KR101390790B1 - 구조해석 전산자료를 기반으로 하는 철근콘크리트 골조구조물 제작 물량 산출방법 및 그 장치 - Google Patents
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Abstract
본 발명은 철근콘크리트 골조구조물 제작물량 산출방법 및 그 장치에 관한 것이다. 본 발명에 따른 철근콘크리트 골조구조물 제작물량 산출방법은, 구조해석 자료에서 인출한 부재의 정보를 이용하여, 부재의 기하학 정보와 부재의 가상정의 형상정보를 생성하고, 부재간 결합 순위를 포함하는 부재의 특성정보를 설정하여, 부재의 가상정의 형상정보와 부재간 결합된 위치에 기초하여 부재의 형상정보를 생성한다. 그리고, 부재의 정보와, 부재의 결합 순위에 따라 결정된 정착 방법을 이용하여 철근의 형상정보를 생성하고, 부재의 형상정보 및 철근의 형상정보를 이용하여, 철근콘크리트 골조의 시공에 필요한 구조물량을 산출한다. 본 발명에 따르며, 초기 설계단계인 구조계산 단계에서 철근콘크리트 골조구조물의 시공에 필요한 콘크리트량, 거푸집량, 및 철근량을 산출할 수 있다.
Description
본 발명은 구조해석 전산자료로부터 전산 처리 기법을 이용하여 철근콘크리트 골조구조물의 제작에 필요한 콘크리트, 철근, 거푸집과 같은 제작물량을 산출할 수 있는 철근콘크리트 골조구조물 제작물량 산출방법 및 그 장치에 관한 것이다.
철근콘크리트 구조물은 보, 기둥, 벽체, 및 바닥판 등으로 구성되며, 콘크리트는 인장력에 저항할 수 없기 때문에 인장력에 저항할 수 있는 철근을 배근하게 된다.
일반적인 철근콘크리트 부재의 철근 배근 설계 및 시공방법은 설계상의 구조부재의 위치, 단면, 재료정보 및 하중정보 등을 구조해석 프로그램에 입력하여 구조해석을 수행하고, 그 결과 도출된 부재력 정보를 이용하여 철근 배근 프로그램이나 수계산을 통하여 철근 배근량 및 배근 개수를 결정하는데, 이러한 과정을 구조계산 단계라 한다.
구조계산 단계 이후의 과정인 실시설계 단계에서는 각 부재의 단면형태와 단면상에 철근의 위치만을 표현하는 2차원적인 표현 방법을 통하여 도면을 작성하는데, 이 도면을 시공도면이라 한다.
이 시공도면에 준하여 현장 시공자가 철근 배근 시공을 하게 된다. 소규모 현장의 경우에는 별도의 철근 제작 및 배근 상세도 없이 철근을 현장 가공하여 배근 시공할 수 있다. 그러나, 대규모 현장에서는 철근 제작 및 배근 상세도를 별도로 작성하여, 철근 제작 및 배근 상세도에 따라 공장 철근가공과 그 가공된 철근을 현장 배근 시공하게 된다.
따라서, 일반적인 철근콘크리트 구조물 시공시, 구조계산 단계 이후 시공도면과 철근 제작 및 배근 상세도를 작성하는 과정을 거쳐야만, 철근의 공장 가공 및 배근 시공이 가능한 도면이나 문서가 생산될 수 있다.
따라서, 본 발명의 목적은, 구조해석 전산 자료로부터 취득한 정보와 사용자가 지정한 초기조건에 따라, 구조 계산 과정에서 철근 콘크리트 골조구조물 시공에 필요한 제작 물량을 산출할 수 있는 철근콘크리트 골조구조물 제작물량 산출방법 및 그 장치를 제공함에 있다.
상기 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 철근콘크리트 골조구조물 제작물량 산출방법, 구조해석 자료에서 인출한 부재의 정보를 이용하여, 부재의 기하학 정보와 부재의 가상정의 형상정보를 생성하고, 부재간 결합 순위를 포함하는 부재의 특성정보를 설정하는 단계, 상기 부재의 가상정의 형상정보와 부재간 결합된 위치에 기초하여 부재의 형상정보를 생성하는 단계, 상기 부재의 정보와, 상기 부재의 결합 순위에 따라 결정된 정착 방법을 이용하여 철근의 형상정보를 생성하는 단계, 및 상기 부재의 형상정보 및 상기 철근의 형상정보를 이용하여, 철근콘크리트 골조의 시공에 필요한 구조물량을 산출하는 단계를 포함한다.
그리고, 상기 부재별 형상정보와 상기 철근의 형상정보를 이용하여 범용 프로그램과 호환되는 형상정보 데이터를 생성하여, 상기 형상정보 데이터를 이용하여 구성한 화면을 표시할 수 있다.
