KR20160112247A - 섹션을 기반으로 한 구조물 모델링 방법 및 이 방법을 구현하는 프로그램이 기록된 기록매체 - Google Patents

Abstract

본 발명은 사용자의 요청에 대응하여 복수의 컬럼과 복수의 제1 거더로 복수의 층을 표시하는 2차원 상의 단위섹션을 생성하는 단위섹션생성단계, 사용자의 요청한 K 개수의 베이를 형성하기 위하여 상기 단위섹션을 (K+1)개로 하여 동일축상으로 나란히 배열시키는 3차원확장단계, 상기 (K+1)개의 단위섹션 각각에 형성된 컬럼과 상기 제1 거더의 교차점을 서로 연결하여 상기 (K+1)개의 단위섹션 각각을 연결하는 복수의 제2 거더를 생성하는 메인거더생성단계, 그리고 상기 각 단위섹션을 구성하는 상기 복수의 컬럼과 상기 복수의 제2 거더를 포함하여 구성되는 구조물의 골격 모델을 완성된 구조물의 골격 모델로 저장하는 단계를 포함하는 섹션을 기반으로 한 구조물 모델링 방법 및 이 방법을 구현하는 프로그램이 기록된 기록매체에 관한 것이다.

Description

섹션을 기반으로 한 구조물 모델링 방법 및 이 방법을 구현하는 프로그램이 기록된 기록매체{METHOD FOR MODELING OF STRUCTURE BASED ON SECTION AND RECORDING MEDIA STORING PROGRAM PERFORMING THE SAID METHOD}

본 발명은 건물이나 빌딩 등의 구조물에 대한 구조해석을 위한 구조물의 3차원 모델링 방법에 관한 것으로, 섹션(section)을 기반으로 생성되는 구조물의 모델링 방법 및 이 방법을 구현하는 프로그램이 기록된 기록매체에 관한 것이다.

건축이나 토목 등의 분야에서는 구조물에 대한 하중이나 바람의 영향 등을 파악하기 위해 구조해석을 수행하고 있다. 이러한 구조물에 대한 구조해석을 위해서는 구조물을 이루는 골격 및 각 부재를 모델링하는 작업이 선행되어야 하며, 이에 따라 구조물을 모델링할 수 있는 프로그램이 개발되어 활용되고 있다.

일반적으로 사용되고 있는 구조물 골격을 모델링하는 방법은 사용자가 화면상에 두 개의 점을 설정한 후 두 개의 점을 이어서 하나의 선을 생성하는 방법을 이용하였다. 예컨대 가로 방향의 선 즉, 거더(girder)를 생성하기 위해서는 수평 방향으로 두 개의 점을 설정한 후 두 점을 이어서 만들고, 세로 방향의 선 즉, 컬럼(column)을 생성하기 위해서는 수직 방향으로 두 개의 점을 생성한 후 두 점을 이어서 만들었다.

또한 구조물을 이루는 단면부재 즉, 수평단면 및 수직단면에 설치된 수평 빔(horizontal beam), 수직 빔(vertical beam), 브레이싱(bracing) 등의 골격 또한 사용자가 단면의 절점을 연결하여 생성하였다. 여기서 수평단면이란 구조물의 바닥 및 천장에 대응되고, 수직단면은 구조물의 측면 즉 벽면에 대응된다.

이러한 종래의 구조물 모델링 방법은 점과 선 정보를 사용자가 일일이 손으로 작업하여 구조물의 모든 골격을 모델링해야 하므로 시간이 많이 소모되는 문제가 있었으며, 수정 작업에도 많은 시간을 필요로 하는 문제가 있었다.

한국등록특허 제10-1224627호(등록일자: 2013년 01월 15일) 한국등록특허 제10-1444723호(등록일자: 2014년 09월 19일)

따라서 본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제는 사용자가 시간을 많이 소모하지 않고 빠르게 구조물을 모델링할 수 있는 섹션을 기반으로 한 구조물 모델링 방법 및 이 방법을 구현하는 프로그램이 기록된 기록매체를 제공하는 것이다.

본 발명의 일 특징에 따른 섹션을 기반으로 한 구조물 모델링 방법을 제공한다. 이 방법은 사용자의 요청에 대응하여 복수의 컬럼과 복수의 제1 거더로 복수의 층을 표시하는 2차원 상의 단위섹션을 생성하는 단위섹션생성단계, 사용자의 요청한 K 개수의 베이를 형성하기 위하여 상기 단위섹션을 (K+1)개로 하여 동일축상으로 나란히 배열시키는 3차원확장단계, 상기 (K+1)개의 단위섹션 각각에 형성된 컬럼과 상기 제1 거더의 교차점을 서로 연결하여 상기 (K+1)개의 단위섹션 각각을 연결하는 복수의 제2 거더를 생성하는 메인거더생성단계, 그리고 상기 각 단위섹션을 구성하는 상기 복수의 컬럼과 상기 복수의 제2 거더를 포함한다.

상기에서 단위섹션생성단계는 상기 복수의 컬럼 중 적어도 하나의 컬럼에 측면부재를 생성하는 단계 및 상기 복수의 층 중 적어도 하나의 층에 하나 이상의 포스트를 생성하는 단계 중 적어도 하나를 더 포함하여 상기 2차원 상의 단위섹션을 생성한다.

