが実現できる。
【００３０】
このように、本発明の実施形態においては、図１のフローチャートで説明したように、型枠支保工に加わる荷重が算定されると、「せき板」、「根太」、「大引」、「支柱」の各部位の材料やサイズについての組み合わせを自動的に生成する。そして、生成されたそれぞれの組み合わせについて、構造的に安全な型枠支保工の間隔を算定する。この算定された全ての型枠支保工の間隔に対して型枠支保工のコストを算出するため、勘と経験に頼ることなく、構造的に安全かつ最適な型枠支保工の計画を短時間で策定することができる。
【００３１】
図８〜図１６は、前記図１、図２のフローチャートで説明した各処理内容の具体例を示す説明図である。以下、図８〜図１６の実施形態について説明する。図８は、図１のＳ２に対応する計算条件決定の例を示す説明図である。図８において、モニタには、柱７、床５により矩形状に区画されて形成される床６の空間（計算対象部位）が表示されている。また、建物情報モデル（ａ）が表示される。建物情報モデルとして、構造躯体名「床スラブ」、オブジェクトＩＤ「１２」、構造形式「在来ＲＣ」、コンクリート材料「普通コンクリート」、スラブ寸法長辺「５７００ｍｍ」、スラブ寸法短辺「４７００ｍｍ」、スラブ厚「２００ｍｍ」が設定されている。
【００３２】
モニタには、さらに、施工計画情報モデル（ｂ）が表示される。施工計画情報モデルとして、施工計画名「コンクリート打設計画」、プロジェクトＩＤ「１３４」、打設方法「ポンプ打ち」、打設人数「土工６、左官４」、使用機器「バイブレーター４０φ３台、発電機」が設定される。この建物情報モデル（ａ）と施工計画情報モデル（ｂ）に基づいて、設計荷重Ｗを算定する。この例では、鉄筋コンクリート「4800N/ｍ2」、積載荷重「1050N/ｍ2」、衝撃荷重「2400N/ｍ2」、応力計算用荷重「8750N/ｍ2」、たわみ計算用荷重「4800N/ｍ2」、が算定される。
【００３３】
図９は、図１のＳ３の処理に相当し、型枠支保工材料の選択の例を示す説明図である。図９において、モニタには、型枠支保工の部位、材料、サイズが表示される。この例では、型枠支保工の部位である「せき板」、「根太」、「大引」、「支柱」について、それぞれの材料、サイズは、図７（ａ）で説明したように、算定された積載荷重に対応して選択されたパラメータが表示されている。各部位の材料、サイズは、データベースより取得する。この際に、図６では図示を省略していた応力、たわみ算定用各種係数、断面2次モーメント、断面係数、ヤング係数の情報も取得する。
【００３４】
図１０は、図１のＳ４の処理開始前に相当し、型枠支保工間隔の算定（初期設定）の例を示す説明図である。図１０において、モニタには、型枠支保工の構成部材が一部表示される。この例では、スラブ四隅への支柱配置、長辺方向の大引配置が表示される。大引３は支柱４に支持されている。ここでは柱７の中心と大引３の中心間の長さを５００ｍｍ、柱７の中心と支柱４の中心間の長さも５００ｍｍとしているが、構造上安全かつ型枠支保工の設置作業に支障をきたさない寸法であれば、この数値に拘るものではない。
【００３５】
図１１は、図１のＳ４の処理（型枠支保工間隔の算定）において、図２のＳ１３の処理である根太の検討の例を示す説明図である。図１１（ａ）において、支柱４に大引３が支持され、大引３上に根太２が載置される。根太２の上には、せき板１が配置されている。根太スパンをＹａ、根太間隔をＸａとする。図１１（ｂ）は根太間隔と根太スパンとの関係を示す図、図１１（ｃ）は、大引列数と根太スパンとの関係を示す図である。
【００３６】
図１１（ｃ）では、大引列数を「６」に選択した例が示されている。図１１（ａ）では、支柱４と大引３の記載を一部省略して大引３は２列のみ表示されている。
図中に示していないが、建物の床の有効幅は６０００ｍｍであり、この場合には、図１１（ｂ）に示すように、大引列数が６の場合の根太スパンＹｂは、１２００ｍｍである。図１１（ｂ）の特性で、Ｄａはせき板強度の限界、Ｄｂは根太たわみ３ｍｍ以下の境界線を示している。本条件の場合、根太の許容応力限界を示す境界は常にＤｂより上方に位置するため、図中には示していない。根太スパンが１２００ｍｍを意味する直線と、直線Ｄａまたは曲線Ｄｂとの交点はＤｃとなり、対応する根太間隔は４００ｍｍである。すなわち、この例では根太間隔として４００ｍｍを選択することが合理的な計画となる。
【００３７】
図１２は、図１１（ａ）の全体の平面視を示す説明図である。図１２（ａ）は、図１１（ａ）に対応する根太スパンＹａを示している。また、図１２（ｂ）には、前記のように大引列数が６の場合には、根太スパンＹｂが１２００ｍｍであることが示されている。図１２（ｂ）では、対象部位の短辺両端を除いた中央部の大引は破線で４列示している。
【００３８】
図１３は、図１のＳ４の処理（型枠支保工間隔の算定）において、図２のＳ１４の大引の検討の例を示す説明図である。図１３（ａ）に示されているように、支柱４に大引３が支持され、大引３上に根太２が載置される。根太２の上にはせき板１が配置されている。大引間隔（根太スパン）をＺ、大引スパンをＶとする。
【００３９】
図１３（ｂ）は、大引間隔（根太スパン）と大引スパンとの関係を示す図である。Ｈａは大引たわみ３ｍｍ以下の境界線を示す特性である。本条件の場合、大引の許容応力限界を示す境界は常にＨａより上方に位置するため、図中には示していない。大引間隔（根太スパン）が１２００ｍｍを意味する直線と、曲線Ｈａとの交点はＨｂとなり、対応する大引スパンは１２００ｍｍとなる。すなわち大引スパンとして１２００ｍｍを選択することが合理的な計画となる。
【００４０】