또한, 상기 목적을 달성하기 위한 본 발명에 철근콘크리트 골조구조물 제작물량 산출장치는, 구조해석 자료를 입력받는 입력부, 상기 구조해석 자료에서 인출한 부재의 정보를 이용하여, 부재의 기하학 정보와 부재의 가상정의 형상정보를 생성하고, 부재간 결합 순위를 포함하는 부재의 특성정보를 설정하는 부재 정보 설정부, 상기 부재의 가상정의 형상정보와 부재간 결합된 위치에 기초하여 부재의 형상정보를 생성하는 부재 형상정보 생성부, 상기 부재의 정보와, 상기 부재의 결합 순위에 따라 결정된 정착 방법을 이용하여 철근의 형상정보를 생성하는 철근 형상정보 생성부, 및 상기 부재의 형상정보 및 상기 철근의 형상정보를 이용하여, 철근콘크리트 골조의 시공에 필요한 구조물량을 산출하는 출력부를 포함한다.
그리고, 상기 목적을 달성하기 위하여 본 발명에서는, 상기 방법을 프로세서에서 실행시키기 위한 프로그램을 기록한 프로세서로 읽을 수 있는 기록매체를 제공한다.
본 발명에 따르면, 초기 설계단계인 구조계산 단계에서 철근 콘크리트 골조구조물 공사를 위한 콘크리트, 철근, 거푸집 물량을 산출할 수 있다. 또한, 기존의 구조해석 자료로부터 주요구조 부재(기둥, 보, 벽체)의 위치, 단면, 개개 부재의 부재력 정보를 함께 이용하여, 구조물의 결합 상태와 철근 배근상태를 포함한 입체의 철근 콘크리트 골조 배근 전산 모형 구현할 수 있다.
이에 따라, 부재간 결합 정보에 따라 철근의 정착 길이와 정착방법 및 방향을 컴퓨터 연산을 통해 자동으로 산출 및 결정해 줌으로서 설계의 속도 및 효율을 높여줄 수 있다. 또한, 구조물의 결합 상태와 철근 배근 모형을 컴퓨터 화면상의 3차원 가상공간에서 미리 표현하여 구조물의 결합 상태 및 철근간의 간섭 관계를 미리 확인할 수 있으므로 현장에서의 하자 요인을 제거하여 구조물의 안전성을 확보할 수 있으며 현장 시공 관리를 용이하게 한다. 그리고, 시공시 철근 구매 길이에 따른 손실이 최소화할 수 있는 재단 방법 및 손실을 최소화할 있는 철근 구매 길이를 제시함으로써 공사비 절감 및 자원 낭비를 최소화할 수 있다.
도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 철근콘크리트 골조구조물 제작물량 산출장치에 대한 블럭 구성도,
도 2a 및 도 2b는 본 발명의 일실시예에 따른 철근콘크리트 골조구조물 제작물량 산출방법에 대한 설명에 제공되는 흐름도,
도 3 내지 도 9는 본 발명의 일실시예에 따른 철근콘크리트 골조구조물 제작물량 산출방법에 대한 설명에 참조되는 도면,
도 10은 본 발명의 일실시예에 따라 보 철근의 정착방법을 결정하는 과정에 대한 설명에 참조되는 흐름도, .
도 11은 본 발명의 일실시예에 따라 보 철근의 정착방법에 대한 설명에 참조되는 도면,
도 12 및 도 13은 본 발명의 일실시예에 따라 연속되는 철근 통합을 설명하기 위해 참조되는 도면,
도 14는 본 발명의 일실시예에 따라 철근콘크리트 골조구조물 시공에 필요한 제작 물량을 산출한 데이터의 일 예를 나타낸 도면,
도 15 및 도 16은 본 발명의 일실시예에 따라 생성한 형상정보 데이터를 이용하여 컴퓨터 모니터 및 캐드 프로그램에 표시되는 화면의 일 예를 나타낸 도면, 그리고
도 17은 본 발명의 일실시예에 따라 손실이 최소가 되도록 구매 길이를 산출한 데이터의 일 예를 나타낸 것이다.
도 2a 및 도 2b는 본 발명의 일실시예에 따른 철근콘크리트 골조구조물 제작물량 산출방법에 대한 설명에 제공되는 흐름도,
도 3 내지 도 9는 본 발명의 일실시예에 따른 철근콘크리트 골조구조물 제작물량 산출방법에 대한 설명에 참조되는 도면,
도 10은 본 발명의 일실시예에 따라 보 철근의 정착방법을 결정하는 과정에 대한 설명에 참조되는 흐름도, .
도 11은 본 발명의 일실시예에 따라 보 철근의 정착방법에 대한 설명에 참조되는 도면,
도 12 및 도 13은 본 발명의 일실시예에 따라 연속되는 철근 통합을 설명하기 위해 참조되는 도면,
도 14는 본 발명의 일실시예에 따라 철근콘크리트 골조구조물 시공에 필요한 제작 물량을 산출한 데이터의 일 예를 나타낸 도면,
도 15 및 도 16은 본 발명의 일실시예에 따라 생성한 형상정보 데이터를 이용하여 컴퓨터 모니터 및 캐드 프로그램에 표시되는 화면의 일 예를 나타낸 도면, 그리고
도 17은 본 발명의 일실시예에 따라 손실이 최소가 되도록 구매 길이를 산출한 데이터의 일 예를 나타낸 것이다.
