計算工学・建築テック / Computational Engineering & Built Environment

公開ケーススタディPublic case study

木構造計算の教育用ツールEducational Timber Structural Calculator

単位を明示したAPIで、梁・床水平力・接合部の基礎計算を検証可能にする教育ツール。

An educational, unit-explicit API for auditable beam, floor-shear, and connection calculations.

状態 / Status
検証済み教育プロトタイプValidated educational prototype
言語 / Language
Python

技術スタック / Tech Stack

  • Python standard library
  • Unit-safe JSON API
  • Beam mechanics
  • Floor shear
  • Connection envelope
  • Golden and property tests

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代表的な成果図 Selected Result Figure

木構造計算の教育用ツールの代表的な成果図 / Selected result figure for Educational Timber Structural Calculator
公開可能な検証結果から選んだ図です。 Selected from the validation evidence cleared for publication.

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主なポイント Highlights

全入力・出力に単位契約を設け、JSON APIから計算条件を明示。

Defines unit contracts for every input and output, with calculation conditions explicit in a JSON API.

式レジストリと31件のゴールデン・性質テストで主要計算を追跡可能にした。

Makes core calculations traceable through a formula registry and 31 golden/property tests.

法規表を内蔵せず、教育目的の確認を要求することで適用境界を明示。

Includes no built-in code tables and requires educational-use acknowledgement to make its boundary explicit.

02

研究の流れ Research Flow

  1. 課題Problem

    木構造の基礎計算を、暗黙の単位や法規値に依存せず学習・監査できる形にする。

    Make basic timber calculations learnable and auditable without implicit units or embedded code values.

  2. 方法Method

    梁応力・たわみ、床せん断、接合部包絡を純Pythonの小さな関数とJSON契約で実装する。

    Implement beam stress/deflection, floor shear, and connection envelopes as small pure-Python functions with JSON contracts.

  3. 検証Validation

    手計算ゴールデンケース、単調性などの性質テスト、単位エラー検査を実行する。

    Run hand-calculated golden cases, property tests such as monotonicity, and unit-error checks.

  4. 成果Outcome

    式と入力仮定を追跡できる教育用計算プロトタイプを構築。

    Produced an educational calculation prototype with traceable formulas and input assumptions.

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限界と適用範囲 Limitations & Scope

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公開範囲 Publication Boundary

公開ケーススタディPublic case study

架空入力だけを用いる教育ケースとして公開する。設計、設備選定、安全判定、法規適合には使用できない。

Published only as an educational case with invented inputs. It must not be used for design, equipment selection, safety decisions, or code compliance.

リポジトリRepositoryレポートReport再現手順Reproduceこの公開レベルでは利用できません / Not available at this publication tier