図１４は、図２のＳ１５の結果出力に対応し、型枠支保工部材のパラメータを出力する例を示す説明図である。この例では、型枠支保工の各部材（せき板、根太、大引、支柱）の材料、サイズ、間隔が示されている。図１４の（ａ）欄は、（ｘ）欄の「部位」、（ｙ）欄の「材料」、（ｚ）欄の「サイズ」は、図９で説明した内容に対応している。
【００４１】
図１５は、図２のＳ１５の結果出力に対応し、出力（作図）の例を示す説明図である。この例では、柱７、梁５で区画された対象部位に配置される型枠支保工の部材、すなわち、根太２、大引３、支柱４が記載されている。図１５では、根太２は１７本、大引３は６列、支柱４は１６本となっている。なお、図１５に示された型枠支保工の部材の配置図は、モニタ表示の他に、プリンタを接続して適宜の用紙に記録して出力することができる。
【００４２】
図１６は、型枠支保工の割付の例を示す説明図である。図１６（ａ）は平面図、図１６（ｂ）はＸ―Ｘ方向の側面図、図１６（ｃ）はＹ―Ｙ方向の側面図である。前記したように、Ｚは大引間隔（根太スパン）、Ｖは大引スパン、Ｘａは根太間隔である。図１５の３面図によれば、型枠支保工の各部材（根太２、大引３、支柱４）の使用個数、配置関係などが視覚により明確に判断できる。
【００４３】
図１７は、本発明の実施形態における建物情報処理システム１１の全体構成を示すブロック図である。図１７に示されているように、当該システム１１は、コンピュータのハードウェア資源により構成されている。１２はキーボードやマウスからなる入力手段、１３はＣＰＵからなる処理手段、１４は種々のデータやプログラムを記憶する記憶手段、１５はモニタやプリンタからなる出力手段である。処理手段１３には、建物情報を作成する建物情報処理部３ａ、施工計画情報を作成する施工計画情報処理部３ｂ、建物情報の図面化と施工計画情報の図面化を行なう図面処理部３ｃ、型枠支保工の各部位の部材選定と間隔算定を行なう構造検討処理部３ｄが設けられている。この構造検討処理部３ｄでは、さらに、型枠支保工コストの算出も行う。建物情報処理部３ａは、請求項１の建物情報モデルの処理手段に対応する。また、施工計画情報処理部３ｂは、請求項１の施工計画情報モデルの処理手段に対応する。なお、構造検討処理部３ｄは、請求項１の型枠支保工検討処理手段に対応する。
【００４４】
建物情報は、複数の建物の中から構造検討を行なう建物を特定するために、建物の名称、施工番号などがデジタルデータで記述されている。また、例えば図６に示されているように、型枠支保工の各部位の材質、サイズなどの各データが図１８に示されているようなデジタルデータで記述されている。また、施工計画情報は、図５で説明したような施工計画名、施工計画ＩＤ、施工対象オブジェクトＩＤなどのデータがデジタルデータで記述されている。図面は、例えば図１４に示されているように、型枠支保工の各部材の配置をコンピュータで描画したものである。
【００４５】
記憶手段４には、建物情報を記憶する建物情報記憶部Ａ、施工計画情報を記憶する施工計画情報記憶部Ｂ、建物情報と施工計画情報の図面を記憶する図面記憶部Ｃ、構造検討ソルバー記憶部Ｄ、データベース記憶部Ｅが設けられている。データベース記憶部Ｅには、図１で説明したように、型枠支保工コストの算出（材料コスト、労務コスト）を行う際に用いる労務歩掛を記憶している。型枠支保工のせき板、根太、大引、支柱の各部材における材料、サイズなどの特性は、デジタル値で建物情報記憶部Ａに記憶される。
【００４６】
本発明の建物情報処理システムの特徴は、次のようにまとめることができる。（１）建物情報処理部、施工計画情報処理部、型枠支保工検討処理部、図面処理部から成り、建物情報、施工計画情報を基にして、自動的に合理的な型枠支保工の仕様を決定する。（２）建物情報処理部、施工計画情報処理部から型枠支保工検討に必要な情報を自動的に取得し、従来のような人手の入力による煩雑な処理になるという課題を解決する。（３）型枠支保工処理部では、各部材様々な材料の組み合わせの特性を生成し、各ケースについて最適な特性を選択すると共に、各部材の適正な間隔を算出する。（４）さらに、型枠支保工処理部では、各ケースについて材料コスト、労務コストを算出し、最も経済的なケースを選定する。（５）計算結果は計算書および図面として出力する。（６）このように、合理的な型枠支保工計画が得られ、計画作成に要する時間が短縮される。
【産業上の利用可能性】
【００４７】
以上説明したように、本発明は、型枠支保工における各部材の選択を自動的に行い、デジタル情報の演算で構造計算を簡易に行える構成とした、建物情報処理システムおよび建物情報処理方法を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００４８】
【図１】本発明の処理手順を示すフローチャートである。
【図２】本発明の処理手順を示すフローチャートである。
【図３】本発明の実施形態を示す説明図である。
【図４】本発明の実施形態を示す説明図である。
【図５】本発明の実施形態を示す説明図である。
【図６】本発明の実施形態を示す説明図である。
【図７】本発明の実施形態を示す説明図である。
【図８】本発明の実施形態を示す説明図である。
【図９】本発明の実施形態を示す説明図である。
【図１０】本発明の実施形態を示す説明図である。
【図１１】本発明の実施形態を示す説明図である。
【図１２】本発明の実施形態を示す説明図である。
【図１３】本発明の実施形態を示す説明図である。
【図１４】本発明の実施形態を示す説明図である。
【図１５】本発明の実施形態を示す説明図である。
【図１６】本発明の実施形態を示す
【図１７】本発明の実施形態を示すブロック図である。
【図１８】本発明の関連技術を示す説明図である。
【図１９】本発明の関連技術を示す説明図である。
【図２０】本発明の関連技術を示す説明図である。
【符号の説明】
【００４９】
