JP2022141269A - Design support device and design support program - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、設計支援装置、及び設計支援プログラムに関する。 The present invention relates to a design support device and a design support program.
従来、識別情報及び形状情報と関連づけられた構造部材を用いて、架構をモデリングして、モデリングされた架構の構造計算を行う設計システムが知られている(特許文献1参照)。 Conventionally, there is known a design system that uses structural members associated with identification information and shape information to model a frame and perform structural calculations for the modeled frame (see Patent Document 1).
しかし、特許文献1に記載された技術では、設計者が納まりを確認しながら架構を組み立てるのみであり、建物の設計を支援するには十分ではない。
However, with the technique described in
本発明は、建物の全体形状から適切な架構部材の位置と形状、架構部材の仕口の位置と種類、及び架構部材の継手の位置と種類を選出することを可能にすることを目的とする。 An object of the present invention is to make it possible to select appropriate positions and shapes of frame members, positions and types of joints of frame members, and positions and types of joints of frame members from the overall shape of a building. .
上記目的を達成するために、第1の態様の設計支援装置は、建物の全体形状、前記建物を構成する架構部材の位置と形状、前記架構部材の仕口の位置と種類、及び前記架構部材の継手の位置と種類の組み合わせと、前記建物の所定の指標とを教師データとして機械学習し、前記機械学習の学習結果に、新設する建物の全体形状を入力することで当該建物の全体形状に対応した架構部材の位置と形状を決定し、前記架構部材の位置と形状から、前記架構部材の仕口の位置と種類及び前記架構部材の継手の位置と種類を決定し、決定された前記架構部材の位置と形状、前記架構部材の仕口の位置と種類及び前記架構部材の継手の位置と種類に基づき、新設する前記建物の所定の指標を計算し、前記指標に基づき、前記架構部材の位置と形状、前記架構部材の仕口の位置と種類、及び前記架構部材の継手の位置と種類を選出する。 In order to achieve the above object, the design support device of the first aspect provides the overall shape of a building, the position and shape of structural members that constitute the building, the positions and types of joints of the structural members, and the structural members. Machine learning is performed using a combination of the joint positions and types and the predetermined index of the building as teacher data, and the overall shape of the building is input as the learning result of the machine learning. Determine the position and shape of the corresponding frame member, determine the position and type of the joint of the frame member and the position and type of the joint of the frame member from the position and shape of the frame member, and determine the determined frame Based on the position and shape of the member, the position and type of the joint of the frame member, and the position and type of the joint of the frame member, a predetermined index of the building to be newly constructed is calculated, and based on the index, the structure member The position and shape, the position and type of joints of the frame members, and the position and type of joints of the frame members are selected.
第1の態様によれば、建物の全体形状から適切な架構部材の位置と形状、架構部材の仕口の位置と種類、及び架構部材の継手の位置と種類を選出することを可能にすることができる。 According to the first aspect, it is possible to select appropriate positions and shapes of frame members, positions and types of joints of frame members, and positions and types of joints of frame members from the overall shape of the building. can be done.
第2の態様の設計支援装置は、前記選出された前記架構部材の仕口、及び前記架構部材の継手の寸法を変更して前記指標を計算する。 The design support device of the second aspect calculates the index by changing the joints of the selected frame members and the dimensions of the joints of the frame members.
第2の態様によれば、既存の仕口、継手の寸法から、新設の建物に最適な仕口、継手の寸法を算出することが可能となる。 According to the second aspect, it is possible to calculate the optimum dimensions of the joints and joints for the new building from the dimensions of the existing joints and joints.
第3の態様の設計支援装置は、前記指標は、前記新設する建物の強度又は構造性能である。 In the design support device of the third aspect, the index is the strength or structural performance of the newly constructed building.
第3の態様によれば、所定の強度又は構造性能を備えた建物の設計をすることが可能となる。 According to the third aspect, it is possible to design a building with predetermined strength or structural performance.
第4の態様の設計支援装置は、前記架構部材は、予め定められた長さが設定されており、前記指標は、前記架構部材の組み合わせの有効利用性である。 In the design support device of the fourth aspect, the frame members have a predetermined length, and the indicator is the effective usability of the combination of the frame members.
第4の態様によれば、架構部材を無駄なく効率的に使用することが可能な建物の設計をすることが可能となる。 According to the fourth aspect, it is possible to design a building in which structural members can be efficiently used without waste.
第5の態様の設計支援装置は、前記指標は、前記新設する建物の前記架構部材の間に形成される空間の配置の評価である。 In the design support device of the fifth aspect, the index is an evaluation of the layout of the space formed between the structural members of the building to be newly constructed.
第5の態様によれば、所定の空間性を備えた建物の設計をすることが可能となる。 According to the fifth aspect, it is possible to design a building with a predetermined spatiality.