이하에서는 도면을 참조하여 본 발명을 보다 상세하게 설명한다.
도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 철근콘크리트 골조구조물 제작물량 산출장치의 블럭 구성이다.
도 1을 참조하면, 본 철근콘크리트 골조구조물 제작물량 산출장치는, 입력부(10), 부재 정보 설정부(20), 부재 형상정보 생성부(30), 부재 형상정보 수정부(40), 철근 형상정보 생성부(50) 및 출력부(60)를 포함할 수 있다. 이와 같은 구성요소들은 실제 응용에서 구현될 때 필요에 따라 2 이상의 구성요소가 하나의 구성요소로 합쳐지거나, 혹은 하나의 구성요소가 2 이상의 구성요소로 세분되어 구성될 수 있다.
입력부(10)는 철근 콘크리트 구조물 구조 해석 및 계산용 전산입력 자료(이하, "구조해석 자료" 라고 함)를 입력받아, 입력된 구조해석 전산자료로부터 요소의 위치정보, 단면정보, 결합 정보, 개개 요소의 부재력 정보 등과 부재의 정보를 인출한다.
부재 정보 설정부(20)는 구조해석 자료에서 입력된 요소의 양끝 정보 및 요소의 규격 정보 등을 이용하여 대표 부재에 대한 기하학 정보와, 부재의 가상정의 형상을 정의할 수 있는 가상정의 형상정보를 생성하고, 부재간 결합 순위 등을 포함하는 부재의 특성정보를 설정한다.
부재 형상정보 생성부(30)는 부재의 결합정보와 부재의 가상정의 형상정보를 이용하여, 부재간 결합된 위치를 기점으로 부재의 형상정보를 생성한다.
철근 형상정보 생성부(40)는 구조해석 자료에서 인출한 부재의 정보와, 부재의 결합 순위에 따라 결정된 정착 방법을 이용하여 철근의 형상정보를 생성한다.
부재 형상정보 수정부(50)는, 부재의 위치 이동에 따라, 대응하는 부재의 가상정의 형상을 수정한다. 가상정의 형상의 수정에 따라 부재 형상정보 생성부(50)가 생성하는 부재의 형상정보도 수정된다.
출력부(60)는 부재의 형상정보 및 철근의 형상정보를 이용하여, 철근콘크리트 골조의 시공에 필요한 콘크리트량, 거푸집량, 철근량과 같은 제작 물량을 산출할 수 있다. 출력부(60)는 부재의 형상정보 및 철근의 형상정보를 이용하여 범용 프로그램과 호환되는 형상정보 데이터도 생성할 수 있다.
이와 같은 구성에 의해, 부재의 형상정보 및 철근의 형상정보를 이용하여 철근콘크리트 골조구조물의 시공에 필요한 제작 물량을 산출할 수 있으며, 가상의 완공 단계인 3차원 전산 모형을 구현할 수도 있다.
도 2a 및 도 2b는 본 발명의 일 실시예에 따른 철근콘크리트 골조구조물 제작물량 산출 방법에 대한 전체적으로 흐름도이고, 도 3 내지 도 9는 본 발명의 일실시예에 따른 철근콘크리트 골조구조물 제작물량 산출방법에 대한 설명에 참조되는 도면이다.
도 2a를 참조하면, 입력부(10)는 구조해석 전산 자료를 입력받아(S100), 입력된 구조해석 전산자료로부터 요소의 위치정보, 단면정보, 결합 정보, 개개 요소의 부재력 정보 등과 같은 부재의 정보를 인출한다(S105).
일반적인 구조해석 자료의 출력 형태는 입력된 요소들의 각종 정보를 포함한는 텍스트 형식의 입출력 데이터와, 이를 화면상에서 입체적인 모형으로 표현한 그래픽 데이터 형식이 있다. 이중에서 텍스트 형식의 데이터로부터 설계요소의 양끝점의 좌표를 포함한 위치정보, 형상 및 방향 정보를 포함한 기하학 정보, 단면 정보, 재질 정보, 요소간 결합정보, 해석 결과에 따른 부재력 정보(축력, 모멘트, 전단력등)를 읽어 올 수 있다.
도 3은 요소의 기하학 정보 및 형상 구현을 나타낸 것이다. 도 3에 도시한 바와 같이, 구조해석 자료에서 규정하고 있는 각 요소는 주축의 각도(β)(309)와, 3차원 공간에서 시점과 종점을 갖는 직선(305) 성분이다. 따라서, 이 직선(305)이 기준 수평면(X-Y 평면)과 이루는 각도(α)(313)와. 이 직선(305)을 평면(X-Y 평면)에 수평 투영한 선분(315)과 기준 수직면(Y-Z 평면)이 이루는 각도(γ)(311)을 추출하여, 각 요소의 기하학 정보를 생성할 수 있다.
또한, 도 4에 도시한 바와 같이, 요소 양끝 점에서 요소의 단면정보 중에서 춤과 폭의 정보와 각도정보를 이용하여 단면을 형상화하면, 사각형의 단면이 형성할 수 있다. 그리고, 시점과 종점의 사각형 단면의 각 꼭지점을 연결하면 사각기둥의 육면체(307)가 형상화된다. 이를 가상정의 형상이라 한다.
