KR101229140B1

KR101229140B1 - 구조물 시공순서 최적화 방법

Info

Publication number: KR101229140B1
Application number: KR1020100114214A
Authority: KR
Inventors: 서지현; 김영섭; 항 최
Original assignee: 지에스건설 주식회사
Priority date: 2010-11-17
Filing date: 2010-11-17
Publication date: 2013-02-01
Also published as: KR20120053132A

Abstract

본 발명은 시공 중 골조의 변형과 응력을 최소화하기 위한 골조의 시공순서 결정 방법에 관한 것이다. 초기활성화절점 및 부재를 설정하여 구조해석한 결과 최소변위를 나타내는 것으로 판단된 부재를 활성화부재로 생성한 후 그 생성된 부재 및 그 생성부재로 인해 새로 결정되는 절점을 포함하여 다시 구조해석하는 과정을 반복함으로써 변형을 최소화하는 골조의 최적 시공순서를 찾는다. 본 발명은 아울러 부재의 제조단위나 크레인의 양중 능력 등을 고려하여 실제시공에서 이루어지는 최소부재시공단위 및/또는 시공블록을 설정하여 최종 최적 시공순서를 결정할 수 있다.

Description

구조물 시공순서 최적화 방법{CONSTRUCTION SEQUENCE OPTIMIZATION METHOD OF THE STRUCTURE}

본 발명은 구조물의 시공순서 결정에 관한 것으로, 보다 구체적으로, 특히 비정형 구조물과 같이 비정형성이 강해서 시공 중 변형과 응력이 크게 발생하는 구조물의 시공 중 변형과 응력을 최소화하기 위한 시공순서를 결정하는 방법에 관한 것이다.

최근, 초고층 건물이나 대형 건축물은 그 형태가 자유로운 곡선을 이용한 비정형성이 강한 형태로 설계되고 있다. 이러한 비정형 구조물은 구조적인 측면에서 불리하여 여러 가지 구조적 문제를 야기할 수 있다. 특히, 비정형 구조물은 시공 중에 변형과 응력이 크게 발생할 수 있으며, 시공순서와 방법에 따라서도 시공 중 변형과 응력이 크게 달라질 수 있다. 시공 중 변형이 크게 생길 경우, 시공 중 구조물의 안전성도 떨어지고, 최종 완공 단계에서 구조물의 정밀도도 저하되지만, 이를 해결하기 위한 적절한 방법이 제시되고 있지 못하다.

본 발명에 따른 구조물 시공순서 최적화 방법은 다음과 같은 과제를 해결하는 것을 목적으로 한다.

첫째, 구조물 시공 중, 변형을 최소화하기 위한 시공순서를 결정하는 방법을 제공한다.

둘째, 구조물 시공순서 결정시 최소부재 시공단위 및/또는 시공블록을 고려한 시공순서 결정법을 제공한다.

본 발명의 해결과제는 이상에서 언급된 것들에 한정되지 않으며, 언급되지 아니한 다른 해결과제들은 아래의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해되어 질 수 있을 것이다.

