3点を通る球体～Dynamo

回転球体法

避雷針の保護範囲を計測する方法として回転球体法(JIS Z 9290‑3)があります。様々なパターンがありますが、３つの避雷針で保護される範囲はそれぞれの先端に接する半径R(レベルによる）の下側ということになります。

このような「3点A,B,Cに接する半径Rの球」をDynamoで作成してみましょう。

3点に接する半径Rの球を作成するには？

幾何学的には案外単純

3点A,B,Cを通る半径Rの球体の中心点は、△ABCの外接円の中心を、面の法線方向に伸ばした線上にあります。幾何学的には割と単純な話ですがこれをDynamoで解くとなると一工夫必要です。

Dynamoの新規グラフを作成する

[管理]タブ>[ビジュアルプログラミング]パネル>[Dynamo]をクリックし[新規作成]を選択

プログラムの実行モードは[手動]に切り替えておきましょう。

Dynamoでは点が指定できない

現在のDynamoの仕様ではユーザーが指定した点を取得することはできません。そこで要素のエッジを選択してその両端のうちZの値が大きいほうを選ぶようにしてみます。以下はその部分を示すグラフです。

選択したエッジの両端のうちZが大きいほうを選ぶ

ここで使用しているノードは次の通りです。

• SelectEdge : ユーザーにエッジを選択を促す
• Curve.StartPoint/EndPoint : エッジの始点と終点
• List.Create : エッジの始点と終点をリストにする
• List.MaximumItemByKey : リストのうちPoint.Zの値が最大のアイテムを返す

これを複製して3つ追加します。

3点を選ぶために複写

この状態でSelectEdgeの選択ボタンを押して、３つの避雷針のエッジを選択しておきます。

半径を入力

半径を入力するのですが、入力自体はm単位で、計算は基本的にmmなのでメートルからミリに変換します。1000を掛ければいいのですが、今回は単位変換ノードを使用します。

半径を取得

ここで使用しているノードは次の通りです。

• Number : 半径をユーザーが入力
• Convert By Unit : メートルをミリメートルに変換

3点を通り半径Rの球体の中心点を求める

幾何学的には簡単、と申し上げましたがDynamoのノードだけでこれを行うのはなかなか大変です。そこでPythonスクリプトを使って求めることにします。

まず、Puthon Scriptノードを追加し+ボタンをおして、入力端子をIN[0]～[3]まで作成します。

次にノードを右クリックして[編集]を選択してエディタを開きます。そして以下を張り付けてください。

配管・ダクト・ケーブルラックの片寄せ

 位置合わせ＝片寄せ

ダクト・配管・ケーブルラックなど片寄で配置したい場合は、「位置合わせ」の機能を活用します。隣り合う2つ以上のセグメントを上下左右中心の９か所を基準に片寄せ行うことができます。角ダクトを例に使い方を説明します。

サイズの異なるダクトの連結

位置合わせを行いたい、継手を介して連続したダクトセグメントを選択します。

連続したダクトセグメントを選択

修正｜ダクトタブ＞編集パネル＞位置合わせ

位置合わせエディタタブが表示されます。

まず、制御点ボタンで位置合わせの基準となるセグメントを決定します。クリックするたびに各ダクトセグメントの始点と終点に矢印が現れます。始点でも終点でもどちらでも結果は同じなので、基準となるセグメント内に矢印が表示されるまで制御点をクリックします。

基準となるダクトセグメント内に矢印が表示されるまで制御点をクリック

次に、位置合わせパネルに表示されている９つの小さなボタンで決定します。

位置合わせの基準位置を指定

終了ボタンを押すと選択したダクトセグメントおよび継手の位置が"片寄せ"になります。

継手（レデューサ）の形状に注目！

3D表示で位置合わせパネルの"位置合わせ線分"を使えばより直感的に基準点を選択できます。制御点ボタンで基準のセグメントに矢印を表示します。

基準となるセグメントに矢印を表示

この状態で、位置合わせ線分をクリックすると、青い点線が上下左右中心の９か所に表示されます。

位置合わせの基準線が９本表示される

任意の基準線をクリックすることで位置合わせ基準を設定することができます。

基準位置を指定

終了ボタンを押すと、位置合わせが完了します。

位置合わせが完了

配管やケーブルラックにも同じように適用できます。

ケーブルラックの例

最初から位置合わせしておくには

最初から位置合わせをして描画することもできます。例えば「すべて下端を合わせ」などの場合です。ダクト・配管・ケーブルラックコマンドを起動し、配置ツールパネルの「位置合わせ」ボタンをクリックします。

位置合わせボタンをクリック

位置合わせ設定ダイアログボックスで、水平位置合わせや鉛直位置合わせを指定します。

OKをおして、配管・ダクト・ケーブルラックを描画すると、指定した位置合わせで描画できます。

下-中心合わせで作成された配管

片寄せ用に特別なレデューサを作成する必要はありません。標準的なレデューサ（継手）で片寄せ配置が可能です。

カプラー

カプラーのファミリをつくる

カプラーファミリには特有の組み込みパラメータがあります。

1. 全体の長さ
2. 外径
3. 鉄筋の結合 1
4. 鉄筋の結合 2

このうち、1～2はフォームに関連付けます。例えば次のような機械式継手を作るとします。

JFE条鋼HPより

• 全体の長さ＝Lc
• 外径=Wc2
• 鉄筋の結合 1=L1
• 鉄筋の結合 2=L2

と考えて、全体の長さと外径のみをフォームに関連付けます。鉄筋棒が差し込まれる穴はモデリングする必要はありません。

六角形ファミリの作成

カプラーは正六角形なので、外接円の直径を外径に割り当てて拘束します。外接円の直径をパラメータで制御し、かつ絶対に形が崩れない堅牢な六角形を作るには、スケッチ自体に寸法を付けるのではなく、「数式を使った参照面」を作成し、そこにスケッチをロックするという方法がベストプラクティスです。