상기에서 단위섹션생성단계는 상기 복수의 층 중 적어도 하나의 층에 하중으로 작용하는 파이프를 생성하는 단계를 더 포함한다.

또한 단위섹션생성단계는 상기 파이프가 생성된 위치 또는 상기 복수의 층 각각의 폭(즉, 제2 거더의 길이)를 조정하는 단계를 더 포함한다.

상기에서 메인거더생성단계는 사용자의 요청에 따라 상기 (K+1)개의 단위섹션 각각을 연결하는 복수의 제2 거더 중 적어도 하나의 제2 거더의 길이를 조정하는 단계를 더 포함한다.

그리고 본 발명의 특징에 따른 섹션을 기반으로 한 구조물 모델링 방법은 완성된 구조물의 골격 모델을 화면상에 표시하는 단계, 상기 완성된 구조물의 골격 모델에 적용된 상기 단위섹션을 화면상에 표시하는 단계, 상기 화면상에 표시된 단위섹션을 수정하는 단계, 그리고 상기 단위섹션에 대해 수정된 정보를 상기 완성된 구조물의 골격 모델에 적용된 복수의 단위섹션 각각에 적용하여 상기 완성된 구조물의 골격 모델을 수정하는 단계를 더 포함한다.

본 발명의 특징에 따른 섹션을 기반으로 한 구조물 모델링 방법은 완성된 구조물의 골격 모델을 화면상에 표시하는 단계, 상기 완성된 구조물의 골격 모델에 적용된 상기 (K+1)개의 단위섹션을 동일축상으로 나란히 배열시켜 화면상에 표시하는 단계, 사용자의 요청에 따라 상기 (K+1)개의 단위섹션 중 일부를 이동시켜 사용자가 지정한 베이의 폭으로 조정하는 단계, 그리고 상기에서 조정한 베이의 폭을 상기 완성된 구조물의 골격 모델에 적용하는 단계를 더 포함한다.

본 발명의 실시 예에 따르면, 섹션를 이용하여 용이하게 구조물의 골격을 모델링할 수 있게 하고, 완성된 구조물의 골격 모델에 대한 수정을 할 수 있게 하는 효과가 있다.

도 1은 본 발명의 실시 예에 따른 모델링 장치의 블록 구성도이다.
도 2는 본 발명의 실시 예에 따른 섹션을 기반으로 한 구조물 모델링 방법에 대한 순서도이다.
도 3은 본 발명의 실시 예에 따른 섹션을 기반으로 한 구조물 모델링 방법에서 단면부재 적용 방법에 대한 순서도이다.
도 4는 본 발명의 실시 예에 따른 섹션을 기반으로 한 구조물 모델링 방법에서 구조물 모델 수정 방법에 대한 순서도이다.
도 5 내지 도 7은 본 발명의 실시 예에 따른 섹션을 기반으로 한 구조물 모델링 방법에서 섹션 생성 화면을 보인 도면이다.
도 8은 본 발명의 실시 예에 따른 섹션을 기반으로 한 구조물 모델링 방법에서 하중 부여하는 화면을 보인 도면이다.
도 9는 본 발명의 실시 예에 따른 섹션을 기반으로 한 구조물 모델링 방법에서 베이(bay)를 생성하는 화면을 보인 도면이다.
도 10은 본 발명의 실시 예에 따른 섹션을 기반으로 한 구조물 모델링 방법에서 거더를 생성하는 화면을 보인 도면이다.
도 11은 본 발명의 실시 예에 따른 섹션을 기반으로 한 구조물 모델링 방법에서 단면부재의 패턴을 생성하는 화면을 보인 도면이다.
도 12는 본 발명의 실시 예에 따른 섹션을 기반으로 한 구조물 모델링 방법에서 수평단면에 단면부재를 생성하는 화면을 보인 도면이다.
도 13은 본 발명의 실시 예에 따른 섹션을 기반으로 한 구조물 모델링 방법에서 수직단면에 단면부재를 생성하는 화면을 보인 도면이다.
도 14는 본 발명의 실시 예에 따른 섹션을 기반으로 한 구조물 모델링 방법에 의해 생성된 구조물 모델을 보인 화면이다.
도 15는 본 발명의 실시 예에 따른 섹션을 기반으로 한 구조물 모델링 방법에서 구조물 모델을 수정하는 화면을 보인 도면이다.

아래에서는 첨부한 도면을 참고로 하여 본 발명의 실시 예에 대하여 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 상세히 설명한다. 그러나 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 여기에서 설명하는 실시 예에 한정되지 않는다. 그리고 도면에서 본 발명을 명확하게 설명하기 위해서 설명과 관계없는 부분은 생략하였으며, 명세서 전체를 통하여 유사한 부분에 대해서는 유사한 도면 부호를 붙였다.

이하에서는 첨부한 도면을 참고로 하여 본 발명의 실시 예에 따른 섹션을 기반으로 한 구조물 모델링 방법 및 이 방법을 구현하는 프로그램이 기록된 기록매체를 설명한다.