전술한 기술적 과제를 달성하기 위한 수단으로서, 본 발명에 따른 구조물 시공순서 최적화 방법은 상용 구조해석 프로그램(예를 들면 MIDAS)에서 작성된 구축하고자 하는 구조물의 모델링 데이터를 데이터 변환 기능을 통해 본 발명을 적용할 수 있는 컴퓨터 프로그램(예컨대 Nastran)에서 사용될 수 있도록, 상용 구조해석 프로그램에서 모델링된 구조물을 데이터변환기능을 통해, 컴퓨터 프로그램에서 사용될 수 있도록 구조물을 모델링하는 S1단계와, 컴퓨터 프로그램에서 적용 공법 및 공정 진행 시간을 기준으로 구역별 순차시공순서 여부를 결정하는 S2단계와, 컴퓨터 프로그램에서 한번에 시공 가능한 부재들의 그룹을 기준으로 최소 부재 시공 단위를 설정하는 S3 단계와, 지점부 절점 및 부재를 기준으로, 컴퓨터 프로그램의 설정을 통해 초기활성화절점 및 부재를 활성화하는 S4단계와, S4단계에서 활성화된 초기활성화절점에서 생성 가능한 부재를 각각 생성하여 컴퓨터 프로그램에서 구조해석하는 S5단계와, S5단계에서 구조해석 결과 중 일 변위가 타 변위에 비해, 제일 작게 발생하는 부재를 컴퓨터 프로그램이 활성화하는 S6단계와, S6단계에서 재설정된 구조 모델에서 활성화된 초기활성화절점을 컴퓨터 프로그램에서 재설정하는 S7단계와, 컴퓨터 프로그램에서 상용 구조해석 프로그램에 의해 모델링된 구조물과 비교하여, 구역내 골조의 완성 여부를 판단하는 S8단계와, 컴퓨터 프로그램을 통해 구축하고자 하는 구조물 전체 골조의 완성 여부를 평가하는 S9단계와, 컴퓨터 프로그램에서 골조 시공순서를 출력해 주는 S10단계와, 컴퓨터 프로그램에서 시공블록을 설정할지를 결정하는 S11 단계와, 컴퓨터 프로그램에서 타워 크레인 양중능력을 고려하여 시공블록을 결정하는 S12단계와, 타워 크레인의 양중능력을 고려하여 결정된 시공블록을 컴퓨터 프로그램에서 구조해석을 통해 시공블록 시공 단계에 따른 변위, 설계비 등을 재검토하는 S13단계로 이루어진다.

여기서, S1단계의 구조 모델링은 MIDAS와 같은 상용 구조해석 프로그램에서 구조 설계가 완료된 구조 모델 데이터 중에서 절점, 부재 정보(재료물성, 단면 성능)를 가져와서 컴퓨터 프로그램을 통해 구조 모델링을 구성하는 것이다.

또한, S2단계는 구역별 나누고, 구역별로 시공순서를 결정하는 단계로서 구역내에 속하는 부재들을 인식시키는 기능을 특징을 한다.

본 발명에서 '구역'은, 구조물의 구축에 있어서 예컨대 적용공법이 다르거나 공정의 진행이 시간적으로 불연속인 경우처럼 시공그룹을 크게 나눌 수 있는 대(大)구간으로서, 구역을 나누는 기준은 시공 현장 상황에 따라 달라질 수 있다. 각 구역별로 본 발명에 따른 시공순서 최적화가 이루어지며, 한 구역 내에서 시공순서가 결정되면, 다음 구역으로 진행하기에 앞서, 다음 구역에서의 초기활성화절점과 부재가 재설정된다.

S3단계는 최소부재시공단위를 사전에 미리 설정해 두는 단계이다.

S4단계는 초기에 활성화할 절점과 최초에 생성할 부재를 설계자가 미리 결정하는 단계이다.

S5단계는 현 단계에서 활성화된 절점에 생성 가능한 부재(생성후보부재-활성화된 절점에 연결된 부재)를 각각 생성하여 구조해석하는 과정이다.

S6단계는 현 단계에서 생성후보부재 중, 변위를 최소화하는 생성후보부재만을 생성(Activative)하고, 나머지 생성후보부재는 생성하지 않는(Deactivative) 것을 특징으로 한다.

S7단계는 현 단계에서 새로 작성된 구조 모델링에서 활성화 절점을 재설정하는 단계이다.

S8단계는 구역 내의 골조가 완성된 것인지를 판별하는 단계이다.

S9단계에서는 각 구역 전체에 걸쳐 골조의 완성 여부를 판별하는 단계이다.

S10단계에서는 최종 결정된 시공순서를 문자화 및 시각화된 출력 기능을 특징으로 한다.

S11단계에서는 시공블록을 설정할지를 결정하는 것을 특징으로 한다. 이 단계는 S10에서 얻어진 결과를 바탕으로 하여 최적 시공순서로 판단된 각 부재들에 대하여 그 인접한 부재들을 포함하는 몇 개의 시공블록(덩어리)으로 묶을 것인가를 판단한다.

S12단계는 S11단계에서의 시공블록설정시 묶음의 크기로서 타워 크레인을 용량을 초과하지 않는 것을 기준으로 한다.