가상 정의된 사각기둥의 테두리를 따라 고유 면과 선에 고유 번호를 부여 시킨다. 이때, 부재의 특성에 따라 면의 특성을 부여할 수 있다. 예컨대, 도 4에 도시한 바와 같이, 테두리선 1(321)과 테두리선 2(322)로 구획된 면 1(325), 테두리선 2(322)와 테두리선 3(323)으로 구획된 면 2(326), 테두리선 3(323)과 테두리선 4(324)로 구획된 면 3(327), 테두리선 4(324)와 테두리선 1(321)으로 구회된 면 4(328)으로 특성을 부여할 수 있다. 도면부호 329 및 330은 끝면을 나타낸다.
가상정의 형상에 요소의 규격 정보 등을 부여하여, 가상정의 형상 등을 정의할 수 있는 부재의 형상정보를 생성할 수 있다.
다음으로 부재 정보 설정부(20)는 구조해석 자료에서 입력된 요소의 양끝정보 및 요소의 단면 정보 등을 이용하여 부재의 기하학 정보 및 부재의 가상정의 형상정보를 생성하고(S110), 부재간 결합 순위를 포함하는 부재의 특성정보를 설정한다(S115).
만일, 동일선상에 여러 개의 요소가 나열된 경우, 각 요소의 α,β,γ 각도 및 규격이 동일하고, 두 요소의 공유하는 절점에서 요소간 접합 정보(단부 구속정보)가 강체 연결정보인 경우, 각 요소의 고유번호 중 임의의 번호를 대표번호로 하는 하나의 부재로 통합한다. 그리고, 이 부재의 시점과 종점 및 형상의 가상정의를 재설정한다. 나머지 요소는 대표 부재의 내부요소로 정의한다.
또한, 부재중 평면과 이루는 각도(α) 등 요소의 특성정보와 요소간 결합정보에 따라 결합순위를 부여한다.
수직 부재는 기둥 요소(1순위), 수평 부재는 큰 보 요소(2순위)로, 작은 보 요소(3순위)로 구분하면, 큰 보와 작은 보의 정의는 통합되는 요소의 양끝점이 수직 부재와 연결되면 큰 보 요소라고 하고, 이 양끝점이 큰 보 요소에 연결되면 작은 보 요소라고 정의할 수 있다.
도 5는 대표 부재의 선정 및 결합 순위를 설정하는 예를 나타낸 것이다.
도 5에서, 요소 656, 요소 658을 대표 부재 658로 통합하고, 대표 부재의 가상정의 형상을 나타낸 것이다. 또한, 요소의 특성정보와 요소간 결합정보에 따라 결합순위를 부여하여, 도면 부호 343은 기둥요소로서 접합 1순위, 도면 부호 345는 큰 보요소로서 접합 2순위, 도면 부호 347은 작은보 요소로서 접합 3순위를 나타내고 있다.
다음으로 부재 형상정보 생성부(30)는 부재간 결합이 되는 경우 결합 정보를생성하고(S120), 선행 단계에서 설정한 결합 순위에 따라 부재의 끝면 조정 등을 통하여 부재의 가성정의 형상을 재설정하여, 부재의 형상정보를 생성한다(S125).
이때, 기둥 부재는 하부 층 바닥에서 상부 층 바닥면을 끝면으로 한다. 보부재의 경우에는 결합 후순위 부재의 형상의 가상정의의 각 테두리선을 결합 동수위의 이상의 부재들의 1에서 4의 각 면까지 연장하여 교점을 찾고, 그 교점중 각 테두리선의 중심에서 가장 가까운 교점의 해당 테두리선을 끝점으로 하고, 이 네끝점을 연결한 사각형 면을 끝면으로 한다. 그리고, 이 끝면을 기준으로 하여 부재의 가상정의 형상을 재설정하고, 이에 따라 부재의 형상정보를 생성할 수 있다.
도 6 및 도 7은 끝면 정의에 따라 부재의 가상정의 형상을 재설정하는 경우를 나타낸 것이다. 도 6에서, 도면 부호 351은 25번 부재의 2번면, 도면 부호 353은 5번 부재의 2번면, 도면 부호 355는 5번 부재의 3번면, 도면 부호 357은 5번 부재의 4번면, 그리고 도면 부호 361은 5번 부재의 1번면을 나타낸다. 또한, 도면 부호 363은 24번 부재의 2번선과 5번 부재의 1번면과의 교점, 도면 부호 363은 24번 부재의 2번선 5번 부재의 2번면과의 교점, 도면 부호 367은 24번 부재의 2번선을 나타내고 있다.
도 7은 부재의 끝면을 나타낸 것이다. 도 7에서, 도면 부호 371은 38번 부재의 끝면, 도면 부호 373은 40번 부재의 끝면, 도면 부호 375는 24번 부재의 끝면, 도면 부호 377 및 379는 5번 부재의 끝면을 나타낸다.