第6の態様の設計支援装置は、前記新設する建物の全体形状と、前記決定された前記架構部材の仕口の位置と種類、及び前記架構部材の継手の位置と種類との組み合わせを前記教師データに加え、前記機械学習する。 The design support device according to the sixth aspect provides the combination of the overall shape of the new building, the determined position and type of joints of the frame members, and the position and type of joints of the frame members. In addition to data, said machine learning.
第6の態様によれば、教師データを増やすことで学習結果をより最適なものにすることが可能となる。 According to the sixth aspect, it is possible to optimize the learning result by increasing the amount of teacher data.
第7の態様の設計支援装置は、前記架構部材は、木材、木材と鉄骨との組み合わせ、又は木材と鉄筋コンクリートとの組み合わせ、により構成される。 In the design support device of the seventh aspect, the structural member is made of wood, a combination of wood and steel frame, or a combination of wood and reinforced concrete.
第7の態様によれば、様々な材料からなる架構部材を使用した建物の設計をすることが可能となる。 According to the seventh aspect, it is possible to design a building using frame members made of various materials.
第8の態様の設計支援プログラムは、コンピュータを、第1の態様~第6の態様のいずれか1つに記載の設計支援装置を構成する各部として機能させる。 A design support program according to an eighth aspect causes a computer to function as each unit constituting the design support apparatus according to any one of the first to sixth aspects.
第8の態様によれば、建物の全体形状から適切な架構部材の位置と形状、架構部材の仕口の位置と種類、及び架構部材の継手の位置と種類を選出することを可能にすることができる、設計支援プログラムを提供することができる。 According to the eighth aspect, it is possible to select appropriate positions and shapes of frame members, positions and types of joints of frame members, and positions and types of joints of frame members from the overall shape of the building. can provide a design support program.
本発明によれば、建物の全体形状から適切な架構部材の位置と形状、架構部材の仕口の位置と種類、及び架構部材の継手の位置と種類を選出することを可能にすることができる、という効果が得られる。 According to the present invention, it is possible to select appropriate positions and shapes of frame members, positions and types of joints of frame members, and positions and types of joints of frame members from the overall shape of a building. , an effect is obtained.
以下、本開示の実施形態の一例を、図面を参照しつつ説明する。なお、各図面において同一又は等価な構成要素および部分には同一の参照符号を付与している。また、図面の寸法比率は、説明の都合上誇張されており、実際の比率とは異なる場合がある。 An example of an embodiment of the present disclosure will be described below with reference to the drawings. In each drawing, the same or equivalent components and portions are given the same reference numerals. Also, the dimensional ratios in the drawings are exaggerated for convenience of explanation, and may differ from the actual ratios.
図1は、設計支援装置100のハードウェア構成を示すブロック図である。
FIG. 1 is a block diagram showing the hardware configuration of the
図1に示すように、設計支援装置100は、CPU(Central Processing Unit)101、ROM(Read Only Memory)102、RAM(Random Access Memory)103、ストレージ104、通信インタフェース105、入力部106および表示部107を有する。各構成は、バス108を介して相互に通信可能に接続されている。
As shown in FIG. 1, the
CPU101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、CPU101は、ROM102又はストレージ104からプログラムを読み出し、RAM103を作業領域としてプログラムを実行する。CPU101は、ROM102又はストレージ104に記録されているプログラムにしたがって、上記各構成の制御および各種の演算処理を行う。本実施形態では、ROM102又はストレージ104には、プログラム又はデータが格納されている。
A
ROM102は、各種プログラムおよび各種データを格納する。RAM103は、作業領域として一時的にプログラム又はデータを記憶する。ストレージ104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、および各種データを格納する。
The
また、本実施形態では、ストレージ104には、仕口や継手が、種類毎にIDが付与されて管理されている。そして、種類毎に、形状、寸法、使用樹種、既存建物における使用部位、架構の中で果たしている力学的特性などのデータが格納されたデータベースが記憶されている。
ここで、仕口とは、架構部材である柱や梁など、2つ以上の部材を組み合わせ、接合する構造であり、継手とは、柱と柱など2つの部材を接合する構造である。また、本実施形態では、架構部材は木材により構成されるが、これに限定されず、木材と鉄骨との組み合わせ、又は木材と鉄筋コンクリートとの組み合わせ、により構成される場合など、木材以外により構成される場合も含む。
Further, in the present embodiment, the
Here, a joint is a structure that combines and joins two or more members such as columns and beams that are structural members, and a joint is a structure that joins two members such as a column and a column. In addition, in the present embodiment, the structural members are made of wood, but are not limited to this, and may be made of materials other than wood, such as a combination of wood and a steel frame, or a combination of wood and reinforced concrete. including cases where