１・・・せき板、２・・・根太、３・・・大引、４・・・支柱、５・・・梁、６・・・床、７・・・柱、１１・・・建物情報処理システム、２・・・入力手段、１３・・・処理手段、１４・・・記憶手段、１５・・・出力手段
【技術分野】
【０００１】
本発明は、建物の型枠支保工における各部材の選択と構造計算を合理的に行える構成とした、建物情報処理システムおよび建物情報処理方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
ＲＣ造の型枠支保工は、構造計算により安全性を確認する必要がある。各種の支保工計算システムが実用化されているが、例えば特許文献１には、型枠支保工計画図を自動的に形成する方法が開示されている。
【０００３】
【特許文献１】特開平７−２６２２５６
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
特許文献１に記載されたような従来の型枠支保工の構造計算は、荷重条件（躯体寸法、コンクリート種類、施工時積載荷重など）を設計者などが自ら入力する必要がある。また、型枠支保工の仕様（使用材料、配置間隔）を設計者などが自ら設定する必要があるので、処理が煩雑になり時間もかかるという問題があった。さらに、当該計算システムは上記設定条件による合否判定しか行なわないので、合理的な計画を行う際には、型枠支保工の材料や間隔を様々に変更し、変更された条件それぞれについて計算しなければならない、という問題があった。
【０００５】
本発明は、上記課題を解決するものであって、型枠支保工における各部材の選択と構造計算を合理的に行える建物情報処理システムおよび建物情報処理方法の提供を目的とするものである。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
このような目的を達成するために、本発明の建物情報処理システムは、
建物情報モデルの処理手段と、
前記建物の施工計画情報モデルの処理手段と、
型枠支保工検討処理手段と、を備え、
前記型枠支保工検討処理手段は、
前記建物情報モデルの処理手段から取得される当該型枠支保工構成部材の構造情報、および前記施工計画情報モデルの処理手段から取得される当該型枠支保工構成部材に加えられる荷重情報を組み合わせ、
前記各組み合わせについて構造上安全な型枠支保工の間隔を算定し、
前記間隔が算定された各型枠支保工のコストを算出し、その中で最も経済的な選定条件を満たす最適な前記型枠支保工の組み合わせ検討結果を出力することを特徴とする。
【０００７】
また、本発明の建物情報処理システムは、前記型枠支保工検討処理手段の検討結果として、前記型枠支保工の各部材の配置図を出力する出力手段を設けたことを特徴とする。
【０００８】
また、本発明の建物情報処理システムは、前記型枠支保工の構成部材は、せき板、根太、大引を含み、これらの各部材の前記構造上安全な間隔を算定することを特徴とする。
【０００９】
また、本発明の建物情報処理システムは、前記型枠支保工のコストは、材料コスト、および労務コストを含むことを特徴とする。
【００１０】
本発明の建物情報処理方法は、
型枠支保工の計算対象区域を決定する段階と、
建物情報モデルから当該型枠支保工構成部材の構造情報を取得する段階と、
前記建物の施工計画情報モデルから当該型枠支保工構成部材に加えられる荷重情報を取得する段階と、
前記構造情報と荷重情報を組み合わせ、各組み合わせについて構造上安全な型枠支保工の間隔を算定する段階と、
前記間隔が算定された各型枠支保工のコストを算出し、その中で最も経済的な選定条件を満たす最適な前記型枠支保工の組み合わせ検討結果を出力する段階と、
からなることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１１】
本発明によれば、対象区域における合理的な型枠支保工計画が得られ、型枠支保工計画作成に要する時間が短縮される。さらに、材料コストや労務コストなどの型枠支保工コストを自動的に演算し、最も経済的な型枠支保工を選定することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１２】
本発明の型枠支保工計算においては、建物構成部材の形状、寸法などの情報をデジタル値で処理している。このようなデジタル処理の例を図１８〜図２０により説明する。図１８は、図１７で説明する記憶手段１４の建物情報記憶部Ａに記憶される建物情報の例を示す説明図である。図１８（ａ）はツリー状に設定されたフォルダ構成を示している。「建物」のフォルダの下位に、「床」、「梁」、「柱」の各フォルダが設定されている。「床」、「梁」、「柱」の各フォルダの下位には、「オブジェクト基本データ」、「位置データ」、「形状データ」、「材料データ」、「接合データ」、「工程データ」の各フォルダが設定されている。なお、図１８は、建物情報モデルの内部データの例を示すものである。
【００１３】
図１８（ｂ）は、図１８（ａ）の「オブジェクト基本データ」、「位置データ」、「形状データ」、「材料データ」、「接合データ」、「工程データ」の各フォルダに格納されるデータの例を示す説明図である。これらのデータは、（ｒ）欄の各項目に対応して（ｓ）欄に具体的な特性が設定されている。この例では、オブジェクト基本データとして、構造体名は床スラブ、オブジェクトＩＤはＩＤ、構造形式は在来ＲＣが設定されている。位置データとして、部材座標系はＸ、Ｙ、Ｚの３次元ベクトルで設定されている。
【００１４】
部材１の材料データとして、材料種類は普通コンクリート、設計基準強度Ｆｃ
（Ｎ／ｍｍ2）、単位体積重量ρ（Ｎ／ｍｍ3）が入力される。位置データとして、部材１の中心位置Ｘ０１、Ｙ０１、Ｚ０１（ｍｍ）が設定されている。部材１の形状データとして、寸法１がＸｅ、Ｙｅ、Ｚｅの３次元ベクトルで設定されている。工程データとして、部材１の作業日の材令（日）が設定されている。