S13단계에서는 타워 크레인 능력을 고려하여 결정된 시공블록을 대상으로 구조해석을 통해 그 시공블록의 시공에 따른 변위, 설계비 등을 재검토하는 것을 특징으로 한다.

이하, 바람직한 실시예를 통하여 본 발명에 따른 구조물 시공순서 최적화 방법을 보다 구체적으로 설명한다.

도면으로 도시한 예제를 사용하여 본 발명에 따른 최소변위의 시공순서의 적용 방법을 설명하면 다음과 같다.

STEP 1) (S1단계)

상용 구조해석 프로그램인 MIDAS에서 모델링된 데이터 중에서 절점, 재료물성, 부재단면성능 정보 등을 가지고 와서, 도 2과 같은 구조 모델링을 완성한다.

STEP 2) (S2단계)

구역별 순차 시공 여부를 결정하는 단계이다. 본 발명에 있어서 구역'은, 구조물의 구축에 있어서 적용공법이 다르거나 공정의 진행이 시간적으로 불연속인 경우처럼 시공그룹을 크게 나눌 수 있는 구간으로서, 구역을 나누는 기준은 시공 현장 상황에 따라 달라질 수 있다. 도 2는 구축하고자 하는 구조물의 이러한 구역의 하나로서 결정된 예를 도시한 것이다.

STEP 3) (S3단계)

최소부재시공단위를 결정하는 단계이다. 본 발명에서 최소부재시공단위는 실제 시공이 이루어지는 부재의 시공단위를 고려한 개념이다.

STEP 4) (S4단계)

초기에 활성화할 부재 절점을 설정하는 단계이다. 이 예제의 경우 양쪽 지점인 절점 1, 2, 3, 13, 14, 15를 초기활성화절점으로 선정한다. 초기활성화절점 설정과 더불어 초기활성화절점에 연결된 초기활성화부재도 함께 설정된다.

STEP 5) (S5단계)

활성화 절점에서 생성이 가능한 부재(활성화후보부재)를 생성하며, 활성화후보 부재가 생성되었을 때의 변위와 강도 설계비(혹은 응력)를 각각 계산한다.

본 발명은 S1 단계에서 전체 구조물의 형상 및 지점 경계조건, 하중 등은 모데링 과정에서 한 번 인식시키고, 모델링 데이터 파일을 조작하여 한 구역 내 모든 구조 부재를 비활성화한 후, 활성화후보부재를 하나씩 생성한 후 각 생성시마다 다시 평가하는 과정을 반복하는 것으로서, S5단계에서는 현 단계에서 활성화후보부재를 대상으로 구조해석이 이루어진다. 따라서 최초 구조해석 단계일 경우, 절점 1, 2, 3, 13, 14, 15에서 생성될 수 있는 1, 20, 21, 1, 17, 16, 15, 36, 37, 18 이상 10개의 부재에 대한 구조해석을 수행하여 최소 변위를 발생시키는 부재는 36번 부재임을 판단한다.

STEP 6) (S6단계)

이 예제에서 STEP 5)에서 최소 변위를 발생시키는 부재로 판단된 부재를 생성시키는 단계이다. 이 예제에서 첫 번째 단계(S5)의 구조해석 결과 가장 적은 변위를 나타낸 것으로 판단된 36번 부재만을 생성시킨다.

STEP 7) (S7단계)

S6단계의 구조해석에 의해 재설정된 구조 모델링을 기반으로 활성화 절점을 컴퓨터 프로그램이 재설정하는 단계이다. 활성화 절점은 기존 활성화된 절점에 S6를 통해 활성화된 부재의 연결 절점을 더한 것이다.

이 예제에서는 최초 구조해석 단계시, S6단계에서 생성된 36번 부재와 연결될 절점 20이 기존 활성화 절점에 추가 된다. 그러므로 36번 부재 생성후에는 절점 1, 2, 3, 13, 14, 15 + 절점20이 활성화 절점이 된다.

STEP 8) (S8단계)

구역내 골조 완성여부를 판별하고, 구역내 골조가 완성되지 못했으며, S5단계로 돌아간다.

이 예제에서는 최초 단계(Step)에서 36번 부재 생성 후, 다음 단계(Step)의 S5 단계에서 생성 가능한 부재는 1, 20, 21, 1, 17, 16, 15, 37, 18 + 35, 38이 현 단계의 활성화 후보 부재가 된다.