通信インタフェース105は、サーバ装置(図示せず)等の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、イントラネット、インターネット、イーサネット(登録商標)、FDDI、Wi-Fi(登録商標)等の規格が用いられる。
The
入力部106は、マウス等のポインティングデバイス、およびキーボードを含み、各種の入力を行うために使用される。
The
また、設計支援装置100のユーザが、入力部106を用いて、建物の全体形状や、建物を構成する架構部材の位置などの教師データを入力する。また、新設する建物の全体形状などを入力する。
Also, the user of the
表示部107は、たとえば、液晶ディスプレイであり、CPU101の制御に基づき各種の情報を表示する。本実施形態では、表示部107は、後述する選出部150により選出された架構部材の仕口の位置と種類、継手の位置と種類などを表示する。また、表示部107は、タッチパネル方式を採用して、入力部106として機能しても良い。
The
設計支援装置100は、上記のハードウェア資源を用いて、各種の機能を実現する。設計支援装置100が実現する機能構成について説明する。
The
図2は、設計支援装置100の機能構成の例を示すブロック図である。
FIG. 2 is a block diagram showing an example of the functional configuration of the
図2に示すように、設計支援装置100は、機能構成として、受付部110、学習部120、決定部130、指標計算部140、選出部150を備える。各機能構成は、CPU201がROM202又は記憶部(ストレージ)204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。
As shown in FIG. 2, the
受付部110は、建物の全体形状、建物を構成する架構部材の位置と形状、架構部材の仕口の位置と種類、及び架構部材の継手の位置と種類の組み合わせと、建物の所定の指標と、を受け付ける。
具体的には、建物の全体形状を3Dにモデリングしたデータと、当該データに、当該モデリングした建物を構成する架構部材の位置と形状、仕口の位置と種類、及び継手の位置と種類を入力した建物データと、当該建物データについての後述する指標と、を機械学習の教師データとして受け付ける。
The
Specifically, input the data that models the overall shape of the building in 3D, the position and shape of the structural members that make up the modeled building, the position and type of joints, and the position and type of joints into the data. The building data that has been obtained and the index of the building data, which will be described later, are received as training data for machine learning.
また、かかる教師データは、入力部106を用いてユーザにより入力されるものの他、後述する決定部130により決定された新設する建物の全体形状と、決定された架構部材の仕口の位置と種類、及び架構部材の継手の位置と種類との組み合わせを含んでもよい。すなわち、決定部により決定された新設する建物の全体形状と、決定された架構部材の仕口の位置と種類、及び架構部材の継手の位置と種類との組み合わせと、指標計算部140により計算された指標を教師データとして追加して行くようにしてもよい。これにより、教師データは更新・蓄積されて行き、教師データを増やすことで学習結果をより最適なものにするようにしている。
In addition to being input by the user using the
ここで、ユーザにより入力される教師データは、主として、図3に示すように、既存の建物を元にユーザがモデリングしたデータである。すなわち、図3(A)に示すように、過去に建てられた異なる形状の建物(建物A~建物D)を、図3(B)に示すように、3Dにモデリングしたデータである。そして、当該モデリングしたデータを元に、後述する指標を計算し、教師データを作成する。 Here, the teacher data input by the user is mainly data modeled by the user based on an existing building, as shown in FIG. That is, as shown in FIG. 3(A), buildings of different shapes (buildings A to D) built in the past are modeled in 3D as shown in FIG. 3(B). Then, based on the modeled data, an index, which will be described later, is calculated to create teacher data.
なお、既存の建物を元にモデリングしたデータに限定されず、架空の建物をモデリングしたデータであってもよい。また、既存の建物を元にモデリングしたデータは、ユーザがモデリング用のソフトウェアを用いて作成するが、これに限定されず、既存の建物の平面図などを機械学習することによりモデリングする既知の手法を用いて作成したものであってもよい。 The data is not limited to data modeled based on an existing building, and may be data modeled from a fictitious building. In addition, the data modeled based on the existing building is created by the user using modeling software, but is not limited to this, and is a known method of modeling the floor plan of the existing building by machine learning. may be created using
また、受付部110は、設計支援装置100のユーザにより作成された、機械学習の学習結果に入力する新設する建物の全体形状のデータを受け付ける。
具体的には、新設する建物の全体形状のデータは、図4に示すように、新設する建物の大まかな外観を3Dにモデリングしたデータである。ここで、建物の全体形状のデータは、建物の外側の柱や梁などの架構部材の位置と、架構部材同士の接続情報が含まれる。また、架構部材についての情報、例えば、断面寸法、材料種別、長さ情報が含まれることが望ましい。
The
Specifically, as shown in FIG. 4, the overall shape data of the new building is data obtained by modeling the rough appearance of the new building in 3D. Here, the data of the overall shape of the building includes the positions of structural members such as columns and beams outside the building and connection information between the structural members. It is also desirable to include information about the structural members, such as cross-sectional dimensions, material types, and length information.