도 1은 본 발명의 실시 예에 따른 모델링 장치의 블록 구성도이다. 도 1에 도시된 바와 같이 모델링 장치(100)는 노트북 컴퓨터, 데스크탑 컴퓨터, 스마트폰, PDA, 테블릿 PC 등 중 하나이며, 사용자 입력부(101), 단위섹션 생성부(102), 3차원 확장부(103), 골격 생성부(104), 파이프 설정부(105), 단면부재 생성부(106), 모델 수정부(107), 표시부(108), 저장부(109) 및 제어부(110)를 포함한다.

사용자 입력부(101)는 키보드(keyboard)나 마우스(mouse), 터치펜 또는 사람의 손가락 등으로부터 제공되는 입력정보를 수신하고 입력정보를 제어부(110)에 제공한다.

단위섹션 설정부(102)는 사용자가 사용자 입력부(101)를 통해 단위섹션을 생성하고 저장할 수 있게 한다.

섹션(section)이란 구조물의 수직 단면(2차원 정보임)을 의미하며, 단위섹션이란 사용자에 의해 정의된 하나의 섹션을 의미한다. 이러한 단위섹션은 구조물의 골격 중 수평 골격인 거더(girder) 및 수직 골격인 컬럼(column)으로 구성되며, 이때 단위섹션을 이루는 거더와 컬럼은 적어도 하나 이상으로 구성된다. 그리고 단위섹션은 발코니 등과 같이 구조물의 측면(즉, 컬럼)에 설치되는 측면(side) 부재와 기둥이나 지주 등과 같이 골격을 지지하는 포스트(post) 중 적어도 하나를 더 포함할 수 있다.

단위섹션 설정부(102)는 사용자가 거더의 개수 및 컬럼의 개수를 조정할 수 있게 하고, 각 거더의 길이(즉, 섹션의 폭) 및 각 컬럼의 길이(즉, 섹션의 높이)를 조정할 수 있게 하여, 다양한 형태의 단위섹션을 생성할 수 있게 한다. 또한 단위섹션 설정부(102)는 측면 부재나 포스트의 위치를 자유로이 설정할 수 있게 한다.

3차원 확장부(103)는 사용자가 2차원의 단위섹션을 복수의 단위섹션으로 확장하여 3차원 공간상의 구조물로 표시되게 한다. 이를 위해 3차원 확장부(103)는 사용자에게 베이(bay)의 개수를 지정하게 하고, 지정된 개수의 베이를 형성하기 위하여 단위섹션을 동일 축상으로 복수개를 배열시켜 하나의 단위섹션을 3차원 정보로 확장시킨다. 그리고 3차원 확장부(103)는 각 베이의 간격을 사용자가 임의로 조정할 수 있게 한다.

여기서 베이(bay)는 이웃하는 2개의 단위섹션에 의해 형성된 공간(space)를 의미한다. 그러므로 베이의 개수가 K개이면 K개의 베이를 구성하는 단위섹션의 개수는 (K+1)개이다.

골격 생성부(104)는 3차원 확장부(103)에 의해 확장된 복수의 단위섹션에 대하여 사용자의 지시에 따라 복수의 단위섹션을 연결하는 거더를 생성하고, 생성된 거더를 기준으로 컬럼을 파악하여 구조물의 골격을 생성한다. 물론 골격 생성부(104)는 추가적인 골격(예; 포스트 등)을 사용자 지시에 따라 생성하고 화면상에 표시한다. 여기서 골격 생성부(104)에 의해 생성된 구조물의 골격은 단면부재 즉, 수평단면 및 수직단면에 설치된 수평 빔(horizontal beam), 수직 빔(vertical beam), 브레이싱(bracing) 등이 생략되어 있다.

파이프 설정부(105)는 구조물의 층별로 설치되는 파이프(pipe)를 사용자가 설정할 수 있게 한다. 이때 파이프는 해당 층의 하중(load)으로 작용하게 되므로, 파이프 설정부(105)는 설치되는 파이프에 대하여 하중 정보를 더불어 표시하기도 한다. 파이프 설정부(105)는 단위섹션 생성부(102)에 연동하여 파이프의 설치상태를 단위섹션에 포함시키거나, 골격 생성부(104)에 연동하여 구조물의 골격 생성시에 파이프의 설치정보를 구조물의 골격 정보에 포함되도록 한다.

단면부재 생성부(106)는 골격 생성부(104)에 의해 생성된 구조물의 골격에 대하여 수평단면 및 수직단면에 설치될 단면부재(예; 수평 빔, 수직 빔, 브레이싱 중 적어도 하나)를 사용자의 지시에 따라 생성한다. 이때 단면부재 생성부(106)는 구조물 골격의 사각형태의 단면에 표시된 절점(P)을 사용자가 잇도록 하여 단면부재를 생성하거나, 수평 빔, 수직 빔, 브레이싱 중 적어도 하나로 이루어진 패턴을 생성하도록 생성한 수직을 사용자가 지정한 단면에 적용되도록 한다. 여기서 생성된 패턴 중 수직단면에 적용할 패턴을 수직 패턴이라 하고, 수평단면에 적용할 패턴을 수평 패턴이라 한다.