다음으로, 부재 형상정보 수정부(40)는 부재 위치의 이동이 필요한 경우, 선택된 부재의 위치이동 및 이동한 부재의 가상정의 형상을 수정한다(S135).
부재의 이동이 필요한 경우, 부재 형상정보 수정부(40)는 이동할 부재의 형상정보에서 끝면 좌표값을 임의 거리 만큼 이동시켜, 부재의 가상정의 형상을 수정할 수 있고, 수정된 부재의 가상정의 형상에서 구현된 각 테두리선에 따라, 부재 형상정보 생성부(50)가 부재의 형상정보를 다시 생성할 수 있다.
도 8은 부재 이동에 따라 대응하는 부재의 가상정의 형상을 재설정하는 예를 나타낸 것이다.
도 8의 (a)에서, 24번 부재의 이동(381) 및 40번 부재의 이동(383)이 있는 경우, 도 8의 (b)에 도시한 바와 같이, 24번 부재의 이동에 따른 끝면(385)의 재설정 및 40번 부재의 이동에 따른 끝면(385)의 재설정이 이루어진다.
다음으로 철근 형상정보 생성부(50)는 구조해석 전산자료로부터 인출한 부재의 위치정보, 단면정보, 각 설계 요소의 부재력(축력, 모멘트, 전단력 등) 정보를 이용하여, 부재의 각 위치에서 필요한 철근량, 정착(이음)길이를 산출하고, 부재의 형상정보 및 부재간 결합순위에 따라 정착 방법을 결정하고, 이 과정을 통해 해당 단면 내에 철근의 형상정보를 생성한다(S140).
철근의 형상정보를 생성하는 상세한 과정은, 먼저 구조해석 자료에서 인출한 요소의 구간별 부재력 정보를 대표 부재의 구간별 부재력 정보로 변환시킨다. 여기서, 각 구간이란 부재 길이의 양단 1/4을 각 I단 단부, J단 단부라 하고, 내부 1/2구간을 중앙부라 한다.
대표 부재의 단면 정보와 구간별 부재력 정보를 이용하여, 구조 안전성을 확보하기 위해 필요한 철근량 및 정착 방법별 정착 길이를 산정한다. 정착 방법은 철근의 끝을 휘어서 정착하는 표준갈고리 정착과, 철근의 방향과 반대방향으로 정착 기준면을 지나 직선 방향으로 일정 길이만큼 정착하는 연장 정착이 있다.
정착길이 및 방법 결정의 기점은, 선행 단계에서 정의한 설계 부재 구간별 단면에 철근 중심점을 위치시키고, 이를 설계 부재축 방향으로 연장할 때 상기 형상의 정의단계에서 정의한 끝면과의 교점을 기점으로 한다.
기둥 부재의 정착 방법 결정은, 다음과 같이 결정할 수 있다.
첫째, 기둥 부재가 최하단 기둥인 경우, 기초속으로 표준갈고리 정착을 한다.
둘째, 기둥 부재가 내부 기둥인 경우, 상하 기둥속으로 연장 정착을 한다.
셋째, 기둥 부재가 최상단 기둥인 경우, 연장 정착 길이가 접하는 보 부재의 춤보다 크면 기둥속으로 표준갈고리 정착을 하고, 그렇지 않은 경우에는 연장 정착 길이가 접하는 보 부재의 춤보을 한다.
보 부재의 정착 방법은, 보가 큰 보인지 작은 보인지, 연속된 보가 있는지 여부 등에 따라 정착 방법을 결정한다. 보 부재의 정착 방법에 대한 상세한 과정은 후술한다.
정착 방법을 결정되면, 설계 부재내의 각 단위 철근별 굽힘점 및 끝점의 좌표 정보를 부여하여, 그 형상 정보를 정의할 수 있다.
도 9는 기둥 철근의 정착 방법의 일 예를 나타낸 것이다. 도 9에 도시한 바와 같이, 기둥 철근의 정착 방법은, 최상단 기둥인 경우 연장 정착 길이가 접하는 보 부재의 춤보다 작으면 연장 정착(501), 연장 정착 길이가 접하는 보 부재의 춤보다 크면 기둥속으로 표준갈고리 정착(503)을 사용한다.
또한, 중간층 기둥인 경우 상부 기둥속으로 연장 정착(505), 최하단 기둥인 경우 기초속으로 표준갈고리 정착(507)을 사용한다.
철근 형상정보 생성부(50)는 수평 설계 부재 중 해당 설계 부재내의 연장 정착의 성질을 가진 단위 철근과 동일 평면내에서 연속되는 타 부재내에서 동일한 규격을 가진 단위철근과 그 축선이 일치하거나 그 거리가 근접한 경우, 이 두철근의 끝점은 두철근의 정착의 기점의 중간점으로 한다. 이상의 단계를 통해 정의된 철근의 양끝점 및 굽힘점의 정보를 이용하여 철근 형상정보 생성부(50)는 철근의 형상정보를 생성할 수 있다.
