JP7276162B2 - 設計支援装置、設計支援システム及び設計支援プログラム - Google Patents
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本発明は、建物に関する設計を支援する設計支援装置、そのような設計支援装置を備える設計支援システム、及びそのような設計支援装置を実現するための設計支援プログラムに関する。
建物の設計をコンピュータで支援するCAD(Computer Aided Design )システムが普及している。CADシステムによる建物の設計に際しては、設計した柱等の部材の配置が設計上好ましくない場合、配置そのものが不可能な場合等の禁則事項が発生する場合がある。例えば、特許文献1では、設置不可能な柱状部材の割付を禁止する設計支援装置が開示されている。
建物の設計に際しての禁則事項は、特許文献1にて開示されている状況以外にも様々な状況があり、このような禁則事項の自動検出が求められている。
本発明は斯かる事情に鑑みてなされたものであり、設計支援の際に禁則事項を検出する設計支援装置の提供を主たる目的とする。
また、本発明は、本発明に係る設計支援装置を実現するための設計支援プログラムの提供を更に他の目的とする。
上記課題を解決するために本願記載の設計支援装置は、第1水平方向及び第1水平方向と直交する第2水平方向に平行な線分で外形が形成された建物に水平断面の長手方向が所定長のラーメン柱を配置する設計を支援する設計支援装置であって、建物の相対する外形線の間が所定長である区間に対し、相対する外形線の間を長手方向で繋ぐラーメン柱の配置を禁則事項として検出する検出手段を備えることを特徴とする。
更に、本願記載の設計支援装置は、第1水平方向及び第1水平方向と直交する第2水平方向に平行な線分で外形が形成された建物に水平断面の長手方向が所定長のラーメン柱を配置する設計を支援する設計支援装置であって、第1水平方向に走査して、第2水平方向に平行な外形線に挟まれた建物内部の区間を抽出する第1抽出手段と、第2水平方向に走査して、第1水平方向に平行な外形線に挟まれた建物内部の区間を抽出する第2抽出手段と、前記第1抽出手段又は第2抽出手段にて抽出した区間の長さが所定長である場合に、抽出した区間を長手方向で繋ぐラーメン柱の配置を禁則事項として検出する検出手段とを備えることを特徴とする。
また、前記設計支援装置において、前記検出手段が禁則事項として検出したラーメン柱の配置のうちで、長手方向の先端位置から延伸した方向へ、建物の外形線が延びるように配置されるラーメン柱を、禁則事項としての検出の対象から除外する除外手段を備えることを特徴とする。
また、前記設計支援装置において、前記建物の外形線は、階毎の建物の内部を、屋外及び中庭から区分する壁であることを特徴とする。
また、前記設計支援装置において、前記ラーメン柱は、H形鋼をH字の横方向に重畳した形状をなすWH形鋼を用いて形成されていることを特徴とする。
更に、本願記載の設計支援プログラムは、コンピュータに、第1水平方向及び第1水平方向と直交する第2水平方向に平行な線分で外形が形成された建物に水平断面の長手方向が所定長のラーメン柱を配置する設計を支援させる設計支援プログラムであって、コンピュータに、建物の相対する外形線の間が所定長である区間に対し、相対する外形線の間を長手方向で繋ぐラーメン柱の配置を禁則事項として検出するステップを実行させることを特徴とする。
従って、本願記載の設計支援装置及び設計支援プログラムは、建物の設計に際しての禁則事項を検出する。
本発明では、第1水平方向及び第2水平方向に平行な線分で外形が形成された建物の設計に際し、禁則事項となる条件に合致する状態を検出する。これにより、建物の設計に際しての問題の発生を抑制することが可能である等、優れた効果を奏する。
以下、本発明の実施形態について詳述する。なお、以下の実施形態は、本発明を具現化した一例であって、本発明の技術範囲を限定する性格のものではない。
<システム構成>