모델 수정부(107)는 완성된 구조물의 모델을 사용자가 수정할 수 있도록 한다. 이때 모델 수정부(107)는 구조물 모델에서 사용자가 단위섹션을 수정하면 완성된 구조물의 모델을 구성하는 복수의 단위섹션 모두에 수정 사항이 일괄적용하고, 구조물 모델에서 단위섹션의 간격(즉, 베이 간의 간격)을 조정할 수 있게 한다. 물론 모델 수정부(107)는 구조물의 골격을 이루는 거더 및 컬럼의 삭제 또는 추가 또는 편집(길이 조정) 등을 가능하게 하고, 단면부재의 삭제 또는 추가 또는 수정을 가능하게 한다.

표시부(108)는 단위섹션 생성부(102), 3차원 확장부(103), 골격 생성부(104), 파이프 설정부(105), 단면부재 생성부(106), 모델 수정부(107)에서 요청한 정보를 화면상에 표시한다. 저장부(109)는 단위섹션 생성부(102)에 의해 생성된 단위섹션을 저장하고, 골격 생성부(104)에 의해 생성된 구조물의 골격을 저장하며, 단면부재 생성부(106)에 의해 생성한 수평 패턴이나 수직 패턴을 저장한다. 또한 저장부(109)는 단위섹션 생성부(102), 3차원 확장부(103), 골격 생성부(104), 파이프 설정부(105) 그리고 단면부재 생성부(106)와의 연동을 통해 최종 완성한 구조물의 골격에 대한 정보 즉, 구조물 모델을 저장하며, 모델 수정부(107)에 의해 수정된 구조물 모델을 저장한다.

제어부(110)는 각 구성(101 내지 109)의 동작을 제어하여 사용자에 의해 구조물의 골격 모델링이 완성하도록 한다.

한편, 본 발명의 실시 예에 따른 모델링 장치(100)는 회전 제어부(미도시)를 더 포함한다. 회전 제어부는 사용자 입력부(101)로부터 수신된 사용자의 명령에 따라 화면상에 표시된 객체를 3차원 좌표상에서 회전시켜 화면상에 표시되게 한다.

이하에서는 도 2 내지 도 15를 참조로 하여 본 발명에 실시 예에 따른 섹션을 기반으로 한 구조물 모델링 방법을 설명한다. 도 2는 본 발명의 실시 예에 따른 섹션을 기반으로 한 구조물 모델링 방법에 대한 순서도이다.

구조물 골격 모델링을 위해 사용자가 사용자 입력부(101)를 통해 모델링 작업 시작을 요청하면, 제어부(110)는 사용자 입력부(101)를 통해 모델링 작업 요청을 수신한다(S201).

제어부(110)는 사용자의 모델링 작업 요청에 따라 단위섹션 생성부(102)를 동작시키고, 단위섹션 생성부(102)는 단위섹션을 설정할 수 있는 단위섹션 생성창을 화면상에 표시한다(S202).

여기서 단위섹션 생성창의 일 예가 도 5 내지 도 7에 도시되어 있으며, 우선 도 5의 (a)에 도시된 바와 같이 단위섹션 생성창의 초기화면이 표시된다. 단위섹션 생성창은 좌측에 위치한 입력창과 우측에 위치한 표시창으로 구성되고, 입력창에는 "Piperack Section Define" 메뉴항목과 "Load Define" 메뉴항목이 제공되며,"Piperack Section Define" 메뉴항목 내에 단위섹션의 생성을 지시하는 "ADD" 항목(A)이 표시되어 있고, 기 생성된 단위섹션을 삭제하는 "Delete" 항목이 표시되어 있다.

단위섹션 생성창의 초기화면이 표시된 상태에서, 사용자가 "ADD" 항목(A)을 선택하면 단위섹션 생성부(102)는 도 5의 (b) 및 도 6에 도시된 바와 같이 및 "Geometry" 항목 및 "Geometry" 항목에 대응하는 입력필드를 표시한다. "Geometry" 항목의 입력필드로는 단위섹션의 이름을 부여하는 "Section Number" 항목, 단위섹션의 층의 개수를 지정하는 "Level Count" 입력필드(B), 단위섹션의 폭을 지정하는 "Span" 입력필드(C), 단위섹션의 층별 높이를 지정하는 "Level of Ht" 입력필드(D) 및 측면 부재의 생성을 지정하는 "Left Side-Balcony", "Right Side-Balcony" 입력필드(E) 등이 있다.

따라서 사용자는 단위섹션 생성창에서 "Geometry" 항목의 각 입력필드에 원하는 정보를 입력하고, 이에 따라 제어부(110)의 제어에 따라 단위섹션 생성부(102)는 "Geometry" 항목의 각 입력필드에 입력된 정보에 따라 단위섹션을 생성하고 저장한다(S203).

사용자 입장에서 단위섹션의 생성하는 과정의 일 예를 설명하면, 도 5의 (a)의 생성창에서 "ADD" 항목(A)을 선택하여 도 5의 (b)의 생성창이 화면상에 표시되게 하고, "Level Count" 입력필드(B)에 숫자 "3"을 입력하여 우측창에 3층 구조의 단위섹션이 표시되게 한다. 이때 3층 구조의 단위섹션은 3개의 거더(10)와 2개의 컬럼(20)으로 구성되며, 3개의 거더(10)에 의해 각 층이 구분된다.