【００１５】
部材２についても、部材１と同様に材料データ、位置データが設定される。部材２の形状データは、寸法１〜寸法１２が入力される。例えば、寸法１の欄には、上端筋の径、上端筋のピッチが入力される。接合データの「定着方法」について、例えば定着１では、一端の上端筋が他端の上端筋の上部に載置された状態で接合されるかどうかが設定されている。
【００１６】
図１９は、デジタル情報で記述される建物情報の例を示す説明図である。この例では、図２０に示されているようなＳ１〜Ｓ３５の３５区画に区分されている床スラブを対象としている。図２０は、床に重機が乗り入れた際の建物部材の強度を計算するための図である。図１９の（ｃ）欄の構造体名には「床スラブ」が設定されている。（ｄ）欄のオブジェクトＩＤには適宜のＩＤを設定されている。（ｅ）欄の構造形式には「在来ＲＣ」が設定されている。（ｆ）〜（ｎ）には、部材座標Ｘ１〜Ｘ３、Ｙ１〜Ｙ３、Ｚ１〜Ｚ３をデジタル値で設定されている。（ｆ）〜（ｎ）欄の０、１は例示である。
【００１７】
例えば、図１８に示されている部材１がコンクリート、部材２が鉄筋の場合には、部材１の中心座標（Ｘ１、Ｙ１、Ｚ１）は、（１，１，１）となり、部材２の中心座標（Ｘ２、Ｙ２、Ｚ２）は、（１，１，０）となる。また、部材３が使用されていない場合には、中心座標（Ｘ３、Ｙ３、Ｚ３）は、（０，０，０）である。
【００１８】
図１９には、建物情報の一部である位置データのみがデジタル値で示されているが、以下、図１８（ｂ）で説明したような材料データ、形状データ、工程データなども（ｎ）欄に続いてデジタル値で記述される。ここでは、電子データの形式の一例としてデジタル値を用いたが、コンピュータがデータを認識し、プログラム実行時にデータのやり取りができる形式であれば、この表のようなデジタル値にこだわるものではない。すなわち、本発明の実施形態においては、建物情報をすべてデジタル値で記述するものである。本発明は、型枠支保工を対象とするので、図１８（ａ）の建物情報として、後述するように型枠支保工の部材である「せき板」、「根太」、「大引」、「支柱」などが記載される。
【００１９】
図１は、本発明の実施形態における、型枠支保工の計算処理手順を示すフローチャートである。図１において、Ｓ１で計算対象部位（区域）決定処理のプログラムを開始する。ここで、計算対象部位（区域）とは、処理の対象となる建物の特定のフロア、そのフロアの特定エリアなどに相当する。次に、Ｓ２で荷重条件の算定を行う。この際に、建物情報モデルからスラブ厚、スラブ寸法、コンクリート種類等の情報を取得する。また、施工計画モデルから積載荷重、衝撃荷重等の載置荷重の情報を取得する。Ｓ３で型枠使用部材（せき板、根太、大引、支柱）の選択を行う。この処理では、各部位（せき板、根太、大引、支柱）に使用する材料の組合わせを１つ選ぶ。
【００２０】
Ｓ４で型枠支保工間隔の算定を行う。この処理は、前記Ｓ２の処理で得られた荷重条件の情報や、Ｓ３の処理で得られた型枠使用部材の構造の情報に基づいて、
構造的安全性、合理性から各部材の配置間隔を算出するものである。この処理の詳細は、後述する。Ｓ５で型枠支保工コストの算出（材料コスト、労務コスト）を行う。この処理は、部材数量を算出し、労務歩掛をデータベースから取得するものである。Ｓ６で他条件との比較の有無を判定し、判定結果がＮであれば他条件との比較を行わずにＳ５の結果を最適結果として、すなわち、最も経済的な型枠支保工のケースと判定してＳ７の処理に移行する。Ｓ３で設定した型枠支保工の組み合わせ以外に、検討していない型枠支保工の組み合わせが存在する場合、再度Ｓ３以下のループ処理を繰り返す。このような処理を繰り返すことにより、型枠支保工使用部材（せき板、根太、大引、支柱）を選択し、それぞれの型枠使用部材を組み合わせて型枠支保工間隔を算定し、各組み合わせの型枠支保工コストを算出することができる。最終的に、すべての組み合わせについて、Ｓ５までの検討が終了したらＳ６に進み、その中で最も型枠支保工コストが安いものを選定してＳ７の処理に移行する。Ｓ７の出力処理は、図１４、図１５に示すような建物情報の図面を出力するものである。判定結果がＹであればＳ３に戻り、Ｓ３以下のループ処理を繰り返す。以上の手順を辿ることにより、型枠支保工のコストを最小とするケースを自動的に演算処理することができる。なお、上記の説明では、型枠支保工のコストを最小とする場合について述べたが、Ｓ５で算出すべき内容を変更することで、型枠支保工の部材数量、型枠支保工の部材総重量、工期等、他の選定条件を最適とする型枠支保工の組み合わせを自動的に算出することができる。
【００２１】
図２は、型枠支保工間隔の算定例を示すフローチャート、図３は図２の処理の説明図である。図２の型枠支保工間隔の算定を示すフローチャートは、図１のＳ４の処理である「型枠支保工間隔の算定」の具体例を示すものである。なお、後述する図１１（ａ）には、型枠支保工の構造部材である「せき板１」、「根太２」、「大引３」、「支柱４」の配置例が記載されている。図２において、Ｓ１１で計算条件決定の処理を開始する。この処理は、型枠支保工の設計荷重Ｗ（ｎ／ｍ2）、型枠支保工材料、許容たわみを決定するものである。Ｓ１２でせき板１の最大支持間隔を算定する。この計算は、構造力学の知識から容易に算定し得るものであるが、、図３（ａ）に示されているように、根太２で支持されるせき板１に設計荷重Ｗ（ｎ／ｍ2）が加えられたとして、せき板１の許容応力度（曲げモーメント、せん断）と、せき板１の許容たわみを満足するように、根太２によるせき板１の最大支持間隔Ｔを算定するものである。
【００２２】