図1は、本願記載の設計支援装置1を用いたシステム構成の一例を示す説明図である。本願記載の設計支援システムは、住宅等の建物に関する伏図等の図面を作成及び表示するCAD(Computer Aided Design )システム等のシステムを実行可能な設計支援装置1を備えるシステムである。設計支援装置1は、CAD設計システムを搭載したデスクトップ型コンピュータ、ノート型コンピュータ、タブレット型コンピュータ等のコンピュータを用いて構成されている。設計支援装置1は、インターネット、WAN(Wide Area Network )、LAN(Local Area Network)、専用通信網等の通信網NWに接続されている。設計支援装置1は、図面作成用のCADシステムとして、建物の設計担当者に使用される。
図1は、本願記載の設計支援装置1を用いたシステム構成の一例を示す説明図である。本願記載の設計支援システムは、住宅等の建物に関する伏図等の図面を作成及び表示するCAD(Computer Aided Design )システム等のシステムを実行可能な設計支援装置1を備えるシステムである。設計支援装置1は、CAD設計システムを搭載したデスクトップ型コンピュータ、ノート型コンピュータ、タブレット型コンピュータ等のコンピュータを用いて構成されている。設計支援装置1は、インターネット、WAN(Wide Area Network )、LAN(Local Area Network)、専用通信網等の通信網NWに接続されている。設計支援装置1は、図面作成用のCADシステムとして、建物の設計担当者に使用される。
通信網NWには、CADシステムの基幹システムを構成する基幹装置2が接続されている。更に、通信網NWには、建築物に関する構造計算を行う構造設計部門で使用される構造設計支援装置3、商品開発部等の管理部門で使用される管理支援装置4、工場、倉庫等の生産物流部門で使用される生産支援装置5等の各種装置が接続されている。
基幹装置2は、サーバコンピュータとして用いられる汎用コンピュータ等のコンピュータを用いて構成されている。基幹装置2は、CAD情報データベースDB1、構造情報データベースDB2、管理情報データベースDB3等の各種データベースを記録又は通信可能に接続している。
CAD情報データベースDB1は、各建築物の構造を示すCADデータが記録されているデータベースである。構造情報データベースDB2は、CADデータに基づいて構造に関する各種処理及び演算をするための規格、数式、設定事項等の各種データが記録されているデータベースである。管理情報データベースDB3は、顧客管理、施工管理、物流管理、営業管理等の各種管理事項に関する情報が記録されているデータベースである。
設計支援装置1等の各種装置は、通信網NWを介して基幹装置2にアクセスし、各種データベースに記録されている情報を読み取り、また情報の書き込みを行うことができる。
<装置のハードウェア構成>
次に、設計支援システムにて用いられる各種装置の構成例について説明する。図2は、本願記載の設計支援システムにて用いられる各種装置の構成例を概念的に示すブロック図である。設計支援装置1は、制御部10、記録部11、記憶部12、入力部13、表示部14、通信部15等の各種構成を備えている。
次に、設計支援システムにて用いられる各種装置の構成例について説明する。図2は、本願記載の設計支援システムにて用いられる各種装置の構成例を概念的に示すブロック図である。設計支援装置1は、制御部10、記録部11、記憶部12、入力部13、表示部14、通信部15等の各種構成を備えている。
制御部10は、情報処理回路、計時回路、レジスタ回路等の各種回路を備え、装置全体を制御する処理を実行するCPU(Central Processing Unit )等のプロセッサである。
記録部11は、ハードディスク、RAID(Redundant Arrays of Inexpensive Disks )、フラッシュメモリ等の不揮発性メモリ、及び各種RAM(Random Access Memory)等の揮発性メモリを用いて構成される回路であり、様々な情報を記録している。記録部11には、基本プログラム(OS:Operating System)、基本プログラム上で動作する応用プログラム(アプリケーションプログラム)等のプログラムを記録している。応用プログラムとしては、CADシステムを実現するためのCADプログラム110、本願記載の設計支援装置1を実現するための設計支援プログラム111等の各種プログラムが記録されている。設計支援プログラム111は、例えば、CADプログラム110上のツールとして実行される。