学習部120は、受付部110により受け付けた複数の教師データを機械学習することで、学習済みモデルを作成する。学習済みモデルは、例えば、ニューラルネットワークを用いて構成されている。学習済みモデルは、例えば、深層学習(Deep Learning)の対象となる多層ニューラルネットワークである深層ニューラルネットワーク(DNN:Deep Neural Network)を用いて構成されている。DNNとして、例えば、画像を対象とする畳み込みニューラルネットワーク(CNN:Convolutional Neural Network)を用いる。
The
決定部130は、設計支援装置100のユーザにより新設する建物の全体形状が機械学習の学習結果に入力することで当該建物の全体形状に対応した架構部材の位置と形状を決定する。
具体的には、図4に示す新設する建物の全体形状から、図5に示すような全体形状に対応した架構部材の位置と形状が複数パターン得られる。ここで、架構部材の位置は、建物のどこに架構部材を配置するかであり、形状は建物に配置される場合の梁と柱などの架構部材の組み合わせの形状である。
The
Specifically, from the overall shape of the newly constructed building shown in FIG. 4, a plurality of patterns of positions and shapes of frame members corresponding to the overall shape as shown in FIG. 5 are obtained. Here, the position of the frame member is where the frame member is placed in the building, and the shape is the shape of the combination of frame members such as beams and columns when they are placed in the building.
さらに、決定部130は、決定した架構部材の位置と形状から、仕口の位置と種類及び継手の位置と種類を決定する。
具体的には、図5に示す架構部材の位置と形状に、図6に示すような仕口の位置と種類及び継手の位置と種類を追加した複数パターンの仕口の位置と種類及び継手の位置と種類とが得られる。
Further, the
Specifically, the positions and types of joints and the positions and types of joints of multiple patterns, which are obtained by adding the positions and types of joints and the positions and types of joints as shown in FIG. A position and type are obtained.
例えば、図6に示す例では、20箇所の位置に仕口と継手とが得られた例となっている。具体的には、図7に示すように、位置「1」に仕口又は継手ID「001」、位置「2」に仕口又は継手ID「002」、位置「3」に仕口又は継手ID「001」、位置「4」に仕口又は継手ID「001」、位置「5」に仕口又は継手ID「001」、位置「6」に仕口又は継手ID「001」、位置「7」に仕口又は継手ID「002」、位置「8」に仕口又は継手ID「002」、位置「9」に仕口又は継手ID「001」、位置「10」に仕口又は継手ID「001」、位置「11」に仕口又は継手ID「001」、位置「12」に仕口又は継手ID「001」、位置「13」に仕口又は継手ID「002」、位置「14」に仕口又は継手ID「003」、位置「15」に仕口又は継手ID「001」、位置「16」に仕口又は継手ID「002」、位置「17」に仕口又は継手ID「001」、位置「18」に仕口又は継手ID「001」、位置「19」に仕口又は継手ID「003」、位置「20」に仕口又は継手ID「004」、の組み合わせが得られたパターンである。なお、仕口又は継手の種類は、ID「001」~「004」に限定されない。また、仕口と継手の数は20箇所の場合に限定されず、得られたパターンによって異なる数となる。 For example, in the example shown in FIG. 6, joints and joints are obtained at 20 positions. Specifically, as shown in FIG. 7, the connection or joint ID is "001" at position "1", the connection or joint ID is "002" at position "2", and the connection or joint ID is at position "3". "001", connection or joint ID "001" at position "4", connection or joint ID "001" at position "5", connection or joint ID "001" at position "6", position "7" Connection or joint ID "002" at position "8" Connection or joint ID "002" at position "9" Connection or joint ID "001" at position "10" ", connection or joint ID "001" at position "11", connection or joint ID "001" at position "12", connection or joint ID "002" at position "13", and connection or joint ID "002" at position "14". Connection or joint ID '003', connection or joint ID '001' at position '15', connection or joint ID '002' at position '16', connection or joint ID '001' at position '17', A combination of a connection or joint ID "001" at position "18", a connection or joint ID "003" at position "19", and a connection or joint ID "004" at position "20". be. The types of joints or joints are not limited to IDs "001" to "004". Also, the number of joints and joints is not limited to 20, but varies depending on the pattern obtained.