Ｓ１３で根太２の検討を行う。この処理は、図３（ｂ）に示されているように、大引３に支持されている根太２に設計荷重Ｗ（ｎ／ｍ2）が加えられたとして根太２の許容応力度（曲げモーメント、せん断）を満たし、根太２の許容たわみを満たす根太間隔と根太スパンＹａの条件（条件Ａ）を求める。この計算も、構造力学の知識から容易に算定しうるものである。根太スパンＹａは、大引３−３間の間隔に相当する。続いて、根太２によるせき板１の最大支持間隔Ｔ以下で条件Ａを満たす根太スパンと根太間隔を求める。この条件は、図１１（ｂ）において、直線Ｄａより左側かつ曲線Ｄｂの下側の範囲として示されている。根太スパンＹａは建物の床の幅以上にはならないため、大引の列数をＮａ、建物の床の有効幅をＷｆとすると、Ｙａ＝Ｗｆ／（Ｎａ−１）の関係が成り立っている。建物の床の有効幅とは、柱の中心間の距離から、大引等の設置作業に支障をきたさない程度内側に逃げた距離のことである。したがって、Ｎａ＝２の場合、床の幅から根太スパンＹａが決まり、この場合の最大根太間隔が図１１（ｂ）の直線Ｄａまたは曲線Ｄｂの交点として求まる。実際には、柱があるため建物の床幅いっぱいに大引を設置することができず、床の有効幅Ｗｆは建物の床の幅より少しだけ小さく設定される。このようにして、大引列数、根太スパン、根太間隔の組み合わせが求まったら、次に大引き列数を１つ増やし、同様の計算を行うということを繰り返す。なお、大引列数を増やしていくと、根太スパンと根太間隔の組み合わせがＤａとの交点として求まる、すなわち根太間隔が根太２によるせき板１の最大支持間隔Ｔとなるが、その場合、それ以上大引列数Ｎａを増やした計算は行わない。
【００２３】
Ｓ１４で大引３の検討を行う。この処理は、図３（ｃ）に示されているように、支柱４に支持されている大引３に設計荷重Ｗ（ｎ／ｍ2）が加えられたとして、大引３の許容応力度（曲げモーメント、せん断）を満たし、大引３の許容たわみを満たす大引間隔（根太スパン）と大引スパンの条件（条件Ｂ）を求める。この計算も、構造力学の知識から容易に算定し得るものである。図１３（ｂ）では、曲線Ｈａの下側の範囲として示されている。大引間隔（根太スパン）は、先ほど同様床の幅と大引列数Ｎａから決まるので、Ｎａ＝２から順に大引スパンの最大値を算出する。ここで、Ｓ１３で打ち切ったＮａを超えての計算は行わない。最後に、大引スパン（Ｖ）が最大値の時に支柱にかかる軸力が許容軸力以下であるかどうかを確認する。支柱にかかる軸力が許容軸力を下回っていた場合には、Ｓ１５で、せき板の種類、根太、大引、支柱の種類および間隔についての検討結果を出力する。図３（ｄ）はＳ１５の検討結果の出力例を示しており、型枠支保工の各部位（せき板、根太、大引、支柱）の材料について、種類やサイズなどが表形式で記載されている。
【００２４】
図４は、本発明の実施形態を示す説明図である。図４において、施工計画モデル（Ａ）は、型枠支保工計算用荷重として、（１）「自重」、（２）「積載荷重」、（３）「衝撃荷重」を設定する。（１）「自重」では、建物モデルから重量データを取得して施工対象オブジェクトＩＤを設定する（ａ）。型枠概算荷重では、初期値として40kg/ｍ2を使用し、型枠仕様決定後に精算する（ｂ）。（２）「積載荷重」では、ポンプ打設などの施工方法、土工などの作業人数、発電機などの設置される作業機械を設定する。（３）「衝撃荷重」は、「積載荷重」と同じ項目（施工方法、作業人数、作業機械）を設定する。これらの（２）「積載荷重」と（３）「衝撃荷重」は、データベースを参照して重量値を取得する（ｃ）。型枠支保工には、これらの（１）「自重」、（２）「積載荷重」、（３）「衝撃荷重」の加算値（載置荷重）が負荷される。
【００２５】
図５は、施工計画モデルデータ例を示す説明図である。図５において、横欄の項目欄には、（ａ）施工計画名、（ｂ）施工計画ＩＤ、（ｃ）施工対象オブジェクトＩＤ、（ｄ）施工日、（ｅ）施工方法、（ｆ）土工人数、（ｇ）左官人数、（ｈ）合番人数、（ｉ）60φ（ポンプ径）、（ｊ）50φ（ポンプ径）、（ｋ）40φ（ポンプ径）、（ｌ）30φ（ポンプ径）、（ｍ）発電機、（ｎ）インバーターが設定される。
【００２６】
（ａ）施工計画名に対応して、Ａ〜Ｌで「コンクリート打設計画」が設定される。Ａ〜Ｌの各「コンクリート打設計画」には、前記（ｂ）施工計画ＩＤ〜（ｎ）インバーターの各項目について、それぞれのデータが記載されている。図５の例では、（ｃ）施工対象オブジェクトＩＤの欄のみが、「srab1001001」〜「srab1001012」で異なる数値が記載されているが、他の項目はすべて同じ数値が記載されている。しかしながら、本発明の実施形態においては、（ｃ）施工対象オブジェクトＩＤ欄の番号に応じて、他の項目がそれぞれ異なる数値を設定することもできる。なお、図５においては、図面サイズの関係から、前記Ａ〜Ｌで設定される横方向の各事項の配列を、上段と下段で（イ）〜（オ）により関連付けている。
【００２７】
図６は、型枠使用材料の選択の例を示す説明図である。図６において、横欄には（ａ）部位、（ｂ）材質、（ｃ）サイズ、（ｄ）断面積、（ｅ）断面2次モーメント、（ｆ）断面係数、（ｇ）ヤング係数を設定する。また、（ａ）部位に対応させて縦欄には、型枠のＡ「せき板」、Ｂ「根太」、Ｃ「大引」、Ｄ「支柱」を設定する。例えば、（ａ）部位がＡ「せき板」においては、（ｂ）材質として、「合板Ｉ類横使い」が記載されており、（ｃ）サイズ
として、厚さが１２ｍｍ、１５ｍｍが記載されている。また、（ａ）部位がＣ「大引」においては、（ｂ）材質として、「桟木Ｉ類平使い」が記載されており、（ｃ）サイズとして、
５０×２５、５０×２７、６０×３０ｍｍが記載されている。なお、図６においては、（ｄ）断面積、（ｅ）断面2次モーメント、（ｆ）断面係数、（ｇ）ヤング係数、の数値については記載を省略している。
【００２８】