STEP 9) (S9단계)

현 구역에서 골조가 완성되면 다른 구역을 포함하여 구축하고자 하는 전체 구조물의 골조가 완성된 것인지를 판단하고, 전체 골조가 완성되지 못했으며, 다음 구역으로 진행하기에 앞서 다음 구역의 초기활성화절점과 부재를 재설정하기 위해 S4 단계로 돌아간다. 이러한 과정을 통해 각 구역에서 시공 순서가 결정될 경우 다음 단계로 이동한다.

STEP 10) (S10단계)

이 단계에서는 최종 결정된 골조 시공순서를 보여주는 단계로서, 시공순서는 text 형태와 시각적 표현(동영상)의 출력 기능을 가질 수 있다.

STEP 11) (S11단계)

이 단계는 시공블록, 즉 S3단계에서 설정된 최소부재시공단위를 묶어서 시공할 수 있는가의 적용여부를 결정하는 단계이다.

STEP 12) (S12단계)

이 단계는 타워 크레인 양중능력을 고려한 시공블록화 단계이다.

도 3은 도 2로 도시한 구역 예를 대상으로 하여 도 2와 함께 설명된 전술한 과정을 통해 얻어진 시공순서 최적화 결과를 찾아낸 컴퓨터 구조해석 예시화면이다. 도 3에서 좌측 COLUMN의 각 STEP은 본 발명에 따른 반복적인 구조해석 단계를 나타내며, 가운데 COLUMN은 각 단계마다 각 단계의 구조해석에 참여된 부재들 중에 가장 큰 변위를 보이는 부재의 변위량이며, 우측 COLUMN은 각 단계에서 최소변위를 나타내는 부재로서 각 단계에서 활성화되는 부재를 나타낸 것이다. 따라서 이 모델에서는 도 3의 결과로부터 최소변위를 나타내는 부재의 순서는 우측 COLUMN의 세로 방향 순서인 36 - 37 - 35 - 18 -ㅇㅇㅇㅇㅇ- 19 이므로 본 발명에 따른 최소변위를 나타내는 시공순서는 기본적으로 36 - 37 - 35 - 18 -ㅇㅇㅇㅇㅇ -19 로 된다.

한편 도 3에서 예컨대 첫 번째 행(STEP 001)에서 활성화부재가 36으로 결정되는 구조해석의 내용은, 첫 번째 단계에서 활성화 절점(1, 2, 3, 13, 14, 15)에 결합될 수 있는 활성화후보부재들(2, 20, 21, 1, 17, 16, 15, 36, 37, 18)을 각각 구조 모델링하여 구조해석한 결과 36번 부재의 변위가 가장 작았다는 뜻으로서, STEP 001에서는 36번 부재를 생성하고, 나머지 부재는 생성하지 않으며, STEP 002에서 부재 36을 포함하여 구조 재모델링 후 활성화 절점이 자동 재설정된다. 여기서 기존의 활성화 절점(1, 2, 3, 13, 14, 15)에 36번 부재 활성화로 인해 20점 절점이 활성화 절점에 추가되어 구조 재모델링되며, 이러한 과정을 통해 시공 중 변형을 최소화하는 시공순서를 찾아가게 된다.

본 발명에 따른 구조물 시공순서 최적화 방법은 구조물 시공 과정에서 구조 부재 시공순서에 따른 구조물의 변형 및 응력을 구조해석을 통해 평가하고, 구조물 시공 중 변위를 최소화하기 위한 골조의 시공순서를 찾아줌으로써, 시공 안전성을 향상하고, 최종 단계에서 구조물의 시공 정밀도를 높이는 효과가 있다.

본 발명의 효과는 이상에서 언급된 것들에 한정되지 않으며, 언급되지 아니한 다른 효과들은 아래의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.

도 1은 본 발명에 따른 구조물 시공순서 최적화 방법의 순서도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 구조물의 2차원 구역 형상도이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 구조물의 시공순서를 보인 시공순서 결과표이다.