すなわち、決定部130は、学習済みモデルに、新設する建物の全体形状が入力されることにより、複数パターンの架構部材の位置と形状と、複数パターンの仕口の位置と種類及び架構部材の継手の位置と種類、とを決定する。
なお、架構部材の位置と形状を決定してから仕口の位置と種類及び架構部材の継手の位置と種類を決定する場合の他、架構部材の位置と形状を決定しつつ、仕口の位置と種類及び架構部材の継手の位置と種類を決定する場合も含む。
That is, by inputting the overall shape of the new building to the learned model, the determining
In addition to the case where the position and type of joints and the position and type of joints of frame members are determined after determining the position and shape of frame members, the position and type of joints are determined while determining the position and shape of frame members. and type, and the location and type of structural member joints.
指標計算部140は、決定部130により決定された架構部材の位置と形状、仕口及び継手の位置と種類に基づき、新設する建物の所定の指標を計算する。
The
つぎに、指標の具体例について説明する。 Next, specific examples of indices will be described.
指標は、建物の強度又は構造性能である。指標計算部140は、決定部130により決定された架構部材の位置と形状、仕口及び継手の位置と種類毎の強度又は構造性能を算出する。そして、強度又は構造性能が高いものの評価を上げ、低いものの評価を下げる。なお、強度又は構造性能が高ければ高いほど評価を上げる場合に限定されず、所定のしきい値を超えていれば最も良い評価としてもよい。
The indicator is the strength or structural performance of the building. The
ここで、建物の強度は、耐震性能(曲げ剛性、せん断剛性、強度)や耐風圧力、せん断力等、法規上や使用用途上満たさねばならないものなどである。また、建物の構造性能は、梁や柱などの性能を高めることによって、柱のない大空間や天井高さを確保できる場合など空間性に好影響を与えるものなどである。なお、建物の強度と構造性能とを厳密に分ける必要はなく、建物が満たす力学的な性能を意味するものであれば足りる。 Here, the strength of a building includes seismic performance (bending rigidity, shear rigidity, strength), wind pressure resistance, shear force, etc., which must be satisfied in terms of regulations and usage. In addition, the structural performance of a building has a positive effect on spatiality, such as when it is possible to secure a large space without columns and high ceiling height by improving the performance of beams and columns. Note that it is not necessary to strictly separate the strength and structural performance of a building;
また、指標は、架構部材の組み合わせの有効利用性である。
架構部材の組み合わせの有効利用性は、使用できる架構部材の材料の種類や長さに対して、無駄をなくし、適材適所に配置できているかどうかを評価する指標である。
すなわち、架構部材の材料である柱や梁は、予め定めた長さに設定されていることが多く、予め定めた長さ以外の架構部材の組み合わせは、架構部材の材料を無駄にするとして評価を下げ、予め定めた長さで架構部材を組み合わせることができる場合は、架構部材の材料を有効利用するとして評価を上げる。
Also, the indicator is the effective utilization of the combination of frame members.
The effective utilization of the combination of frame members is an index for evaluating whether or not waste is eliminated and the right materials are placed in the right places for the types and lengths of materials that can be used for the frame members.
In other words, the columns and beams that are the materials of the structural members are often set to a predetermined length, and the combination of structural members with lengths other than the predetermined length is evaluated as wasting the materials of the structural members. If it is possible to combine structural members with a predetermined length, the evaluation will be raised as effective use of the materials for the structural members.
また、指標は、新設する建物の架構部材の間に形成される空間の配置である。
空間の配置は、例えば、部屋Rの広さなどであり、まとまった広い空間が確保できる場合は、評価を上げて、確保できる空間が小さい場合は、評価を下げる。図8に示す例では、図8(A)は、広い部屋Rが形成されており、まとまった空間が確保できていることから評価が高く、図8(B)は、広い部屋Rが形成されておらず、まとまった空間が確保できていないことから評価が低くなる。
Also, the index is the layout of the space formed between the structural members of the newly constructed building.
The layout of the space is, for example, the size of the room R, and if a large space can be secured, the evaluation is raised, and if the space that can be secured is small, the evaluation is lowered. In the examples shown in FIGS. 8A and 8B, a large room R is formed and a cohesive space is secured, so the evaluation is high, and FIG. The evaluation is low because it is not possible to secure a coherent space.