本発明の実施形態においては、図６の（ａ）部位の項目に対応させた、Ａ「せき板」、Ｂ「根太」、Ｃ「大引」、Ｄ「支柱」の各型枠支保工部位に対する（ｂ）材質、（ｃ）サイズ、（ｄ）断面積などのパラメータを適宜選択して組み合わせている。図７は、図６の前記選択されたパラメータの組み合わせ例を示す説明図である。図７において、（ａ）〜（ｈ）は、前記各型枠支保工部位の組み合わせ例を示しており、横欄には、（ｘ）部位、（ｙ）材料、（ｚ）サイズ、（ｗ）間隔を設定している。
【００２９】
例えば、（ａ）の組み合わせでは、「せき板」は「合板Ｉ類横使い」で厚さが「１２ｍｍ」、「根太」は「単管ＳＴＫ４００」を使用し、径×厚さは、「４８．６×２．３ｍｍ」、間隔は４００ｍｍ、「大引」は「端太管Ｉ類」を使用し、断面サイズは１００×１００ｍｍ、間隔は１２００ｍｍ、「支柱」は、パイプサポートを使用し、間隔は１２００ｍｍである。以下、（ｂ）〜（ｈ）に示されているように、型枠支保工部位（ｘ）の「せき板」、「根太」、「大引」、「支柱」に対応した（ｙ）「材料」、（ｚ）「サイズ」、（ｗ）「間隔」を選定して種々の組み合わせが実現できる。
【００３０】
このように、本発明の実施形態においては、図１のフローチャートで説明したように、型枠支保工に加わる荷重が算定されると、「せき板」、「根太」、「大引」、「支柱」の各部位の材料やサイズについての組み合わせを自動的に生成する。そして、生成されたそれぞれの組み合わせについて、構造的に安全な型枠支保工の間隔を算定する。この算定された全ての型枠支保工の間隔に対して型枠支保工のコストを算出するため、勘と経験に頼ることなく、構造的に安全かつ最適な型枠支保工の計画を短時間で策定することができる。
【００３１】
図８〜図１６は、前記図１、図２のフローチャートで説明した各処理内容の具体例を示す説明図である。以下、図８〜図１６の実施形態について説明する。図８は、図１のＳ２に対応する計算条件決定の例を示す説明図である。図８において、モニタには、柱７、床５により矩形状に区画されて形成される床６の空間（計算対象部位）が表示されている。また、建物情報モデル（ａ）が表示される。建物情報モデルとして、構造躯体名「床スラブ」、オブジェクトＩＤ「１２」、構造形式「在来ＲＣ」、コンクリート材料「普通コンクリート」、スラブ寸法長辺「５７００ｍｍ」、スラブ寸法短辺「４７００ｍｍ」、スラブ厚「２００ｍｍ」が設定されている。
【００３２】
モニタには、さらに、施工計画情報モデル（ｂ）が表示される。施工計画情報モデルとして、施工計画名「コンクリート打設計画」、プロジェクトＩＤ「１３４」、打設方法「ポンプ打ち」、打設人数「土工６、左官４」、使用機器「バイブレーター４０φ３台、発電機」が設定される。この建物情報モデル（ａ）と施工計画情報モデル（ｂ）に基づいて、設計荷重Ｗを算定する。この例では、鉄筋コンクリート「4800N/ｍ2」、積載荷重「1050N/ｍ2」、衝撃荷重「2400N/ｍ2」、応力計算用荷重「8750N/ｍ2」、たわみ計算用荷重「4800N/ｍ2」、が算定される。
【００３３】
図９は、図１のＳ３の処理に相当し、型枠支保工材料の選択の例を示す説明図である。図９において、モニタには、型枠支保工の部位、材料、サイズが表示される。この例では、型枠支保工の部位である「せき板」、「根太」、「大引」、「支柱」について、それぞれの材料、サイズは、図７（ａ）で説明したように、算定された積載荷重に対応して選択されたパラメータが表示されている。各部位の材料、サイズは、データベースより取得する。この際に、図６では図示を省略していた応力、たわみ算定用各種係数、断面2次モーメント、断面係数、ヤング係数の情報も取得する。
【００３４】
図１０は、図１のＳ４の処理開始前に相当し、型枠支保工間隔の算定（初期設定）の例を示す説明図である。図１０において、モニタには、型枠支保工の構成部材が一部表示される。この例では、スラブ四隅への支柱配置、長辺方向の大引配置が表示される。大引３は支柱４に支持されている。ここでは柱７の中心と大引３の中心間の長さを５００ｍｍ、柱７の中心と支柱４の中心間の長さも５００ｍｍとしているが、構造上安全かつ型枠支保工の設置作業に支障をきたさない寸法であれば、この数値に拘るものではない。
【００３５】
図１１は、図１のＳ４の処理（型枠支保工間隔の算定）において、図２のＳ１３の処理である根太の検討の例を示す説明図である。図１１（ａ）において、支柱４に大引３が支持され、大引３上に根太２が載置される。根太２の上には、せき板１が配置されている。根太スパンをＹａ、根太間隔をＸａとする。図１１（ｂ）は根太間隔と根太スパンとの関係を示す図、図１１（ｃ）は、大引列数と根太スパンとの関係を示す図である。
【００３６】
図１１（ｃ）では、大引列数を「６」に選択した例が示されている。図１１（ａ）では、支柱４と大引３の記載を一部省略して大引３は２列のみ表示されている。
図中に示していないが、建物の床の有効幅は６０００ｍｍであり、この場合には、図１１（ｂ）に示すように、大引列数が６の場合の根太スパンＹｂは、１２００ｍｍである。図１１（ｂ）の特性で、Ｄａはせき板強度の限界、Ｄｂは根太たわみ３ｍｍ以下の境界線を示している。本条件の場合、根太の許容応力限界を示す境界は常にＤｂより上方に位置するため、図中には示していない。根太スパンが１２００ｍｍを意味する直線と、直線Ｄａまたは曲線Ｄｂとの交点はＤｃとなり、対応する根太間隔は４００ｍｍである。すなわち、この例では根太間隔として４００ｍｍを選択することが合理的な計画となる。
【００３７】
図１２は、図１１（ａ）の全体の平面視を示す説明図である。図１２（ａ）は、図１１（ａ）に対応する根太スパンＹａを示している。また、図１２（ｂ）には、前記のように大引列数が６の場合には、根太スパンＹｂが１２００ｍｍであることが示されている。図１２（ｂ）では、対象部位の短辺両端を除いた中央部の大引は破線で４列示している。
【００３８】