도 2b를 참조하면, 사용자 명령 등에 따라, 물량 산출서 출력이 선택된 경우(S145), 출력부(60)는 부재의 형상정보 및 철근의 형상정보를 기초로 하여 철근콘크리트 골조구조물을 제작하기 위한 콘크리트량, 거푸집량, 철근량과 같은 제작 물량을 산출하고(S150), 산출한 제작 물량에 따라 물량 산출서를 출력할 수 있다(S155).
부재의 형상정보에서 부재의 형상은 육면체로서 그 체적과 겉면적은 철근콘크리트 골조공사를 위한 콘크리트량, 거푸집량이 된다. 또한, 부재 내에 위치하는 단위 철근의 정착 형상, 축선의 방향, 끝점 등의 형상정보를 취합하여, 철근의 축선의 방향이 동일하고 끝점이 일치하는 철근들을 하나의 철근으로 통합하는 과정을 거쳐 처리하면, 철근의 총 길이와 무게를 산출할 수 있다.
또한, 화면 출력이 선택된 경우(S160), 출력부(60)는 부재의 형상정보와 철근의 형상정보를 변환하여 범용 프로그램과 호환가능한 형상정보 데이터를 생성한다(S165). 부재의 형상정보와 철근의 형상정보는 고유의 3차원 좌표값이므로, 이를 캐드나 기타 범용 프로그램과 혼환될 수 있는 형상정보 데이터로 변환할 수 있다.
출력부(70)는 형상정보 데이터를 이용하여 구조물 형상을 컴퓨터 모니터나 캐드 프로그램에 구조물 형상을 표시할 수 있다(S170).
이와 같은 과정은 종료 선택시까지 반복적으로 수행될 수 있다(S175).
도 10은 본 발명의 일실시예에 따라 보 부재의 정착 방법을 결정하는 예를 나타낸 것이다.
도 10을 참조하면, 철근 형상정보 생성부(50)는 보 부재의 정착 방법을 결정하는 경우, 기점을 결정하고(S400), 큰 보인지 작은 보인지 판단한다(S405). 큰 보인 경우(S410), 연속된 보가 존재하면, 기둥으로 표준갈고리 장착과 연속된 보 방향으로 연장 정착 길이를 비교하여 적은 쪽으로 결정한다(S420). 큰 보이면서 연속된 보가 존재하지 않으면 기둥으로 표준갈고리 정착 방법을 사용한다(S425)
작은 보인 경우(S415), 연속된 보가 존재하면, 연속된 방향으로 연장 정착 방법을 사용한다(S430). 작은 보이면서 연속된 보가 존재하지 않으면, 큰 보의 주축방향으로 표준갈고리 정착 방법을 사용한다(S435).
이와 같은 과정에 의해 , 보 부재의 정착 방법을 결정할 수 있다.
도 11은 본 발명의 일실시예에 따라 보 철근의 정착방법에 대한 설명에 참조되는 도면이다.
도 11에서 도면 부호 701은 최상단 기둥의 연장 정착을 나타내고, 도면 부호 703은 작은 보가 큰 보 속으로 표준갈고리 정착을 나타내며, 도면 부호 705는 큰 보가 기둥속으로 표준갈고리 정착을 나타낸다. 또한, 도면부호 707은 작은 보가 연속된 내부 보 방향으로 연장 정착, 도면부호 709는 큰 보가 연속된 내부 보 방향으로 연장 정착을 나타내고 있다.
도 12 및 도 13은 연속되는 철근 통합의 예를 나타낸 것이다.
도 12의 (a)에서, 양 철근의 축선거리가 근접한 철근(711, 713)의 경우, 도 12의 (b)에 도시한 바와 같이, 하나의 철근으로 통합한다.
도 13의 경우에는, 657 부재의 I단 상부 단위철근(721)은 657 부재의 중앙상부, J단 상부, 658 부재의 I단 상부(723), 중앙상부, J단 상부 철근이 통합된 것을 나타낸다.
그리고, 657 부재의 I단 하부 단위철근(727)은 657 부재의 중앙하부(725), J단 하부, 658 부재의 I단 하부(725), 중앙하부, J단 하부 철근이 통합된 것을 나타낸다.
도 14는 철근콘크리트 골조구조물의 시공에 필요한 제작 물량을 산출한 데이터의 일 예를 나타낸 것이다
도 14에 도시한 바와 같이, 부재별 기둥철근량, 부재별 보 철근량, 부재별 콘크리트량, 철근 규격 및 길이별 철근량 등과 같은 철근콘크리트 골조구조물의 시공을 위한 제작 물량을 출력할 수 있다.
도 16 및 도 17은 본 발명에 따라 생성한 형상정보 데이터를 이용하여 컴퓨터 모니터 및 캐드 프로그램에 표시되는 화면의 일 예를 나타낸 것이다.
도 16 및 도 17에 도시한 바와 같이, 상기한 과정에서 생성된 부재의 형상정보와 철근의 형상정보는 고유의 3차원 좌표값을 가진다. 따라서, 이를 캐드 프로그램 등과 같은 범용 프로그램과 호환될 수 있는 데이터 형식으로 변환할 수 있으며, 변환된 데이터를 이용하여 철근콘크리트 골조구조물의 형상을 컴퓨터 모니터 등에 표시할 수 있다.