また、空間の配置は、単なる部屋Rの広さに限定されず、指標を部屋Rの広さ以外の要素から評価する場合も含む。この場合は、部屋R同士のつながりなどから部屋Rの広さ以外の要素を考慮して建物の間取りを評価する既知の手法(例えば、塚本由晴,奥矢恵,坂本一成“住宅作品における架構表現による構成単位の分節” 日本建築学会計画系論文集第480号、 長谷川豪,塚本由晴,田中正洋“空間の大きさを比較する室の配列 現代建築作品の空間構成における同一性と差異(2)” 日本建築学会計画系論文集第79巻第699号など)を使用してもよい。 Moreover, the layout of the space is not limited to the mere size of the room R, and includes the case where the index is evaluated from factors other than the size of the room R. In this case, a known method of evaluating the floor plan of a building in consideration of elements other than the size of the rooms R, such as the connection between the rooms R ``Architectural Institute of Japan, Journal of Planning and Planning, No. 480'', Go Hasegawa, Yoshiharu Tsukamoto, Masahiro Tanaka, ``Arrangement of rooms comparing the size of space: Sameness and difference in the spatial composition of contemporary architectural works (2)'' "Architectural Institute of Japan, Journal of Planning, Vol. 79, No. 699, etc.) may be used.
また、空間の配置には、部屋Rの広さだけではなく、建物内を人が移動する経路である動線Pが最適であるかを含んでもよい。例えば、図9(A)に示すように、動線Pがシンプル、すなわち、玄関や扉の位置などの開口Gからの動線Pが短いことや曲がり角が少ない場合は評価が高く、図9(B)に示すように、動線Pが煩雑、すなわち、動線Pが長いことや曲がり角が多い場合は評価が低くなる。かかる場合は、教師データに玄関や扉の位置などの開口Gの情報を含んで学習させ、架構部材の位置に玄関や扉の位置などの開口Gの情報を含むようにする。また、動線Pが最適であるかは、単に動線Pがシンプルか否かで評価される場合に限定されず、上述した空間の配置と同様に、建物の間取りを評価する既知の手法を用いることで算出してもよい。 In addition, the layout of the space may include not only the size of the room R but also whether or not the line of flow P, which is the path along which people move within the building, is optimal. For example, as shown in FIG. 9(A), when the line of flow P is simple, that is, when the line of flow P from the opening G such as the entrance or the door is short and there are few turns, the evaluation is high. As shown in B), when the line of flow P is complicated, that is, when the line of flow P is long or has many turns, the evaluation is low. In such a case, the teacher data includes information on the opening G such as the position of the entrance and the door for learning, and the position of the structural member includes the information on the opening G such as the position of the entrance and the door. In addition, whether the flow line P is optimal is not limited to the case where the flow line P is simply evaluated based on whether it is simple or not. It may be calculated by using
また、指標は、上述したものに限定されない。例えば、建物の外観の逓減率の大きさや、架構部材の組み合わせが黄金比になっている、開口Gの位置から推測される風通しが良いか悪いか、方角を元に推測される日当たりが良いか悪いかなどの、他の指標を採用してもよい。また、仕口や継手が視認可能である場合に、仕口や継手のきれいさを予めポイント化しておき、決定された仕口や継手によって、合計のポイントを計数して、合計のポイントの高い仕口の位置と種類とを算出するようにしてもよい。 Also, the indicators are not limited to those described above. For example, the size of the gradual decrease rate of the exterior of the building, the golden ratio of the combination of structural members, whether the ventilation is good or bad as estimated from the position of the opening G, whether the sunshine is good as estimated based on the direction Other indicators, such as bad, may be employed. In addition, when the joints and joints are visible, the cleanliness of the joints and joints is converted into points in advance, and the total points are counted according to the determined joints and joints, and the total points are calculated. The position and type of joints may be calculated.
選出部150は、指標に基づき、架構部材の位置と形状、架構部材の仕口の位置と種類、及び架構部材の継手の位置と種類とを選出する。
すなわち、決定部130により決定された架構部材の位置と形状、仕口の位置と種類、及び継手の位置と種類のうちから、指標計算部140により計算された指標が予め定められた条件を満たす架構部材の位置と形状、仕口の位置と種類、及び継手の位置と種類を選出する。
The
That is, the index calculated by the
かかる選出は、予め定められたフィルタリング(重み付け)を行い、選出する。例えば、図10(A)~図10(F)に示すように、決定部130により、6パターンの架構部材の位置と形状、仕口の位置と種類、及び継手の位置と種類が決定された場合について説明する。本例では、指標1は建物の強度又は構造性能であり、指標2は架構部材の組み合わせの有効利用性であり、指標3は架構部材の間に形成される空間の配置である。指標計算部140による計算の結果、図10(A)のパターンは、指標1が優、指標2が優、指標3が可、であり、図10(B)のパターンは、指標1が優、指標2が可、指標3が優、であり、図10(C)のパターンは、指標1が優、指標2が優、指標3が可、であり、図10(D)のパターンは、指標1が可、指標2が優、指標3が可、であり、図10(E)のパターンは、指標1が可、指標2が可、指標3が可、であり、図10(F)のパターンは、指標1が優、指標2が可、指標3が優、である。このような場合に、本例では、指標1と指標3とについて重み付けを行い、指標1と指標3とが優であるパターン(図10(B)と図10(F)のパターン)とが選出される。
Such selection is performed by performing predetermined filtering (weighting). For example, as shown in FIGS. 10(A) to 10(F), the
なお、指標を組み合わせて、選出する場合に限定されず、指標を1つのみ使用して選出してもよい。 It should be noted that the selection is not limited to a combination of indices, and selection may be made using only one index.