また、記録部11の記録領域の一部は、CAD情報データベース112、構造情報データベース113、管理情報データベース114等の各種データベースとして用いられる。CAD情報データベース112、構造情報データベース113、管理情報データベース114等の各種データベースの記録内容は、通信網NWに接続されている同名のデータベースと実質的に同様又はその一部を抽出したローカル用のデータベースである。
例えば、構造情報データベース113には、基幹装置2を介して通信網NWに接続されている構造情報データベースDB2と同様に、CADデータに基づいて構造に関する各種処理及び演算をするための規格、基準値、数式、設定事項等の各種データが記録されている。
記憶部12は、揮発性メモリを用いて構成される回路であり、各種プログラムの実行に際して発生するデータを一時的に記憶する。なお、便宜上、記録部11及び記憶部12を異なる回路として示しているが、一の回路で構成しても良く、また相互にその機能を補完することも可能である。
入力部13は、キーボード、マウス、タッチパネル、デジタイザ等のデバイスである。表示部14は、液晶ディスプレイ等のデバイスである。なお、入力部13及び表示部14を、例えば、薄板状をなす液晶ディスプレイ及びタッチパネルを積層した液晶タッチパネルとして備えるようにしてもよい。
通信部15は、LANアダプタ、アンテナ及び制御回路等のデバイスであり、有線通信又は無線通信にて通信網NWに接続し、各種データベースを含む各種装置と通信する。
以上例示した様々な構成を備えるコンピュータは、制御部10の制御により、記録部11に記録されているCADプログラム110、設計支援プログラム111等の各種プログラムを読み取り、適宜、記憶部12に各種情報を記憶させ、各種手順を実行することにより、設計支援装置1として動作する。
なお、各種データベースへのアクセスについては、制御部10及び通信部15をアクセス手段として、通信網NWを介して接続されている基幹装置2が備える各種データベースにアクセスしてもよく、制御部10をアクセス手段として、記録部11に記録されているローカルの各種データベースにアクセスしてもよい。以降では、記録部11に記録されているローカルの各種データベースにアクセスする形態を例示して説明する。
<装置のソフトウェア処理>
次に、設計支援システムにて用いられる設計支援装置1の処理について説明する。図3は、本願記載の設計支援装置1の禁則事項検出処理の一例を示すフローチャートである。禁則事項検出処理では、設計担当者の操作による手動処理又は自動処理により建物内に配置されたラーメン柱の配置が禁則事項に該当するか否かを検出する処理である。本願では、建物内に配置するラーメン柱としてWH形鋼ラーメン柱を用いた形態を例示して説明する。なお、本願でいうWH形鋼ラーメン柱とは、特許第6382363号公報に記載されているように2つのH形鋼を長手方向に組み合わせた断面形状をなすWH形鋼を用いたラーメン柱を示している。即ち、本願では、ラーメン柱として、H形鋼をH字の横方向に重畳した形状をなすWH形鋼を用いて形成されたWH形鋼ラーメン柱を用いた形態を例示して説明する。また、本願では、WH形鋼ラーメン柱の水平断面の長手方向の長さである500mmが所定長として、例えば、構造情報データベース113に設定されている形態について説明する。
次に、設計支援システムにて用いられる設計支援装置1の処理について説明する。図3は、本願記載の設計支援装置1の禁則事項検出処理の一例を示すフローチャートである。禁則事項検出処理では、設計担当者の操作による手動処理又は自動処理により建物内に配置されたラーメン柱の配置が禁則事項に該当するか否かを検出する処理である。本願では、建物内に配置するラーメン柱としてWH形鋼ラーメン柱を用いた形態を例示して説明する。なお、本願でいうWH形鋼ラーメン柱とは、特許第6382363号公報に記載されているように2つのH形鋼を長手方向に組み合わせた断面形状をなすWH形鋼を用いたラーメン柱を示している。即ち、本願では、ラーメン柱として、H形鋼をH字の横方向に重畳した形状をなすWH形鋼を用いて形成されたWH形鋼ラーメン柱を用いた形態を例示して説明する。また、本願では、WH形鋼ラーメン柱の水平断面の長手方向の長さである500mmが所定長として、例えば、構造情報データベース113に設定されている形態について説明する。