도 15는 시공시 철근 구매 길이가 최소화되도록 철근을 제단하여 손실이 최소화되도록 구매 길이를 제시한 표를 나타낸 것이다.
시공단계에서 철근 구매시 일정길이를 일률적으로 구매함에 따라 필요 철근 재단 후, 필연적으로 자투리 철근이 남음으로 손실이 발생한다.
그러나, 본 발명에 따르면, 철근 물량의 산출이 가능하므로, 단위 철근의 길이와 구매 길이를 비교하여, 철근이 자투리 길이가 최소화할 수 있는 조합을 선택하여, 시공시 철근 구매 길이에 따른 손실이 최소화할 수 있는 제단 방법 제시할 수 있다. 또한, 이와 같은 제단 방법을 통해 손실이 최소화할 수 있는 철근의 구매 길이도 제시할 수 있다. .
한편, 본 발명은 프로세서가 읽을 수 있는 기록매체에 프로세서가 읽을 수 있는 코드로서 구현하는 것이 가능하다. 프로세서가 읽을 수 있는 기록매체는 프로세서에 의해 읽혀질 수 있는 데이터가 저장되는 모든 종류의 기록장치를 포함한다. 프로세서가 읽을 수 있는 기록매체의 예로는 ROM, RAM, CD-ROM, 자기 테이프, 플로피디스크, 광 데이터 저장장치 등이 있으며, 또한 인터넷을 통한 전송 등과 같은 캐리어 웨이브의 형태로 구현되는 것도 포함한다. 또한 프로세서가 읽을 수 있는 기록매체는 네트워크로 연결된 컴퓨터 시스템에 분산되어, 분산방식으로 프로세서가 읽을 수 있는 코드가 저장되고 실행될 수 있다.
또한, 이상에서는 본 발명의 바람직한 실시예에 대하여 도시하고 설명하였지만, 본 발명은 상술한 특정의 실시예에 한정되지 아니하며, 청구범위에서 청구하는 본 발명의 요지를 벗어남이 없이 당해 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진자에 의해 다양한 변형실시가 가능한 것은 물론이고, 이러한 변형실시들은 본 발명의 기술적 사상이나 전망으로부터 개별적으로 이해되어서는 안될 것이다.
10 : 입력부 20 : 부재 정보 설정부
30 : 부재 형상정보 생성부 40 : 부재 형상정보 수정부
50 : 철근 형상정보 생성부 60 : 출력부
30 : 부재 형상정보 생성부 40 : 부재 형상정보 수정부
50 : 철근 형상정보 생성부 60 : 출력부
Claims (15)
- 범용 프로그램을 이용한 철근콘크리트 골조구조물 제작물량 산출방법에 있어서,
사용자가 입력한 구조해석 자료에서 인출한 부재의 정보를 이용하여, 상기 범용 프로그램을 통해 부재의 기하학 정보와 부재의 가상정의 형상정보를 생성하는 단계;
부재간 결합 순위를 포함하는 부재의 특성정보를 설정하는 단계;
상기 부재의 가상정의 형상정보와 부재간 결합된 위치에 기초하여 부재의 형상정보를 생성하는 단계;
상기 부재의 형상정보와, 상기 부재의 결합 순위에 따라 결정된 정착 방법을 이용하여 철근의 형상정보를 생성하는 단계; 및
상기 부재의 형상정보 및 상기 철근의 형상정보를 이용하여, 철근콘크리트 골조물의 시공에 필요한 제작 물량을 산출하는 단계를 포함하며,
상기 부재의 가상정의 형상정보는,
상기 구조해석 자료에서 인출한 정보에 따라 요소별 기하학 정보를 생성하고, 상기 요소별 기하학 정보에 따라 육면체 모양의 요소별 형상의 가상정의 정보를 생성하는 과정;
상기 육면체의 각 면에 고유 식별 특성과 선 번호를 부여하는 과정;
동일선상 있고 동일 정보를 보유하는 복수의 요소를 하나의 대표 부재로 통합하고, 나머지 요소를 각각 별개의 부재로 설정하는 과정; 및
상기 대표 부재에 대하여 육면체 모양의 형상의 가상정의 정보를 생성하고, 상기 육면체의 각 면에 고유 식별 특성과 선 번호를 부여하는 과정에 의해 생성하는 것을 특징으로 하는 철근콘크리트 골조구조물 제작물량 산출방법. - 제1항에 있어서,
선택된 부재의 위치 이동에 따라, 대응하는 부재의 가상정의 형상정보를 수정하는 단계를 더 포함하는 철근콘크리트 골조구조물 제작물량 산출방법. - 제1항에 있어서,
상기 부재의 형상정보와 상기 철근의 형상정보를 이용하여 범용 프로그램과 호환되는 형상정보 데이터를 생성하는 단계를 더 포함하는 철근콘크리트 골조구조물 제작물량 산출방법. - 제3항에 있어서,
상기 형상정보 데이터를 이용하여 구성한 화면을 표시하는 단계를 더 포함하는 철근콘크리트 골조구조물 제작물량 산출방법. - 제1항에 있어서,
상기 철근의 형상정보는,
상기 부재의 정보를 이용하여 부재의 각 위치에서 필요한 철근량과 정착 길이를 산출하는 과정;