かかる選出部150による選出は、決定部130により決定された架構部材の位置と形状、仕口の位置と種類、及び継手の位置と種類から選出された架構部材の位置と形状、仕口の位置と種類、及び継手の位置と種類を抽出して表示部107に表示することでユーザに示す場合や、決定部130により決定された全て又は多数の架構部材の位置と形状、仕口の位置と種類、及び継手の位置と種類を表示部107に表示しつつ、最適な架構部材の位置と形状、仕口の位置と種類、及び継手の位置と種類とを目立つように表示することや、決定部130により決定された全て又は多数の架構部材の位置と形状、仕口の位置と種類、及び継手の位置と種類を最適な順に表示部107にランキング表示することでユーザに示す場合も含む。
The selection by the
次に、設計支援装置100の作用について説明する。
Next, the operation of the
図11は、設計支援装置100による学習フェーズの流れを示すフローチャートである。CPU101がROM102又はストレージ104からプログラムを読み出して、RAM103に展開して実行することにより、学習フェーズが行なわれる。
FIG. 11 is a flow chart showing the flow of the learning phase by the
まず、ステップS100において、CPU101(受付部110)により、ユーザからの教師データを受け付ける。そして、次のステップS102に進む。 First, in step S100, CPU 101 (accepting unit 110) accepts teacher data from a user. Then, the process proceeds to the next step S102.
ステップS102において、CPU101(学習部120)により、機械学習を行い、学習済みモデルを作成する。そして、次のステップS104に進む。 In step S102, CPU 101 (learning unit 120) performs machine learning to create a trained model. Then, the process proceeds to the next step S104.
ステップS104において、CPU101(学習部120)により、ステップS102で作成した学習済みモデルをストレージ104に格納する。そして、処理を終了する。
In step S<b>104 , CPU 101 (learning unit 120 ) stores the trained model created in step S<b>102 in
図12は、設計支援装置100による運用フェーズの流れを示すフローチャートである。CPU101がROM102又はストレージ104からプログラムを読み出して、RAM103に展開して実行することにより、運用フェーズが行なわれる。
FIG. 12 is a flow chart showing the operation phase flow of the
まず、ステップS200において、CPU101(受付部110)により、新設する建物の全体形状を受け付ける。そして、次のステップS202に進む。 First, in step S200, CPU 101 (receiving unit 110) receives the overall shape of a new building. Then, the process proceeds to the next step S202.
ステップS202において、CPU101(決定部130)により、図11に示すステップS104でストレージ104に格納された学習済みモデルにステップS200で受け付けた新設する建物の全体形状を入力する。そして、次のステップS204に進む。
In step S202, CPU 101 (determining unit 130) inputs the overall shape of the new building received in step S200 to the learned model stored in
ステップS204において、CPU101(決定部130)により、新設する建物の全体形状に対応した複数パターンの架構部材の位置と形状とを決定する。そして、次のステップS206に進む。 In step S204, the CPU 101 (determination unit 130) determines positions and shapes of multiple patterns of structural members corresponding to the overall shape of the newly constructed building. Then, the process proceeds to the next step S206.
ステップS206において、CPU101(決定部130)により、ステップS204で決定された架構部材の位置と形状から、複数パターンの仕口の位置と種類及び架構部材の継手の位置と種類を決定する。そして、次のステップS208に進む。 In step S206, the CPU 101 (determining unit 130) determines the positions and types of joints of a plurality of patterns and the positions and types of joints of the frame members from the positions and shapes of the frame members determined in step S204. Then, the process proceeds to the next step S208.
ステップS208において、CPU101(指標計算部140)により、ステップS204とステップS206とで決定された複数パターンの架構部材の位置と形状と、複数パターンの仕口の位置と種類及び架構部材の継手の位置と種類に基づき、新設する建物の指標を計算する。そして、次のステップS210に進む。 In step S208, the CPU 101 (index calculation unit 140) determines the positions and shapes of the multiple patterns of structural members determined in steps S204 and S206, the positions and types of the multiple patterns of joints, and the positions of the joints of the structural members. and type to calculate the index of the new building. Then, the process proceeds to the next step S210.
ステップS210において、CPU101(選出部150)により、ステップS208で計算された指標に基づいて、架構部材の位置と形状、架構部材の仕口の位置と種類、及び架構部材の継手の位置と種類とを選出する。そして、処理を終了する。 In step S210, the CPU 101 (selection unit 150) determines the position and shape of the frame member, the position and type of the joint of the frame member, and the position and type of the joint of the frame member based on the index calculated in step S208. to elect. Then, the process ends.