사용자는 단위섹션의 층의 개수를 입력하고 난 후, 도 6의 (a)와 같이 입력필드(E)에서 층별로 좌측 및 우측의 측면 부재의 존재 유무를 체크하여 측면부재(30)가 생성되게 하고, 도 6의 (c)에 도시된 바와 같이 입력필드(C)에서 각 층별 폭(즉, 거더의 길이)을 지정하는 정보를 입력하여 도 6의 (c)의 우측창과 같이 층별로 서로 다른 폭을 가지도록 조정한다.

이러한 과정을 통해 단위섹션을 만들면 사용자는 단위섹션의 완성을 단위섹션 생성부(102)에 알리고, 단위섹션 생성부(102)는 현재 완성된 단위섹션을 입력된 단위섹션의 이름에 대응시켜 저장한다.

한편, 단위섹션 생성부(102)는 단위섹션에 도 7에 도시된 바와 같이 포스트를 포함시킬 수 있게 한다. 구체적으로 사용자는 단위섹션 생성창의 입력창에서 "Gem. Detail" 항목을 선택하여 도 7의 (a)에 도시된 바와 같이 포스트를 생성할 수 있는 입력필드가 표시되게 하고, 해당 입력필드에서 절점(P)의 개수를 설정한 후 각 층별로 수직으로 마주보는 두 개의 절점(P)을 연결하여 단위섹션 생성부(102)에 의해 단위섹션에 적어도 하나의 포스트를 생성되게 한다. 도 7의 (b)에서는 2층 및 3층에 각각 2개의 포스트(40)가 생성된 단위섹션을 보이고 있다.

또 한편, 단위섹션 생성부(102)는 파이프 설정부(105)와 연동하여 단위섹션에 도 8에 도시된 바와 같이 각 층별로 파이프(pipe)를 설치할 수 있다. 구체적으로 사용자가 단위섹션 생성창의 입력창에서 "Load" 항목을 선택하면, 파이프 설정부(105)가 구동하여 도 8의 (a)에 도시된 바와 같이 파이프 즉, 하중을 각 층별로 생성할 수 있는 입력창과 표시창을 표시한다. 즉, 도 8의 (a)에서 네모 박스의 버튼을 클릭하면 도 8의 (b)에 도시된 바와 같이 파이프의 종류를 선택할 수 있는 항목이 입력창에 표시되고 파이프의 종류에 따른 마크(mark)가 표시창에 표시된다.

그리고 사용자가 도 8의 (b)에 도시된 입력창에서 원하는 하나의 파이프의 종류를 선택하고, 도 8의 (c)에 도시된 바와 같이 선택한 파이프가 적용될 층을 선택하면, 파이프 설정부(105)는 사용자가 선택한 층에 해당 파이프를 생성하고, 파이프 설정을 완료하면 단위섹션 생성부(102)는 파이프가 생성된 단위섹션을 저장한다. 도 8의 (d)에서는 2층, 3층 및 옥상에 파이프가 표시된 단위섹션을 보이고 있다.

단위섹션 생성부(102) 또는 파이프 설정부(105)는 단위섹션에 생성된 파이프 즉, 하중을 사용자가 좌 또는 우측으로 이동시켜, 위치 조정을 할 수 있게 한다.

단위섹션의 생성을 완료한 사용자는 생성하고자 하는 3차원 구조물 모델에 대응되도록 2차원 상의 단위섹션을 3차원 상의 정보로 확장하기 위하여 사용자 입력부(101)를 통해 3차원 확장을 요청하고, 이에 대응하여 3차원 확장부(103)가 구동하여 확장창을 화면상에 표시한다.

3차원 확장부(103)에서 제공한 확장창에는 단위섹션으로 구성되는 베이의 개수를 설정할 수 있게 하는 입력창이 있으며, 사용자가 입력창을 통해 베이의 개수를 설정하고 단위섹션의 적용을 지시하면, 제어부(110)의 제어에 따라 3차원 확장부(103)는 설정된 개수의 베이에 대응하는 복수의 단위섹션을 동일 축상에 나란하게 배열하어 3차원 상에 확장시킨다(S204).

구체적으로 도 9의 (a)에 도시된 바와 같이 3차원 확장부(103)에서 제공한 확장창의 입력창에는 단위섹션의 종류를 선택할 수 있는 선택필드(F)를 가지며, 도 9의 (b)에 도시된 바와 같이 베이의 개수 및 베이의 폭(W)을 설정할 수 있는 필드(G)를 가진다. 따라서, 사용자가 확장창에서 필드(F)에 베이를 형성할 하나의 단위섹션을 선택하면, 3차원 확장부(103)는 도 9의 (a)에 도시된 바와 같이 확장창의 표시창에 선택한 단위섹션이 베이를 형성한 형태로 표시되고, 사용자가 필드(G)에 베이의 개수를 입력하면 3차원 확장부(103)는 도 9의 (b)에 도시된 바와 같이 확장창의 표시창에 입력한 베이의 개수만큼을 형성하기 위하여 단위섹션이 일렬로 나열되어 3차원 공간상의 정보로 표시된다.