設計支援装置1が備える制御部10は、CADプログラム110、設計支援プログラム111等の各種プログラムを実行することにより、禁則事項検出処理を実行する。設計支援装置1が備える制御部10は、CAD処理を実行する(ステップS1)。ステップS1のCAD処理とは、CADシステムによる設計支援処理を示している。CAD処理では、CAD情報データベース112にアクセスし、建物IDに対応付けて記録されているCADデータ、予め記録されている基本プランとなるCADデータ等のCADデータを抽出し、適宜、内容の追加及び変更を行うことにより行われる。
制御部10は、CAD処理中のCADデータから設計中の建物の外形線を示す情報を読み取る(ステップS2)。ステップS2は、処理の対象となる建物の階に対し、水平方向の外形線を読み取る処理である。ステップS2にて読み取る外形線とは、建物の外縁となる外壁の他、敷地内の外部空間として形成される中庭に面する建物の壁も含まれる。即ち、建物の外形線とは、階毎の建物の内部を、屋外又は中庭から区分する壁である。
図4は、本願記載の設計支援装置1による処理の一例を概念的に示す模式図である。図4は、ステップS2において、設計支援装置1が、建物の外形線を読み取った状態を概念的に示している。本願実施形態では、図4において、横方向として示す第1水平方向に平行な横の線分及び縦方向として示す第2水平方向に平行な縦の線分にて外形線が形成される略多角形状をなす建物を処理の対象とする。図4中で、多角形を構成する縦横の線分は、処理の対象となる階において、建物の水平方向の外形となる外壁を示しており、多角形の内部が建物の内部となる領域を示している。建物の内部において、右上部分に示されている正方形は、建物の中庭を示している。図4中の「500」との数値は、ミリメートル単位の長さを示しており、所定長を基準とした建物の大きさを示す尺度となっている。
図3のフローチャートに戻り、制御部10は、読み取った外形線にて形成される建物の内部に対し、第1水平方向に走査して、外形線に挟まれた建物内部の区間を抽出する(ステップS3)。
図5は、本願記載の設計支援装置1による処理の一例を概念的に示す模式図である。図5は、ステップS3において、設計支援装置1が、第1水平方向に走査して建物内部の区間を抽出した状態を概念的に示している。図5中で、第1水平方向とは、X軸方向(横方向)であり、ステップS3では、建物内部をX軸方向に走査する処理を1/2所定長の間隔で行う。本願で例示する形態において、所定長は500mmに設定されていることから、走査間隔は250mmに設定されており、図5では、250mm間隔の走査線を太線で示している。外形線に挟まれた区間とは、一の走査線上で、相対する壁の間の線分を示している。なお、線分として抽出される区間は、建物内部の区間に限られるため、中庭内から区間が抽出されることはない。
図3のフローチャートに戻り、制御部10は、読み取った外形線にて形成される建物の内部に対し、第1水平方向に直交する第2水平方向に走査して、外形線に挟まれた建物内部の区間を抽出する(ステップS4)。
図6は、本願記載の設計支援装置1による処理の一例を概念的に示す模式図である。図6は、ステップS4において、設計支援装置1が、第2水平方向に走査して建物内部の区間を抽出した状態を概念的に示している。図6中で、第2水平方向とは、X軸方向に直交するY軸方向(縦方向)であり、ステップS4では、建物内部をY軸方向に走査する処理を1/2所定長の間隔で行う。本願で例示する形態において、走査間隔は250mmに設定されており、図6では、250mmの間隔の走査線を太線で示している。即ち、ステップS4は、ステップS3と同様の処理をY軸方向に対して実施する処理である。