図１３は、図１のＳ４の処理（型枠支保工間隔の算定）において、図２のＳ１４の大引の検討の例を示す説明図である。図１３（ａ）に示されているように、支柱４に大引３が支持され、大引３上に根太２が載置される。根太２の上にはせき板１が配置されている。大引間隔（根太スパン）をＺ、大引スパンをＶとする。
【００３９】
図１３（ｂ）は、大引間隔（根太スパン）と大引スパンとの関係を示す図である。Ｈａは大引たわみ３ｍｍ以下の境界線を示す特性である。本条件の場合、大引の許容応力限界を示す境界は常にＨａより上方に位置するため、図中には示していない。大引間隔（根太スパン）が１２００ｍｍを意味する直線と、曲線Ｈａとの交点はＨｂとなり、対応する大引スパンは１２００ｍｍとなる。すなわち大引スパンとして１２００ｍｍを選択することが合理的な計画となる。
【００４０】
図１４は、図２のＳ１５の結果出力に対応し、型枠支保工部材のパラメータを出力する例を示す説明図である。この例では、型枠支保工の各部材（せき板、根太、大引、支柱）の材料、サイズ、間隔が示されている。図１４の（ａ）欄は、（ｘ）欄の「部位」、（ｙ）欄の「材料」、（ｚ）欄の「サイズ」は、図９で説明した内容に対応している。
【００４１】
図１５は、図２のＳ１５の結果出力に対応し、出力（作図）の例を示す説明図である。この例では、柱７、梁５で区画された対象部位に配置される型枠支保工の部材、すなわち、根太２、大引３、支柱４が記載されている。図１５では、根太２は１７本、大引３は６列、支柱４は１６本となっている。なお、図１５に示された型枠支保工の部材の配置図は、モニタ表示の他に、プリンタを接続して適宜の用紙に記録して出力することができる。
【００４２】
図１６は、型枠支保工の割付の例を示す説明図である。図１６（ａ）は平面図、図１６（ｂ）はＸ―Ｘ方向の側面図、図１６（ｃ）はＹ―Ｙ方向の側面図である。前記したように、Ｚは大引間隔（根太スパン）、Ｖは大引スパン、Ｘａは根太間隔である。図１５の３面図によれば、型枠支保工の各部材（根太２、大引３、支柱４）の使用個数、配置関係などが視覚により明確に判断できる。
【００４３】
図１７は、本発明の実施形態における建物情報処理システム１１の全体構成を示すブロック図である。図１７に示されているように、当該システム１１は、コンピュータのハードウェア資源により構成されている。１２はキーボードやマウスからなる入力手段、１３はＣＰＵからなる処理手段、１４は種々のデータやプログラムを記憶する記憶手段、１５はモニタやプリンタからなる出力手段である。処理手段１３には、建物情報を作成する建物情報処理部３ａ、施工計画情報を作成する施工計画情報処理部３ｂ、建物情報の図面化と施工計画情報の図面化を行なう図面処理部３ｃ、型枠支保工の各部位の部材選定と間隔算定を行なう構造検討処理部３ｄが設けられている。この構造検討処理部３ｄでは、さらに、型枠支保工コストの算出も行う。建物情報処理部３ａは、請求項１の建物情報モデルの処理手段に対応する。また、施工計画情報処理部３ｂは、請求項１の施工計画情報モデルの処理手段に対応する。なお、構造検討処理部３ｄは、請求項１の型枠支保工検討処理手段に対応する。
【００４４】
建物情報は、複数の建物の中から構造検討を行なう建物を特定するために、建物の名称、施工番号などがデジタルデータで記述されている。また、例えば図６に示されているように、型枠支保工の各部位の材質、サイズなどの各データが図１８に示されているようなデジタルデータで記述されている。また、施工計画情報は、図５で説明したような施工計画名、施工計画ＩＤ、施工対象オブジェクトＩＤなどのデータがデジタルデータで記述されている。図面は、例えば図１４に示されているように、型枠支保工の各部材の配置をコンピュータで描画したものである。
【００４５】
記憶手段４には、建物情報を記憶する建物情報記憶部Ａ、施工計画情報を記憶する施工計画情報記憶部Ｂ、建物情報と施工計画情報の図面を記憶する図面記憶部Ｃ、構造検討ソルバー記憶部Ｄ、データベース記憶部Ｅが設けられている。データベース記憶部Ｅには、図１で説明したように、型枠支保工コストの算出（材料コスト、労務コスト）を行う際に用いる労務歩掛を記憶している。型枠支保工のせき板、根太、大引、支柱の各部材における材料、サイズなどの特性は、デジタル値で建物情報記憶部Ａに記憶される。
【００４６】
本発明の建物情報処理システムの特徴は、次のようにまとめることができる。（１）建物情報処理部、施工計画情報処理部、型枠支保工検討処理部、図面処理部から成り、建物情報、施工計画情報を基にして、自動的に合理的な型枠支保工の仕様を決定する。（２）建物情報処理部、施工計画情報処理部から型枠支保工検討に必要な情報を自動的に取得し、従来のような人手の入力による煩雑な処理になるという課題を解決する。（３）型枠支保工処理部では、各部材様々な材料の組み合わせの特性を生成し、各ケースについて最適な特性を選択すると共に、各部材の適正な間隔を算出する。（４）さらに、型枠支保工処理部では、各ケースについて材料コスト、労務コストを算出し、最も経済的なケースを選定する。（５）計算結果は計算書および図面として出力する。（６）このように、合理的な型枠支保工計画が得られ、計画作成に要する時間が短縮される。
【産業上の利用可能性】
【００４７】
以上説明したように、本発明は、型枠支保工における各部材の選択を自動的に行い、デジタル情報の演算で構造計算を簡易に行える構成とした、建物情報処理システムおよび建物情報処理方法を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００４８】
【図１】本発明の処理手順を示すフローチャートである。
【図２】本発明の処理手順を示すフローチャートである。
【図３】本発明の実施形態を示す説明図である。
【図４】本発明の実施形態を示す説明図である。