한편, 사용자가 베이의 간격을 조정하기 위하여 일렬로 나란히 배열된 복수의 단위섹션 중 이동이 필요한 단위섹션을 선택하고 선택한 단위섹션의 위치를 조정하면, 3차원 확장부(103)는 도 9의 (c)에 도시된 바와 같이 베이의 폭(W)을 사용자의 지시에 대응하여 조정한다. 참고로, 도 9는 베이의 개수가 4개인 것을 일 예로 한 것이다.

2차원 상에 표시된 하나의 단위섹션을 3차원 상으로 확장시키고 나면, 사용자는 구조물의 골격 모델링을 요청하고, 이에 따라 골격 생성부(104)가 구동하여 구조물의 골격을 이루는 거더(이하 "메인 거더"라 함)를 생성할 수 있는 메인거더 생성창을 화면상에 표시한다. 참고로 메인거더 생성창에 대한 일 예가 도 10에 도시되어 있으며, 도 10에서는 단위섹션을 이루는 구성 중 거더와 컬럼을 제외한 다른 부재에 대한 도시를 하지 않았다.

이에 사용자가 메인거더 생성창에서 메인 거더의 생성을 요청하면 골격 생성부(104)는 단위섹션을 기반으로 각 단위섹션을 연결을 하는 메인거더를 생성하게 하여 육면체 형태의 구조물 골격을 생성한다. 여기서 메인거더 생성창은 단위섹션에서 거더와 컬럼을 맞닿는 지점에 기준점을 표시한다.

하나의 단위섹션에서 기준점은 각 층에 대응하는 4각형을 나타내며, 골격 생성부(104)는 제어부(110)의 제어에 따라 각 기준점을 동일 위치에 있는 다른 단위섹션들의 기준점과 가로방향으로 연결시켜 메인거더를 생성한다(S205). 메인거더의 생성은 메인거더 생성창의 입력창에 표시된 층별 메인거더 선택필드(H)를 조작하거나, 수동 생성필드(I)를 조작하여 사용자가 직접 생성할 수 있다.

한편 메인거더와 더불어 구조물의 골격을 이루는 컬럼은 수직하는 방향을 기준으로 가장 거리가 먼 두 개의 기준점을 연결하는 것으로 자동 파악되며, 이러한 자동 파악은 골격 생성부(104)에 의해 이루어진다. 물론 구조물의 컬럼의 생성은 사용자의 지정에 따라 이루어질 수 있다.

이렇게 육각형 형태의 구조물의 골격을 생성한 후 골격 생성부(104)는 사용자가 지정한 적어도 하나 이상의 거더를 삭제하거나 추가할 수 있게 하여 구조물의 골격 형태를 변경시킬 수 있게 한다.

기본적인 구조물의 골격이 완성되면 사용자는 구조물의 골격의 수평 단면 및 수직 단면에 단면부재를 생성하기 하기 위하여 단면부재의 생성을 요청하고, 이에 따라 제어부(110)의 제어에 따라 단면부재 생성부(106)가 동작하여 단면부재 생성창을 제공하여 사용자가 단면부재 생성창을 통해 원하는 형태의 단면부재를 각 단면에 각각 생성되게 한다(S206).

사용자가 단면부재를 각 단면에 생성되게 한 후 작업 완료를 선택하면, 제어부(110)는 S203 과정 내지 S206 과정을 통해 생성한 구조물의 골격을 최종 구조물 골격 모델로 설정하고 저장부(109)에 저장한다(S207).

참고로 저장부(109)에 저장도는 최종 구조물의 골격 모델의 일 예가 도 14에 도시되어 있다.

전술한 설명에서 단면부재 생성부(106)에 의해 이루어지는 구조물의 골격에 단면부재를 부가하는 방법으로는 사용자가 단면부재 생성부(106)를 통해 단면부재인 수평 빔 또는 수직 빔을 직접 생성하여 해당 단면에 생성되도록 하는 제1 단면부재 생성방법이 있으며, 사용자가 단면부재 생성부(106)를 통해 수직 패턴 또는 수평 패턴을 생성한 후 단면에 적용시키는 제2 단면부재 생성방법이 있다.

이하에서는 도 3, 도 11 내지 도 13을 참조로 하여 제2 단면부재 생성방법을 설명한다. 도 11은 본 발명의 실시 예에 따른 섹션을 기반으로 한 구조물 모델링 방법에서 단면부재의 패턴을 생성하는 화면을 보인 도면이다.

사용자가 단면부재 생성을 위한 패턴 생성 요청을 하면, 제어부(110)는 패턴 생성 요청을 수신하고(S301), 단면부재 생성부(106)를 실행시켜 도 11의 (a)에 도시된 바와 같이 패턴(pattern) 위저드창(wizard window)을 화면상에 표시한다(S302).

위저드창에는 사각형의 각 면에 생성될 절점(P)의 개수를 사용자가 지정할 수 있게 하는 입력창과, 사각형의 각면에 사용자가 지정한 개수의 절점이 표시된 표시창을 가진다.

이에 따라 사용자는 위저드창의 표시창에 표시된 절점 중 2개를 이어서 원하는 패턴을 형성하고, 형성한 패턴이 수직 패턴인지 또는 수평 패턴인지를 결정하며, 이에 따라 단면부재 생성부(106)는 사용자가 형성한 패턴을 사용자가 지정한 종류의 패턴(수평 패턴 또는 수직 패턴)으로 설정하여 저장부(109)에 저장한다(S303).

