본 논문에서는 철근 배근시공도를 자동으로 생성하기 위한 CAD 소프트웨어 프레임워크를 제안한다. 철근배근시공도는 콘크리트 구조물의 철근 배치계획을 나타내는 도면으로 시공명세와 설계규칙을 기반으로 구조도면 위에 작성되는데, 배근도 작성은 어느 정도 정형화된 작업흐름을 가지기 때문에 자동화가 가능하다. 설계 자동화 소프트웨어의 핵심은 사용자의 입력을 최소화하면서 설계명세를 자동으로 인식하여 도면의 모양과 크기, 위치 등을 결정하는 것이다. 그래픽 파이프라인을 시공명세 DB, 도면속성 추출, 속성 바인딩, 렌더링 단계로 구성하고, 속성 추출과 바인딩을 효과적으로 수행하기 위해 계층적 접근방법을 사용한다; 도면의 속성을 공통, 구조물, 도면 속성으로 구분하고 작업과정에서 자동으로 추출하며, 최종적으로 도형과 바인딩 한다. 이를 AutoCAD 환경에서 구현하였으며, 설계자의 요구에 따라 쉽게 프로그램을 수정할 수 있었다.
본 논문에서는 철근 배근시공도를 자동으로 생성하기 위한 CAD 소프트웨어 프레임워크를 제안한다. 철근배근시공도는 콘크리트 구조물의 철근 배치계획을 나타내는 도면으로 시공명세와 설계규칙을 기반으로 구조도면 위에 작성되는데, 배근도 작성은 어느 정도 정형화된 작업흐름을 가지기 때문에 자동화가 가능하다. 설계 자동화 소프트웨어의 핵심은 사용자의 입력을 최소화하면서 설계명세를 자동으로 인식하여 도면의 모양과 크기, 위치 등을 결정하는 것이다. 그래픽 파이프라인을 시공명세 DB, 도면속성 추출, 속성 바인딩, 렌더링 단계로 구성하고, 속성 추출과 바인딩을 효과적으로 수행하기 위해 계층적 접근방법을 사용한다; 도면의 속성을 공통, 구조물, 도면 속성으로 구분하고 작업과정에서 자동으로 추출하며, 최종적으로 도형과 바인딩 한다. 이를 AutoCAD 환경에서 구현하였으며, 설계자의 요구에 따라 쉽게 프로그램을 수정할 수 있었다.
In this paper, we propose a CAD software framework to automatically generate a shop drawing. Shop drawing is to draw the geometric figures representing an arrangement of steel bars for a concrete building on its structural design, based on its construction specifications and the design rules, and it...
In this paper, we propose a CAD software framework to automatically generate a shop drawing. Shop drawing is to draw the geometric figures representing an arrangement of steel bars for a concrete building on its structural design, based on its construction specifications and the design rules, and its well-formed process lead to be automated. A key point of the design automation is to minimize the user interactions by automatically recognizing the design specifications and to finally generate the shape of the geometric figures. The graphic pipeline of the proposed framework consists of four stages; a specification DB, specification extraction, binding, and rendering. To effectively extract all specifications only for a figure from the DB and bind them to its shape, we use a hierarchical approach; the specifications are classified into three common, structural, and figure classes, and each attribute is extracted in design phases. Based on our framework, we implemented a specialized CAD for shop drawing using AutoCAD and could easily update it according to user's demands.
In this paper, we propose a CAD software framework to automatically generate a shop drawing. Shop drawing is to draw the geometric figures representing an arrangement of steel bars for a concrete building on its structural design, based on its construction specifications and the design rules, and its well-formed process lead to be automated. A key point of the design automation is to minimize the user interactions by automatically recognizing the design specifications and to finally generate the shape of the geometric figures. The graphic pipeline of the proposed framework consists of four stages; a specification DB, specification extraction, binding, and rendering. To effectively extract all specifications only for a figure from the DB and bind them to its shape, we use a hierarchical approach; the specifications are classified into three common, structural, and figure classes, and each attribute is extracted in design phases. Based on our framework, we implemented a specialized CAD for shop drawing using AutoCAD and could easily update it according to user's demands.
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문제 정의
본 논문에서는 사용자 개입을 최소화하면서 2D 배근시공도를 설계하도록 지원하는 설계 자동화 소프트웨어의 프레임워크를 제시한다. 도면의 모양과 치수를 결정하는 도면속성을 프리미티브 별로 구분하고 설계 프로세스와 프리미티브 종류에 따라 도면속성을 부분적으로 바인딩하는 전략을 사용한다.
이 방법은 처리속도가 빠르고, CAD와자료를 쉽게 공유할 수 있으며, 다른 응용 프로그램, MS word, Exel 등과도 쉽게 연동할 수 있는 장점이 있다[5]. 본 연구에서는 구조도면의 처리와 일관성을 유지하기 위해 두 번째 접근방법으로 배근도 CAD를 구현하였다.
제안 방법
것이다. AutoCAD는 산업계에서 건축물 설계 시 많이 사용하는 CAD중 하나이므로 이를 기반으로 제안하는 자동화 프래임워크를 구현하였다.
도면을 결정하는 100여개의 속성을 공통속성, 구조물속성, 도면 속성으로 구분하고, 이들의 값을 설계공정에서 획득한 후, 그래픽 파이프라인의 최종 단계에서 각 도면 프리미티브에 바인딩한다. 이렇게 함으로써 설계규칙에 적용되는 속성을 구분하기 쉽고, 도면프리미티브 구현이 용이해 진다.