본 발명에 따른 구조물 시공순서 최적화 방법의 설명에 앞서, 본 명세서에서 사용되는 용어를 정의하면 다음과 같다.

본 명세서에서 '활성화'라 함은 시공 단계별 구조해석을 위한 구조 모델링 시에, 부재나 절점이 생성되어 구조 모델링에 반영되는 것을 의미한다. 즉, 시공 단계별 해석에서는 전체 구조물이 아니라, 일부 구조물만 모델링이 되며, 각 단계별로 해석시 모델링에 반영된 절점 및 부재는 활성화된 것이다.

본 명세서에서 '생성후보부재'라 함은 현 단계 활성화 절점에 결합될 수 있는 구조 부재를 의미한다.

본 명세서에서 '최소부재시공단위'라 함은 시공시에 한 번에 시공될 수 있는 최소 시공 부재를 의미한다. 본 발명에서 시공 시에 한 번에 시공되는 부재들의 그룹의 개념은 예를 들면, 기둥 한 절의 길이가 12 미터라고 하고, 한 층의 층고가 4미터이면, 이 기둥은 3개층에 설치 될 수 있지만 구조해석을 위해서 이 기둥은 층 단위로 구분되어 3개의 구조 부재처럼 인식되어 구조해석이 된다. 그러나 시공시에는 기둥이 절단위(12m)로 시공되므로, 기둥 한 절(12M)이 최소부재시공단위도 된다.

본 발명에서 구조해석을 위해서는 절점을 기준으로 각 부재들이 다른 부재인 것처럼 나뉘어져 있는 것으로 해석하지만, 일반적으로 실제 시공은 이러한 부재들이 한꺼번에 시공 되고 있기 때문에 이러한 문제점을 해결하기 위해서 본 발명에서는 최소부재시공단위라는 개념을 도입하여 최소부재시공단위 내 부재가 활성화되면, 그 최소부재시공단위 내 다른 부재들도 함께 활성화되도록 한다. 최소부재시공단위는 각 구축하고자 하는 구조물의 시공 상황에 맞게 사전에 설정될 수 있으며 또한 최소부재시공단위는 다시 크레인의 양중능력 등을 고려하여 그 최소부재시공단위끼리 시공그룹으로 묶여 시공될 수 있다. 따라서 본 발명에서 시공 단위의 크기는 구조 부재〈 시공그룹(최소부재시공단위)〈 시공블록 〈 시공구역〈 전체구조물로 생각될 수 있다.

이하, 첨부한 도면을 참조하여 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 본 발명을 용이하게 실시할 수 있도록 실시예를 통해 상세히 설명한다. 그러나 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 여기에서 설명하는 실시예에 한정되지 않는다. 그리고 도면에서 본 발명을 명확하게 설명하기 위해서 설명과 관계없는 부분은 생략하였다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 골조 시공순서 결정 방법의 순서도이다.

본 발명은 구조 설계가 완료된 상태에서 시공 중 변형과 응력을 최소화하기 위한 시공순서를 찾기 위해, 골조의 시공 단계별로 구조 모델링과 구조해석을 반복적으로 수행하게 된다.

본 발명은, 일반 상용 구조해석 프로그램(예를 들면, MIDAS)에서 모델링한 구조물을 데이터변환기능을 통해, 컴퓨터 프로그램에서 사용될 수 있도록 그 구조물을 모델링하는 S1단계와, 컴퓨터 프로그램에서 적용 공법 및 공정 진행 시간을 기준으로 구역별 순차 시공 여부를 결정하는 S2단계와, 컴퓨터 프로그램에서 한번에 시공 가능한 부재들의 그룹을 기준으로 최소부재시공단위를 설정하는 S3와, 지점부 절점 및 부재를 기준으로, 컴퓨터 프로그램의 설정을 통해 초기활성화절점 및 부재를 활성화하는 S4단계와, S4단계에서 활성화된 절점에서 생성 가능한 부재를 각각 생성하여, 컴퓨터 프로그램에서 구조해석하는 S5단계와, S5단계에서 구조해석 결과 중 일 변위가 타 변위에 비해, 제일 작게 발생하는 부재를 컴퓨터 프로그램이 활성화하는 S6단계와, S6단계에서 재설정된 구조 모델에서 활성화된 초기활성화절점을 컴퓨터 프로그램에서 재설정하는 S7단계와, 컴퓨터 프로그램에서 상용 구조해석 프로그램에 의해 모델링된 구조물과 비교하여, 구역내 골조의 완공 여부를 판단하는 S8단계와, 컴퓨터 프로그램을 통해 구축하고자 하는 전체구조물의 골조의 완공여부를 판단하는 S9 단계와, 컴퓨터 프로그램에서 골조의 시공순서를 출력해 주는 S10단계와, 시공그룹으로서 사전에 설정된 최소시공단위를 묶어, 컴퓨터 프로그램에서 시공블록을 설정할 것인가를 판단하는 S11단계와, 컴퓨터 프로그램에서 타워 크레인 능력을 고려하여 시공블록을 결정하는 S12단계와, 타워 크레인 능력을 고려하여 결정된 시공블록을 컴퓨터 프로그램에서 구조해석을 통해 시공블록 시공단계에 따른 변위, 설계비 등을 재검토하는 S13단계로 이루어진다.