図3のフローチャートに戻り、制御部10は、CADデータから、処理の対象となる建物の階に配置されるラーメン柱の種類及び配置位置並びに水平断面の長手方向の長さを示す情報を読み取る(ステップS5)。ステップS5において、ラーメン柱の種類、配置位置等の情報は、CADデータから読み取ることになる。また、ステップS5において、水平断面の長手方向の長さとは所定長であることから、構造情報データベース113に記録されている部材の規格から読み取るようにしてもよい。
図7は、本願記載の設計支援装置1による処理の一例を概念的に示す模式図である。図7は、ステップS2にて読み取った建物の外形線上に、ステップS5にて読み取ったラーメン柱を配置した状態を概念的に示している。前述の様に、本願形態として例示するラーメン柱は、WH形鋼ラーメン柱であり、図7では、A、B、C、…、Gとして示すWH形鋼ラーメン柱の断面を模した記号にて、ラーメン柱の配置を示している。前述のように、本願形態における所定長は、配置するラーメン柱の水平断面の長手方向の長さを基準に設定されており、500mmとなる。
図3のフローチャートに戻り、制御部10は、配置されているWH形鋼ラーメン柱のうちで、配置すべきではない配置位置に配置された禁則事項に該当するWH形鋼ラーメン柱の配置を検出する(ステップS6)。ステップS6で検出する条件となる禁則事項は、建物の相対する外形線の間が所定長である区間に対し、相対する外形線の間を長手方向で繋ぐWH形鋼ラーメン柱の配置である。即ち、ステップS3及びステップS4の走査により抽出した区間の長さが、所定長であるWH形鋼ラーメン柱の長手方向の長さと略合致しており、かつその区間を走査方向に沿った長手方向で繋ぐようにWH形鋼ラーメン柱が配置されている場合、そのラーメン柱の配置を禁則事項として検出する。言い換えれば、相対する壁の間を長手方向で繋ぐようにWH形鋼ラーメン柱が配置され、WH形鋼ラーメン柱により塞がれている場合、禁則事項に該当することになる。例えば、図7に例示した模式図では、WH形鋼ラーメン柱のうち、A、B、E及びFで示したラーメン柱の配置が、ステップS6で検出される禁則事項に該当することになる。
制御部10は、ステップS6にて禁則事項として検出したWH形鋼ラーメン柱のうちで、長手方向の先端位置から延伸した方向へ、建物の外形線が延びるように配置されるWH形鋼ラーメン柱を、禁則事項としての検出の対象から除外する(ステップS7)。例えば、図7に例示した模式図では、ステップS6にて禁則事項に該当するとして検出されたWH形鋼ラーメン柱のうち、B及びFで示したWH形鋼ラーメン柱の配置については、禁則事項としての検出の対象から除外する。
制御部10は、ステップS6及びステップS7にて禁則事項に該当するとして検出したWH形鋼ラーメン柱の配置に対する禁則処理を実行する(ステップS8)。ステップS8の禁則処理とは、禁則事項として検出したWH形鋼ラーメン柱を自動削除する処理、検出したWH形鋼ラーメン柱の配置が禁則事項であることを示す説明を表示する処理、CAD処理として表示している伏図上に表示する処理等の処理であり、禁則事項を解消又は解消を促すための処理である。
以上のようにして、禁則事項検出処理が実行される。
以上詳述した如く、本願記載の設計支援装置1等は、建物の相対する外形線の間が所定長である区間に対し、相対する外形線の間を長手方向で繋ぐラーメン柱の配置を禁則事項として検出する。これにより、CAD処理にて手動又は自動で配置された柱に対し、禁則事項に該当する柱の配置を検出するので、建物の設計に際して問題の発生を抑制することが可能である等、優れた効果を奏する。
本発明は、以上説明した実施形態に限定されるものではなく、他のいろいろな形態で実施することが可能である。そのため、かかる実施形態はあらゆる点で単なる例示にすぎず、限定的に解釈してはならない。本発明の範囲は請求の範囲によって示すものであって、明細書本文には、なんら拘束されない。更に、請求の範囲の均等範囲に属する変形や変更は、全て本発明の範囲内のものである。
例えば、前記実施形態では、WH形鋼ラーメン柱の配置に対して禁則事項を判断する形態を示したが本発明はこれに限らず、様々な柱の配置に対して適用することが可能である。例えば、H形鋼ラーメン柱の配置、その他の形状のラーメン柱の配置、ラーメン柱以外の柱の配置等の様々な柱の配置に対して適用することが可能である。その場合、対象となる柱に応じて、適宜、禁則条件及び除外条件を設定することが可能である。