【図５】本発明の実施形態を示す説明図である。
【図６】本発明の実施形態を示す説明図である。
【図７】本発明の実施形態を示す説明図である。
【図８】本発明の実施形態を示す説明図である。
【図９】本発明の実施形態を示す説明図である。
【図１０】本発明の実施形態を示す説明図である。
【図１１】本発明の実施形態を示す説明図である。
【図１２】本発明の実施形態を示す説明図である。
【図１３】本発明の実施形態を示す説明図である。
【図１４】本発明の実施形態を示す説明図である。
【図１５】本発明の実施形態を示す説明図である。
【図１６】本発明の実施形態を示す
【図１７】本発明の実施形態を示すブロック図である。
【図１８】本発明の関連技術を示す説明図である。
【図１９】本発明の関連技術を示す説明図である。
【図２０】本発明の関連技術を示す説明図である。
【符号の説明】
【００４９】
１・・・せき板、２・・・根太、３・・・大引、４・・・支柱、５・・・梁、６・・・床、７・・・柱、１１・・・建物情報処理システム、２・・・入力手段、１３・・・処理手段、１４・・・記憶手段、１５・・・出力手段
【特許請求の範囲】
【請求項１】
建物情報モデルの処理手段と、
前記建物の施工計画情報モデルの処理手段と、
型枠支保工検討処理手段と、を備え、
前記型枠支保工検討処理手段は、
前記建物情報モデルの処理手段から取得される当該型枠支保工構成部材の構造情報、および前記施工計画情報モデルの処理手段から取得される当該型枠支保工構成部材に加えられる荷重情報を組み合わせ、
前記各組み合わせについて構造上安全な型枠支保工の間隔を算定し、
前記間隔が算定された各型枠支保工のコストを算出し、その中で最も経済的な
選定条件を満たす最適な前記型枠支保工の組み合わせ検討結果を出力することを特徴とする、建物情報処理システム。
【請求項２】
前記型枠支保工検討処理手段の検討結果として、前記型枠支保工の各部材の配置図を出力する出力手段を設けたことを特徴とする、請求項１に記載の建物情報処理システム。
【請求項３】
前記型枠支保工の構成部材は、せき板、根太、大引を含み、これらの各部材の前記構造上安全な間隔を算定することを特徴とする、請求項１または請求項２に記載の建物情報処理システム。
【請求項４】
前記型枠支保工のコストは、材料コスト、および労務コストを含むことを特徴とする、請求項１ないし請求項３のいずれかに記載の建物情報処理システム。
【請求項５】
型枠支保工の計算対象区域を決定する段階と、
建物情報モデルから当該型枠支保工構成部材の構造情報を取得する段階と、
前記建物の施工計画情報モデルから当該型枠支保工構成部材に加えられる荷重情報を取得する段階と、
前記構造情報と荷重情報を組み合わせ、各組み合わせについて構造上安全な型枠支保工の間隔を算定する段階と、
前記間隔が算定された各型枠支保工のコストを算出し、その中で最も経済的な選定条件を満たす最適な前記型枠支保工の組み合わせ検討結果を出力する段階と、
からなることを特徴とする、建物情報処理方法。
【請求項１】
建物情報モデルの処理手段と、
前記建物の施工計画情報モデルの処理手段と、
型枠支保工検討処理手段と、を備え、
前記型枠支保工検討処理手段は、
前記建物情報モデルの処理手段から取得される当該型枠支保工構成部材の構造情報、および前記施工計画情報モデルの処理手段から取得される当該型枠支保工構成部材に加えられる荷重情報を組み合わせ、
前記各組み合わせについて構造上安全な型枠支保工の間隔を算定し、
前記間隔が算定された各型枠支保工のコストを算出し、その中で最も経済的な
選定条件を満たす最適な前記型枠支保工の組み合わせ検討結果を出力することを特徴とする、建物情報処理システム。
【請求項２】
前記型枠支保工検討処理手段の検討結果として、前記型枠支保工の各部材の配置図を出力する出力手段を設けたことを特徴とする、請求項１に記載の建物情報処理システム。
【請求項３】
前記型枠支保工の構成部材は、せき板、根太、大引を含み、これらの各部材の前記構造上安全な間隔を算定することを特徴とする、請求項１または請求項２に記載の建物情報処理システム。
【請求項４】
前記型枠支保工のコストは、材料コスト、および労務コストを含むことを特徴とする、請求項１ないし請求項３のいずれかに記載の建物情報処理システム。
【請求項５】
型枠支保工の計算対象区域を決定する段階と、
建物情報モデルから当該型枠支保工構成部材の構造情報を取得する段階と、
前記建物の施工計画情報モデルから当該型枠支保工構成部材に加えられる荷重情報を取得する段階と、
前記構造情報と荷重情報を組み合わせ、各組み合わせについて構造上安全な型枠支保工の間隔を算定する段階と、
前記間隔が算定された各型枠支保工のコストを算出し、その中で最も経済的な選定条件を満たす最適な前記型枠支保工の組み合わせ検討結果を出力する段階と、
からなることを特徴とする、建物情報処理方法。
【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】
【公開番号】特開２００９−１８７１５７（Ｐ２００９−１８７１５７Ａ）
【公開日】平成２１年８月２０日（２００９．８．２０）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００８−２４７２９（Ｐ２００８−２４７２９）
【出願日】平成２０年２月５日（２００８．２．５）
【出願人】（０００００２２９９）清水建設株式会社 (2,433)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２１年８月２０日（２００９．８．２０）
【国際特許分類】
【出願日】平成２０年２月５日（２００８．２．５）
【出願人】（０００００２２９９）清水建設株式会社 (2,433)
【Ｆターム（参考）】
[ Back to top ]