상기 부재의 형상정보와 상기 부재의 결합 순위에 따라 정착 방법을 결정하고, 결정된 정착 방법에 따라 각 부재의 단면 위치별 단위 철근의 형상정보를 생성하는 과정; 및
동축선상에 있고 끝점이 동일한 단위 철근을 하나의 단위 철근으로 통합하는 과정에 의해 생성하는 것을 특징으로 하는 철근콘크리트 골조구조물 제작물량 산출방법. - 삭제
- 제1항에 있어서,
상기 부재간 결합 순위는, 기둥 부재, 큰 보 부재, 작은 보 부재로 구분하여 결합 순위를 부여하는 것을 특징으로 하는 철근콘크리트 골조구조물 제작물량 산출방법. - 제1항에 있어서,
부재간 결합이 있는 경우, 상기 가상정의 형상정보에서 정의된 부재의 테두리 면과 테두리선의 정보를 이용하여 교점을 찾고, 그 교점이 이루는 끝면의 정보를 이용하여 상기 부재의 형상정보를 생성하는 것을 특징으로 하는 철근콘크리트 골조구조물 제작물량 산출방법. - 제1항에 있어서,
철근의 이음이 필요한 경우 이음 길이를 포함하는 각 단위 철근별 소요 길이를 산정하고, 상기 단위 철근의 소요 길이와 초기조건의 철근 구매 길이에 따른 손실이 최소화되도록 재단하여 최종 구매길이를 산출하는 단계를 더 포함하는 철근콘크리트 골조구조물 제작물량 산출방법. - 구조해석 자료를 입력받는 입력부;
상기 구조해석 자료에서 인출한 부재의 정보를 이용하여, 부재의 기하학 정보와 부재의 가상정의 형상정보를 생성하고, 부재간 결합 순위를 포함하는 부재의 특성정보를 설정하는 부재 정보 설정부;
상기 부재의 가상정의 형상정보와 부재간 결합된 위치에 기초하여 부재의 형상정보를 생성하는 부재 형상정보 생성부;
상기 부재의 정보와, 상기 부재의 결합 순위에 따라 결정된 정착 방법을 이용하여 철근의 형상정보를 생성하는 철근 형상정보 생성부; 및
상기 부재의 형상정보 및 상기 철근의 형상정보를 이용하여, 철근콘크리트 골조의 시공에 필요한 제작 물량을 산출하는 출력부를 포함하며,
상기 부재의 가상정의 형상정보는, 상기 구조해석 자료에서 인출한 정보에 따라 요소별 기하학 정보를 생성하고, 상기 요소별 기하학 정보에 따라 육면체 모양의 요소별 형상의 가상정의 정보를 생성하는 과정; 상기 육면체의 각 면에 고유 식별 특성과 선 번호를 부여하는 과정; 동일선상 있고 동일 정보를 보유하는 복수의 요소를 하나의 대표 부재로 통합하고, 나머지 요소를 각각 별개의 부재로 설정하는 과정; 및 상기 대표 부재에 대하여 육면체 모양의 형상의 가상정의 정보를 생성하고, 상기 육면체의 각 면에 고유 식별 특성과 선 번호를 부여하는 과정에 의해 생성하는 것을 특징으로 하는 철근콘크리트 골조구조물 제작물량 산출장치. - 제10항에 있어서,
선택된 부재의 위치 이동에 따라, 대응하는 부재의 가상정의 형상정보를 수정하는 부재 형상정부 수정부를 더 포함하는 철근콘크리트 골조구조물 제작물량 산출장치. - 제10항에 있어서,
상기 출력부는, 상기 부재의 형상정보와 상기 철근의 형상정보를 이용하여 범용 프로그램과 호환되는 형상정보 데이터를 생성하는 것을 특징으로 하는 철근콘크리트 골조구조물 제작물량 산출장치. - 제12항에 있어서,
상기 출력부는, 상기 형상정보 데이터를 이용하여 구성한 화면을 표시하는 것을 특징으로 하는 철근콘크리트 골조구조물 제작물량 산출장치. - 제10항에 있어서,
상기 부재 정보 설정부는, 기둥 부재, 큰 보 부재, 작은 보 부재로 구분하여 상기 부재간 결합 순위를 설정하는 것을 특징으로 하는 철근콘크리트 골조구조물 제작물량 산출장치. - 제1항 내지 제5항 및 제7항 내지 제9항 중 적어도 어느 한 항의 철근콘크리트 골조구조물 제작물량 산출방법을 프로세서에서 실행시키기 위한 프로그램을 기록한 프로세서가 읽을 수 있는 기록매체.
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Non-Patent Citations (2)
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| [논문1]선문대학교 학위논문/2010.12/골조정보모델을 이용한 철근배근시공도 작성시스템의 활용방안* |
| [논문2]한국건설관리학회 학술논문/2003.03/철근콘크리트조의 골조물량산출 알고리즘* |
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