예컨대 패턴은 도 11의 (a)와 같이 브레이싱으로 생성한 육각형의 형태이거나 도 11의 (b)와 같이 수평 빔으로 형성된 2개의 가로선의 패턴일 수 있다. 물론 패턴은 도 11에 도시된 패턴 이외에 2개의 절점을 연결하여 형성할 수 있는 모든 형태의 패턴일 수 있다.

이러한 수직 패턴 또는 수평 패턴의 생성 및 저장을 완료하면, 사용자는 구조물의 골격 모델에서 수직 패턴 또는 수평 패턴이 적용할 단면을 선택한다(S304). 이때 수직 패턴이 적용될 단면은 수직 단면이고 수평 패턴이 적용될 단면은 수평 단면이다.

그리고 사용자가 패턴 적용을 요청하면 단면부재 생성부(106)는 사용자가 지정한 패턴을 사용자가 지정한 단면에 적용시킨다(S305).

여기서 제2 단면부재 생성방법에 대한 이해를 돕기 위하여 도 12를 참조로 하여 수평 단면에 수평 패턴을 적용하는 과정을 설명한다. 도 12는 본 발명의 실시 예에 따른 섹션을 기반으로 한 구조물 모델링 방법에서 수평단면에 단면부재를 생성하는 화면을 보인 도면이다.

도 12의 (a)에 도시된 바와 같이 사용자의 요청에 따라 단면부재 생성부(106)는 단면부재 생성창의 표시창에 구조물의 골격 모델의 수평 단면이 표시되게 하고, 도 12의 (b)에 도시된 바와 같이 사용자가 마우스나 키보드 또는 터치펜 또는 손가락 등으로 지정한 수평 단면을 화면상에 표시하며, 도 12의 (c)에 도시된 바와 같이 사용자가 수평 패턴을 선택하고 적용을 지시하면 사용자가 선택한 수평 단면에 선태괸 수평 패턴을 적용시킨다. 도 12의 (c)에서는 수평 패턴이 하나의 수평 빔으로 형성된 패턴인 것으로 도시되어 있다.

다음으로, 도 13을 참조로 하여 수직 단면에 수직 패턴을 적용하는 과정을 설명한다. 도 13은 본 발명의 실시 예에 따른 섹션을 기반으로 한 구조물 모델링 방법에서 수직단면에 단면부재를 생성하는 화면을 보인 도면이다.

도 13의 (a)에 도시된 바와 같이 사용자의 요청에 따라 단면부재 생성부(106)는 단면부재 생성창의 표시창에 구조물의 골격 모델의 수직 단면이 표시되게 하고, 도 13의 (b)에 도시된 바와 같이 사용자가 마우스나 키보드 또는 터치펜 또는 손가락 등으로 지정한 수직 단면을 화면상에 표시하며, 도 13의 (c)에 도시된 바와 같이 사용자가 저장된 수직 패턴 중 하나를 선택하고 적용을 지시하면 사용자가 선택한 수직 단면에 해당 수직 패턴을 적용시킨다. 도 13의 (c)에서는 수직 패턴이 2개의 브레이싱이 교차된 형태의 패턴인 것으로 도시되어 있다.

이하에서는 완성된 구조물 골격 모델을 수정하는 과정을 도 4 및 도 15를 참조로 하여 설명한다.

사용자가 사용자 입력부(101)를 통해 이미 완성한 구조물의 골격 모델에 대한 수정을 요청하면(S401), 제어부(110)는 모델 수정부(107)를 구동시키고, 모델 수정부(107)는 수정창을 제공하여 수정하고자 하는 구조물의 골격 모델을 화면상에 표시되게 한다(S402).

이에 사용자가 수정창에 표시된 구조물의 골격 모델에서 단위섹션의 수정을 요청하면(S403), 모델 수정부(107)는 구조물의 골격 모델에 적용된 단위섹션을 수정창의 표시창에 표시하고, 수정창의 입력창에 단위섹션을 수정할 수 있는 입력필드(B, C, D, E : 도 6 및 도 15의 (a) 참조)를 표시한다(S404).

이에 사용자가 수정창의 입력필드에서 수치를 조정하면, 모델 수정부(107)는 사용자가 변경한 수치를 단위섹션에 적용하여 단위섹션의 정보를 수정한다(S405).

그리고 사용자가 단위섹션의 수정에 대한 완료를 입력하면, 모델 수정부(107)는 도 15의 (b)에 도시된 바와 같이 구조물의 골격 모델에 포함된 복수의 단위섹션 각각을 수정된 단위섹션으로 일괄 변경하며, 변경된 단위섹션에 연결된 메인거더, 단면부재 등도 수정된 단위섹션에 맞도록 일괄 변경한다(S406).

사용자가 단위섹션을 수정한 후 또는 단위섹션을 수정하지 않은 상태에서 베이의 간격 즉, 폭(W)을 조정하고자 요청하면(S407), 모델 수정부(107)는 도 15의 (b)에 도시된 바와 같이 도 9의 (c)에서 설명한 창을 화면상에 표시하고(S108), 사용자가 해당 창을 통해 베이의 폭(W)을 조정하면(S409), 조정된 베이의 위치 및 조정된 폭의 값을 구조물의 골격 모델에 반영하여 표시한다(S410).