S1단계에서는 구조 모델링을 구현하는 단계로서, 상용 구조해석 프로그램인 MIDAS 에서 실제 구조 설계를 마친 구조 모델링으로부터 형상, 재료 물성치 및 부재 성능을 가지고 와서, 컴퓨터 프로그램에서 사용될 수 있도록 구조 모델링을 구현하는 단계이다.

S2 단계는 구역별 순차 시공 여부를 결정하는 단계로서, 구역별 순차 시공을 위해서는 컴퓨터 프로그램이 구역내에 속하는 부재들을 인식하고, 구역별로 부재들을 나누고, 적용 공법 및 공정 진행 시간을 기준으로 구역별 시공순서를 미리 설정하여야 한다.

S3 단계는 시공될 최소부재시공단위를 설정하는 단계로서, 컴퓨터 프로그램에서 한번에 시공 가능한 부재들의 그룹을 기준으로 최소부재시공단위를 설정한다. 예들 들면 몇 개 층의 기둥부재가 한 절로 시공되는 것을 반영하는 것이다.

S4단계에서는 컴퓨터 프로그램에 의해 지점부 절점 및 부재를 기준으로 초기활성화절점과 부재를 설정하는 단계로, 설계자에게 시공이 시작될 수 있는 절점과 시작 부재를 미리 결정하여 준다. 최초 활성화 절점과 부재는 임의로 정할 수 있으나 주로 지점부 절점과 부재를 설정한다.

S5단계에서는 활성화된 절점에서 결합될 수 있는 구조 부재를 생성하고, 컴퓨터 프로그램에서 구조해석하는 단계로서, 현재 활성화된 절점에서 생성될 수 있는 부재(생성 후보 부재)의 수는 건물 규모에 따라 달라질 수 있다.

이러한 기존에 활성화된 구조 모델링에 현 단계의 생성 후보 부재를 포함한 구조 모델링을 재구성하여 구조해석을 수행한다. 이러한 과정은 현 단계에서 생성 후보 개수 만큼 반복적인 과정을 거친다.

구조해석에서는 절점별 변위와 강도 설계비 계산이 수행된다. 강도 설계비는 KSSC-LSD09 등과 같은 강도 설계 코드를 이용할 수 있다. 하중은 자중만을 고려하고 있으며, 자중에 가중치 계수를 곱하여 시공 하중을 반영할 수 있다.

S6단계에서는 현 단계의 생성 후보 부재 중에서 최소의 변위나 응력을 가지는 부재를 선택하여 현 단계의 활성화 부재로 결정하게 된다. S6단계는 S5단계에서 구조해석 결과 중 일 변위가 타 변위에 비해, 제일 작게 발생하는 부재를 활성화하는 단계이다.

S7단계에서는 S6단계에서 결정된 현 시공 단계의 구조 모델링을 기반으로 활성화된 초기활성화 절점을 컴퓨터 프로그램에서 재설정하는 단계이다.

S8 단계에서는 구역내 구조 완성 여부를 판별하는 과정이다. S8단계는 컴퓨터 프로그램에서 상용 구조해석 프로그램에 의해 모델링된 구조물과 비교하여, 구역내 골조 완성을 판별한다.