なお、ステップS204とステップS206とを別のステップとして処理せず、同じステップで処理してもよい。 It should be noted that step S204 and step S206 may not be processed as separate steps, but may be processed in the same step.
また、図11に示す学習フェーズと図12に示す運用フェーズとを同じ設計支援装置100が実行するものとして説明したが、これに限定されない。例えば、学習フェーズを実行する装置と、運用フェーズを実行する装置とに分けてもよい。
Also, the learning phase shown in FIG. 11 and the operation phase shown in FIG. 12 have been described as being executed by the same
なお、上記実施形態でCPU101がソフトウェア(プログラム)を読み込んで実行した処理を、CPU101以外の各種のプロセッサが実行しても良い。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、各処理を、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(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。
Various processors other than the
また、上記実施形態では、各処理のプログラムがROM102又はストレージ104に予め記憶(インストール)されている態様を説明したが、これに限定されない。プログラムは、CD-ROM(Compact Disk Read Only Memory)、DVD-ROM(Digital Versatile Disk Read Only Memory)、及びUSB(Universal Serial Bus)メモリ等の記録媒体に記録された形態で提供されてもよい。また、プログラムは、ネットワークを介して外部装置からダウンロードされる形態としても良い。
Further, in the above-described embodiment, the program for each process has been pre-stored (installed) in the
(変形例)
本発明は、上述した実施形態に限定されるものではなく、この発明の要旨を逸脱しない範囲内で様々な変形や応用が可能である。
(Modification)
The present invention is not limited to the embodiments described above, and various modifications and applications are possible without departing from the gist of the present invention.
選出部150により選出された架構部材の仕口、及び架構部材の継手の寸法を変更して指標を計算するようにしてもよい。すなわち、選出部150により選出された仕口、継手を元に、寸法を予め定めた範囲内で、例えば、数ミリメートルから数センチメートル寸法を変更して、調整したパターンについても指標を計算するようにしてもよい。
例えば、図13に示すように、仕口の接合部の縦方向の長さをM1からM2に変更し、横方向の長さをL1からL2に変更して、指標を計算する。なお、変更する寸法は、縦方向や横方向に限定されず、例えば、仕口の接合部の角度などの他の寸法であってもよい。
The indices may be calculated by changing the joints of the frame members selected by the
For example, as shown in FIG. 13, the index is calculated by changing the vertical length of the joining portion of the joint from M1 to M2 and changing the horizontal length from L1 to L2. In addition, the dimension to be changed is not limited to the vertical direction or the horizontal direction, and other dimensions such as the angle of the joining portion of the joint may be used.
100 設計支援装置
101 CPU
102 ROM
103 RAM
104 ストレージ
105 通信インタフェース
106 入力部
107 表示部
108 バス
110 受付部
120 学習部
130 決定部
140 指標計算部
150 選出部
100
102 ROMs
103 RAM
104
Claims (8)
前記機械学習の学習結果に、新設する建物の全体形状を入力することで当該建物の全体形状に対応した架構部材の位置と形状を決定し、
前記架構部材の位置と形状から、前記架構部材の仕口の位置と種類及び前記架構部材の継手の位置と種類を決定し、
決定された前記架構部材の位置と形状、前記架構部材の仕口の位置と種類及び前記架構部材の継手の位置と種類に基づき、新設する前記建物の所定の指標を計算し、
前記指標に基づき、前記架構部材の位置と形状、前記架構部材の仕口の位置と種類、及び前記架構部材の継手の位置と種類を選出する設計支援装置。 A combination of the overall shape of the building, the position and shape of the structural members that make up the building, the position and type of joints of the structural members, the position and type of joints of the structural members, and a predetermined index of the building. machine learning as training data,
By inputting the overall shape of the building to be newly constructed as the learning result of the machine learning, the position and shape of the structural members corresponding to the overall shape of the building are determined,
determining the position and type of the joint of the frame member and the position and type of the joint of the frame member from the position and shape of the frame member;
calculating a predetermined index of the building to be newly constructed based on the determined positions and shapes of the frame members, positions and types of joints of the frame members, and positions and types of joints of the frame members;
A design support device that selects the position and shape of the frame member, the position and type of the joint of the frame member, and the position and type of the joint of the frame member based on the index.
前記指標は、前記架構部材の組み合わせの有効利用性である請求項1~3の何れか1項に記載の設計支援装置。 The frame member has a predetermined length,
4. The design support device according to any one of claims 1 to 3, wherein said index is effective utilization of a combination of said structural members.
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