また、前記実施形態では、階毎に禁則事項を判断する形態を示したが、ラーメン柱以外の柱に適用し、階を跨がる柱の配置が問題となる場合、複数の階に対して禁則事項を判断するようにする等、適宜、展開することが可能である。
更に、前記実施形態では、設計支援装置1を設計担当者が直接操作する形態を示したが、本発明はこれに限らず、設計支援装置1を通信網NW上のウェブサーバコンピュータとして設置し、設計担当者が操作する端末装置に対して設計支援装置1からウェブサービスを提供する形態等、様々な形態に展開することが可能である。
1 設計支援装置
10 制御部
11 記録部
110 CADプログラム
111 設計支援プログラム
112 CAD情報データベース(ローカル)
113 構造情報データベース(ローカル)
114 管理情報データベース(ローカル)
12 記憶部
13 入力部
14 表示部
15 通信部
2 基幹装置
DB1 CAD情報データベース
DB2 構造情報データベース
DB3 管理情報データベース
3 構造設計支援装置
4 管理支援装置
5 生産支援装置
NW 通信網
10 制御部
11 記録部
110 CADプログラム
111 設計支援プログラム
112 CAD情報データベース(ローカル)
113 構造情報データベース(ローカル)
114 管理情報データベース(ローカル)
12 記憶部
13 入力部
14 表示部
15 通信部
2 基幹装置
DB1 CAD情報データベース
DB2 構造情報データベース
DB3 管理情報データベース
3 構造設計支援装置
4 管理支援装置
5 生産支援装置
NW 通信網
Claims (6)
- 第1水平方向及び第1水平方向と直交する第2水平方向に平行な線分で外形が形成された建物に水平断面の長手方向が所定長のラーメン柱を配置する設計を支援する設計支援装置であって、
建物の相対する外形線の間が所定長である区間に対し、相対する外形線の間を長手方向で繋ぐラーメン柱の配置を禁則事項として検出する検出手段を備える
ことを特徴とする設計支援装置。 - 第1水平方向及び第1水平方向と直交する第2水平方向に平行な線分で外形が形成された建物に水平断面の長手方向が所定長のラーメン柱を配置する設計を支援する設計支援装置であって、
第1水平方向に走査して、第2水平方向に平行な外形線に挟まれた建物内部の区間を抽出する第1抽出手段と、
第2水平方向に走査して、第1水平方向に平行な外形線に挟まれた建物内部の区間を抽出する第2抽出手段と、
前記第1抽出手段又は第2抽出手段にて抽出した区間の長さが所定長である場合に、抽出した区間を長手方向で繋ぐラーメン柱の配置を禁則事項として検出する検出手段と
を備えることを特徴とする設計支援装置。 - 請求項1又は請求項2に記載の設計支援装置であって、
前記検出手段が禁則事項として検出したラーメン柱の配置のうちで、長手方向の先端位置から延伸した方向へ、建物の外形線が延びるように配置されるラーメン柱を、禁則事項としての検出の対象から除外する除外手段を備える
ことを特徴とする設計支援装置。 - 請求項1乃至請求項3のいずれか1項に記載の設計支援装置であって、
前記建物の外形線は、階毎の建物の内部を、屋外及び中庭から区分する壁である
ことを特徴とする設計支援装置。 - 請求項1乃至請求項4のいずれか1項に記載の設計支援装置であって、
前記ラーメン柱は、H形鋼をH字の横方向に重畳した形状をなすWH形鋼を用いて形成されている
ことを特徴とする設計支援装置。 - コンピュータに、第1水平方向及び第1水平方向と直交する第2水平方向に平行な線分で外形が形成された建物に水平断面の長手方向が所定長のラーメン柱を配置する設計を支援させる設計支援プログラムであって、
コンピュータに、
建物の相対する外形線の間が所定長である区間に対し、相対する外形線の間を長手方向で繋ぐラーメン柱の配置を禁則事項として検出するステップを実行させる
ことを特徴とする設計支援プログラム。
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