S9단계에서는 컴퓨터 프로그램을 통해 구축하고자 하는 구조물 전체의 골조 완성 여부를 판단하는 것으로서, 골조가 완성되지 못했을 경우, S4 단계로 돌아가서 다음 구역의 시공 단계의 생성 후보 부재를 탐색하게 된다.

S10 단계에서는 컴퓨터 프로그램에서 최종 결정된 골조의 시공순서를 출력하는 단계로서, 출력은 텍스트 형태와 시공순서를 시각적으로 보여주는 기능으로 구성되어 있다.

S11단계에서는 S8단계까지 결정된 부재 시공순서를 근거로 하여, 시공순서가 연속이고 절점을 공유하는 부재는 같은 컴퓨터 프로그램에 의해 시공블록으로 묶일 수 있다.

S12단계에서 시공블록의 크기는 컴퓨터 프로그램에서 타워 크레인의 양중 능력을 고려하여 결정되며, 타워 크레인의 양중능력을 초과할 경우에는 별도의 시공블록으로 설정되는데, 구체적으로 타워크레인의 양중 능력을 고려한 시공블록은 시공블록의 무게와 시공블록의 중심과 타워 크레인과의 거리를 고려하여 결정되거나 혹은 타워크레인의 거리에 따른 양중 능력을 만족하도록 시공블록을 결정된다.

S13 단계에서는 타워 크레인 능력을 고려하여 결정된 시공블록을 컴퓨터 프로그램에서 구조해석을 통해 시공블록 시공 단계에 따른 변위, 설계비 등을 재검토하고 그 결과를 출력해 준다.

본 명세서에서 설명되는 실시예와 첨부된 도면은 본 발명에 포함되는 기술적 사상의 일부를 예시적으로 설명하는 것에 불과하다. 따라서, 본 명세서에 개시된 실시예들은 본 발명의 기술적 사상을 한정하기 위한 것이 아니라 설명하기 위한 것이므로, 이러한 실시예에 의하여 본 발명의 기술 사상의 범위가 한정되는 것은 아님은 자명하다. 본 발명의 명세서 및 도면에 포함된 기술적 사살의 범위 내에서 당업자가 용이하게 유추할 수 있는 변형 예와 구체적인 실시 예는 모두 본 발명의 권리범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.