먼저 일반적인 대화형 설계 시스템을 생각해 보자. 사용자는 대화적으로 기본 도형의 종류를 선택하고, 도형의 굵기와 색 등의 속성을 지정하며, 마지막으로 도형의 위치를 지정한 후 크기를 조절하여 도면을 작성하게 된다.
물론, 이러한 구조의 자동화 소프트웨어를 구현하기 위해서는 도면의 형태, 위치, 크기, 개수 등을 결정하는 속성을 공통속성, 구조물 속성, 도면 속성으로 구분하고 자료형을 분석하는 작업이 선행되어야 하는데, 본 논문에서는 소프트웨어 구조에 중점을 둠으로 구체적인 설명은 생략한다.
[그림 6]은 보 구조물 설계를 위한 사용자 인터페이스를 보여주는데, 여기에는 [표 1]의 배근속성이모두 포함된다. 배근속성을 일반속성과 도면 배치속성으로 나누어 배열하였다. 일반속성은 배근도 도형을 결정하고, 렌더링하는데 필요한 속성이며, 배치속성은 화면에 배근도를 배열하기 위한 속성이다.
본 논문에서 제시하는 자동화 프레임워크의 그래픽파이프라인은 속성추출, 도형과 속성 바인딩, 렌더링으로 구성된다. 여기서 특정 도면의 속성을 효과적으로추출하고 바인딩 하기위한 기본 아이디어는 도면 전체프리미티브의 속성을 공통 속성과 구조물 속성, 도면속성으로 구분하고 계층적으로 접근하는 방법이다.
본 논문에서 제안하는 설계 자동화 프레임워크의 핵심은 자동화 과정에서 필수적인 속성 바인딩을 설계 공정별로 구분하고, 계층화하여 소프트웨어를 구성하는것이다. 도면을 결정하는 100여개의 속성을 공통속성, 구조물속성, 도면 속성으로 구분하고, 이들의 값을 설계공정에서 획득한 후, 그래픽 파이프라인의 최종 단계에서 각 도면 프리미티브에 바인딩한다.
수 있다. 본 절에서는 배근도 설계 자동화 모형을제시하고, 이를 토대로 한 소프트웨어 구성을 방법은다음절에서 설명한다.
보자. 사용자는 대화적으로 기본 도형의 종류를 선택하고, 도형의 굵기와 색 등의 속성을 지정하며, 마지막으로 도형의 위치를 지정한 후 크기를 조절하여 도면을 작성하게 된다. 메뉴를 기반으로 할 때, 기본 도형이 메뉴에나열되어 있고 사용자는 일일이 메뉴를 선택하므로 도형을 하나 그리는데도 많은 시간이 걸린다.
설계 자동화는 자동화 수준에 따라 다양한 접근 방법이 있을 수 있는데, 본 논문은 배근도 설계 시 가능한한 사용자 인터렉션을 최소화하는 수준에서 자동화를수행하는 것을 전제로 자동화 프로그램의 구조를 제시한다. 제안하는 프레임워크는 설계 자동화 프로그램 개발에서 배근시공도를 결정하는 시공명세 DB, 도면의속성을 선택하는 모듈, 속성과 도면을 바인딩하는 모듈도형 렌더링 모듈로 구성된다.
설계자는 먼저 AutoCAD 작업화면에서 구조도면 작업을 수행하고, 배근작업을 수행하고자 할 때는 배근도사용자 입력화면을 이용하여 배근도 자동 설계작업을진행한다. [그림 6]은 보 구조물 설계를 위한 사용자 인터페이스를 보여주는데, 여기에는 [표 1]의 배근속성이모두 포함된다.
시공명세를 해석하고 배근규칙을 적용하여 철근의 도형형태, 길이, 개수, 위치, 텍스트 등을 계산한다. 예를 들면, 설계자가 철근을 도형으로 표현하기 위해서는 도형의 정점을 대화적으로 입력해야 하는데, 그러기위해서는 배근규칙에 따라 현재의 철근 직경과 철근의위치에 따른 도형의 시작점과 끝점 계산, 철근의 끝 모양 결정, 끝 모양의 길이, 개수, 등을 계산해야 한다.
제안하는 프레임워크는 설계 자동화 프로그램 개발에서 배근시공도를 결정하는 시공명세 DB, 도면의속성을 선택하는 모듈, 속성과 도면을 바인딩하는 모듈도형 렌더링 모듈로 구성된다.
제안하는 프레임워크의 특징은 속성의 설정과 이를프리미티브 도형에 바인딩하는 과정을 분리하여 계층적으로 구성하는 것이다. 대화형 그래픽 도구는 그래픽라이브러리 구현과 달리 작업자의 동작으로부터 프리미티브 속성을 단계별로 자동 추출하는 것이 자연스러운데 이를 구현하는 방법이 계층적 속성추출 방법 이다.
성능/효과
현재까지 몇 개의자동 설계 CAD가 개발되었으나 소프트웨어 구조에 대한 논의가 체계적으로 다루어지지 않았다. AutoCAD를이용하여 제안하는 프레임워크를 구현하였으며, 이를산업현장에 적용한 결과 설계속도가 향상되었으며, 설계의 피로도를 경감할 수 있었다.
후속연구
있다. 본 연구의 범위는 시공자 중심의 2D 설계이었으나, 산업계에서는 부분적으로 사용자 중심의 3D 변환을 요구하고 있으므로 2D 설계도를 3D로 변환하는 연구도 필요하다. 이를 위해서는 좀더 체계적으로기하학적 인 문제를 다룰 필요가 하고, 별도의 연구과제로 남겨둔다.
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