이상에서 본 발명의 실시 예에 대하여 상세하게 설명하였지만 본 발명의 권리범위는 이에 한정되는 것은 아니고 다음의 청구범위에서 정의하고 있는 본 발명의 기본 개념을 이용한 당업자의 여러 변형 및 개량 형태 또한 본 발명의 권리범위에 속하는 것이다.전술한 본 발명의 설명은 예시를 위한 것이며, 본 발명이 속하는 기술분야의 통상의 지식을 가진 자는 본 발명의 기술적 사상이나 필수적인 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 쉽게 변형이 가능하다는 것을 이해할 수 있을 것이다.

그러므로 이상에서 기술한 실시 예들은 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적이 아닌 것으로 이해해야만 한다. 예를 들어, 단일형으로 설명되어 있는 각 구성 요소는 분산되어 실시될 수도 있으며, 마찬가지로 분산된 것으로 설명되어 있는 구성 요소들도 결합된 형태로 실시될 수 있다.

100 : 모델링 장치 101 : 사용자 입력부
102 : 단위섹션 생성부 103 : 3차원 확장부
104 : 골격 생성부 105 : 파이프 설정부
106 : 단면부재 생성부 107 : 모델 수정부
108 : 표시부 109 : 저장부
110 : 제어부

Claims (8)

1. 사용자의 요청에 대응하여 복수의 컬럼과 복수의 제1 거더로 복수의 층을 표시하는 2차원 상의 단위섹션을 생성하는 단위섹션생성단계,
   사용자의 요청한 K 개수의 베이를 형성하기 위하여 상기 단위섹션을 (K+1)개로 하여 동일축상으로 나란히 배열시키는 3차원확장단계,
   상기 (K+1)개의 단위섹션 각각에 형성된 컬럼과 상기 제1 거더의 교차점을 서로 연결하여 상기 (K+1)개의 단위섹션 각각을 연결하는 복수의 제2 거더를 생성하는 메인거더생성단계, 그리고
   상기 각 단위섹션을 구성하는 상기 복수의 컬럼과 상기 복수의 제2 거더를 포함하여 구성되는 구조물의 골격 모델을 완성된 구조물의 골격 모델로 저장하는 단계
   를 포함하는 섹션을 기반으로 한 구조물 모델링 방법.
2. 제1항에서,
   상기 단위섹션생성단계는
   상기 복수의 컬럼 중 적어도 하나의 컬럼에 측면부재를 생성하는 단계 및
   상기 복수의 층 중 적어도 하나의 층에 하나 이상의 포스트를 생성하는 단계 중 적어도 하나를 더 포함하여 상기 2차원 상의 단위섹션을 생성하는 섹션을 기반으로 한 구조물 모델링 방법.
3. 제1항 또는 제2항에서,
   상기 단위섹션생성단계는
   상기 복수의 층 중 적어도 하나의 층에 하중으로 작용하는 파이프를 생성하는 단계를 더 포함하는 섹션을 기반으로 한 구조물 모델링 방법.
4. 제3항에서,
   상기 단위섹션생성단계는
   상기 파이프가 생성된 위치 또는 상기 복수의 층 각각의 폭(즉, 제2 거더의 길이)를 조정하는 단계를 더 포함하는 섹션을 기반으로 한 구조물 모델링 방법.
5. 제1항에서,
   상기 메인거더생성단계는
   사용자의 요청에 따라 상기 (K+1)개의 단위섹션 각각을 연결하는 복수의 제2 거더 중 적어도 하나의 제2 거더의 길이를 조정하는 단계를 더 포함하는 섹션을 기반으로 한 구조물 모델링 방법.
6. 제1항에서,
   완성된 구조물의 골격 모델을 화면상에 표시하는 단계,
   상기 완성된 구조물의 골격 모델에 적용된 상기 단위섹션을 화면상에 표시하는 단계,
   상기 화면상에 표시된 단위섹션을 수정하는 단계, 그리고
   상기 단위섹션에 대해 수정된 정보를 상기 완성된 구조물의 골격 모델에 적용된 복수의 단위섹션 각각에 적용하여 상기 완성된 구조물의 골격 모델을 수정하는 단계
   를 더 포함하는 섹션을 기반으로 한 구조물 모델링 방법.
7. 제1항 또는 제6항에서,
   완성된 구조물의 골격 모델을 화면상에 표시하는 단계,
   상기 완성된 구조물의 골격 모델에 적용된 상기 (K+1)개의 단위섹션을 동일축상으로 나란히 배열시켜 화면상에 표시하는 단계,
   사용자의 요청에 따라 상기 (K+1)개의 단위섹션 중 일부를 이동시켜 사용자가 지정한 베이의 폭으로 조정하는 단계, 그리고
   상기에서 조정한 베이의 폭을 상기 완성된 구조물의 골격 모델에 적용하는 단계
   를 더 포함하는 섹션을 기반으로 한 구조물 모델링 방법.
8. 컴퓨터로 판독 가능한 기록매체에 있어서,
   제1항 내지 제7항 중 어느 한 항에 따른 방법을 구현하는 프로그램이 기록되는 기록매체.

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