Claims

상용 구조해석 프로그램에서 모델링된 구조물을 데이터변환기능을 통해, 컴퓨터 프로그램에서 사용될 수 있도록 상기 구조물을 모델링하는 S1단계;
컴퓨터 프로그램에서 적용 공법 및 공정 진행 시간을 기준으로 구역별 순차시공순서 여부를 결정하는 S2단계;
컴퓨터 프로그램에서 한번에 시공 가능한 부재들의 그룹을 기준으로 최소부재시공단위를 설정하는 S3단계;
지점부 절점 및 부재를 기준으로, 컴퓨터 프로그램의 설정을 통해 초기활성화절점 및 부재를 활성화하는 S4단계;
S4단계에서 활성화된 초기활성화절점에서 생성 가능한 부재를 각각 생성하여 컴퓨터 프로그램에서 구조해석하는 S5단계;
S5단계에서 구조해석한 결과 중 일 변위가 타 변위에 비해, 제일 작게 발생하는 부재를 컴퓨터 프로그램이 활성화하는 S6단계;
S6단계에서 재설정된 구조 모델에서 활성화된 초기활성화절점을 컴퓨터 프로그램에서 재설정하는 S7단계;
컴퓨터 프로그램에서 상용 구조해석 프로그램에 의해 모델링된 구조물과 비교하여, 구역내 골조 완성을 판별하는 S8단계;
컴퓨터 프로그램을 통해 구축하고자 하는 구조물 전체 골조의 완성 여부를 평가하는 S9단계;
컴퓨터 프로그램에서 골조 시공순서를 출력해 주는 S10단계;
컴퓨터 프로그램에서 시공블록을 설정할지를 결정하는 S11단계;
컴퓨터 프로그램에서 타워 크레인의 양중 능력을 고려하여 시공블록을 결정하는 S12단계; 및
타워 크레인 능력을 고려하여 결정된 시공블록을 컴퓨터 프로그램에서 구조해석을 통해 시공블록 시공 단계에 따른 변위를 재검토하는 S13단계를 포함하며,
상기 S5단계는 활성화된 절점에 접합되어질 생성후보부재를 선정하여 구조 모델링에 반영하여 구조해석함으로써, 절점 변위를 계산하는 것을 특징으로 하는 구조물 시공순서 최적화 방법
제1항에 있어서,
상기 S2단계는 구역별 순차시공을 결정하고 결정된 각 구역에 속하는 부재를 구분하는 것을 특징으로 하는 구조물 시공순서 최적화 방법
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제1항에 있어서,
상기 S12단계는 타워크레인의 양중 능력을 고려하는 시공블록을 결정하는 것을 특징으로 하는 구조물 시공순서 최적화 방법
제1항에 있어서,
컴퓨터 프로그램에 의해 상기 초기활성화절점 및 부재를 설정하는 S4단계가 수행될 경우 상기 S5단계 내지 S13단계의 실행이 컴퓨터 프로그램에 의해 자동으로 수행되는 것을 특징으로 하는 구조물 시공순서 최적화 방법
제5항에 있어서,
구역내 골조 완성여부를 판별하는 S8단계 또는 구축하고자 하는 구조물 전체 골조의 완성 여부를 평가하는 S9단계의 실행결과 골조가 완성이 되지 않은 것으로 판단될 경우 각각 S5단계 및 S4단계로 피드백되는 것을 특징으로 하는 구조물 시공순서 최적화 방법
상용 구조해석 프로그램에서 모델링된 구조물을 데이터변환기능을 통해, 컴프터 프로그램에서 사용될 수 있도록 상기 구조물을 모델링하는 제1단계;
지점부 절점 및 부재를 기준으로, 컴퓨터 프로그램의 설정을 통해 초기활성화절점 및 부재를 활성화하는 제2단계;
제2단계에서 활성화된 초기활성화절점에서 생성 가능한 부재를 각각 생성하여, 컴퓨터 프로그램에서 구조해석하는 제3단계;
제3단계에서 구조해석한 결과 중 일 변위가 타 변위에 비해, 제일 작게 발생하는 부재를 컴퓨터 프로그램이 활성화하는 제4단계;
제4단계에서 재설정된 구조 모델에서 활성화된 초기활성화절점을 컴퓨터 프로그램에서 재설정하는 제5단계;
컴퓨터 프로그램에서 상용 구조해석 프로그램에 의해 모델링된 구조물과 비교하여, 구축하고자 하는 구조물의 골조의 완성 여부를 평가하여, 골조가 완성되었으면 하기 제7단계로 이행하고 완성되지 않았으면 상기 제3단계로 피드백하는 제6단계; 및
컴퓨터 프로그램에서 골조 시공순서를 출력해 주는 제7단계;
를 포함하는 것을 특징으로 하는 구조물 시공순서 최적화 방법
제7항에 있어서,
상기 제1단계와 제2단계 사이에, 컴퓨터 프로그램에서 적용 공법 및 공정 진행 시간을 기준으로 구역별 순차시공순서 여부를 결정하는 단계 및 컴퓨터 프로그램에서 한번에 시공 가능한 부재들의 그룹을 기준으로 최소부재시공단위를 설정하는 단계가 더 실행되는 것을 특징으로 하는 구조물 시공순서 최적화 방법.
제7항 또는 제8항에 있어서,
상기 제6단계와 상기 제7단계 사이에 컴퓨터 프로그램에서 시공블록을 설정할지를 결정하는 단계와, 컴퓨터 프로그램에서 타워 크레인의 양중 능력을 고려하여 시공블록을 결정하는 단계가 더 실시되는 것을 특징으로 하는 구조물 시공순서 최적화 방법.
제9항에 있어서,
타워 크레인 능력을 고려하여 결정된 시공블록을 컴퓨터 프로그램에서 구조해석을 통해 시공블록 시공 단계에 따른 변위를 재검토하는 단계가 더 시행되는 것을 특징으로 하는 구조물 시공순서 최적화 방법.