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

Description

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。

特開平８－２２１４６９号公報

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。

本願記載の設計支援装置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。 本願記載の設計支援装置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。 本願記載の設計支援装置による処理の一例を概念的に示す模式図である。 本願記載の設計支援装置による処理の一例を概念的に示す模式図である。 本願記載の設計支援装置による処理の一例を概念的に示す模式図である。 本願記載の設計支援装置による処理の一例を概念的に示す模式図である。

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。

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。

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。

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

Claims (6)

1. 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。
2. 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。
3. 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。
4. 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。
5. 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。
6. 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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