1. 構造鉄筋カプラー テンプレートを用いてファミリを新規作成します。
2. 平面図>レベル1を開きビューの尺度を1:20程度にします。
3. 縦の参照面を中心の縦の参照面の左右に1つずつ作成
4. 寸法を作成し、均等拘束および全体に寸法を作成して、パラメータ全体の長さを割り当てます。
   
   
   
5. ファミリタイプダイアログを開いて、以下ののパラメータ（すべてタイプは「長さ」）を作成し、数式を入力します。
1. R （数式：外径 / 2） ※外接円の半径
2. W （数式：R / 2） ※中心から斜めの頂点までのX方向の距離
3. H （数式：R * sqrt(3) / 2） ※中心から斜めの頂点までのY方向の距離
6. 立面図＞右　を開き　ビューの尺度を1:20程度にします。
7. 中心の十字の参照面を基準にして、以下の6本の新しい参照面を描画します。
1. 縦の参照面（4本）： 中心の縦線の左右に2本ずつ引きます。
2. 横の参照面（2本）： 中心の横線の上下に1本ずつ引きます。
8. 作成した参照面に対して寸法を記入し、パラメータを割り当てていきます。すべて中心の参照面からの距離として寸法を付けてください。
1. 縦の参照面（内側の左右）：寸法を付け、パラメータ W を割り当てる
2. 縦の参照面（外側の左右）：寸法を付け、パラメータ R を割り当てる
3. 横の参照面（上下）：寸法を付け、パラメータ H を割り当てる
   
   
   
9. フォームを作成します。作成＞フォーム＞押し出し をクリック
10. 描画ツールから「線」を選び、先ほど作成した参照面の交点を順番にクリックして六角形を描きます。描いたスケッチラインは確実に参照面にロックしましょう
    
    
    
11. スケッチを完了（緑のチェックマーク）します。
12. 平面図＞レベル1を開きます。
13. 作成した押し出しを選択し、両端の形状ハンドルをドラッグして、左右の参照面にロックします。
    
    
    

ボルトの穴は作成する必要はありません。あとはカタログ値を見ながらファミリタイプを追加します。このとき重要なのは鉄筋のサイズ 1、2です。これを指定しておくことで配置するときに適切なタイプが選択されます。

また、鉄筋の結合1 と2により、配置時に鉄筋の長さが伸縮します。カプラー配置時に伸縮した鉄筋はカプラーを削除しても長さが変わらないので注意してください。

カプラーの配置

カプラーを配置するには、二つの鉄筋を選択するのですが、二つの鉄筋の離隔距離についてはヘルプに許容差が表示されています。

カプラー配置の許容値

また、二つの鉄筋を指示する順番も重要で、「鉄筋1は動かない」という点に注意してください。鉄筋棒の長さや位置が変化するのは２番目に指示する鉄筋2です。

例えば次のような鉄筋２本の間にカプラーを配置するとします。

左：鉄筋1、右：鉄筋2とする

構造＞鉄筋＞鉄筋カプラー　を選択し、左→右の順にクリックすると

左の鉄筋1は動かない

最初に選択した左の鉄筋の位置は動かず、右の鉄筋の位置と長さが変更されます。

カプラーの回転

配置したカプラーは断面で見るとこのようになっています。

カプラーを30度回転させたいのですが、インスタンスパラメータカプラー回転角度が編集できません。

これはファミリのプロパティビューに位置合わせがオンになっているためです。

このチェックを外して再ロードすれば任意の角度にカプラーを回転させることができます。

カプラーファミリに特有のパラメータを理解すれば、目的にあったカプラーを自在に作れるようになります。

地形とAutoCAD

地形をCADからつくる方法

地形ソリッドはCSVまたはCADデータから作成することができます。今回はAutoCADを使って「なめらか」で「整形」な地形ソリッドを作る方法をご紹介します。

AutoCADで等高線を作成

まずAutoCADで等高線を作成します。作成方法のポイントは

1. 等高線はポリラインで作成
2. 広めに作成する

の2点です。

等高線

なめらかな地形を作成するには、等高線が欠かせません。AutoCADで等高線を作成するオブジェクトはポリライン(PLINE)が最適です。まず、主要な点を直線で結びます。

ポリラインで等高線の概形を作成

その後ポリライン編集(PEDIT)でスプライン(S)にします。

ポリライン編集でスプライン化する

さらに要素のプロパティ「高度」に、等高線の高さを設定します。この時の高度は、Revit上で再現したい高さ、例えば設計GLからの相対高さで指定しておくと便利です。

"高度"に等高線の高さを設定する

地形ソリッドをCADから作成するには、立体モデルが必要です。ポリラインでなくても線分(LINE)や円弧(ARC)などの要素でもよいのですが、Z方向の高さを設定することを考えるとポリラインが最も効率よく等高線を作成できます。

高度を設定したポリライン

広めに作成する（推奨）

必要な部分より大きめに作成することをお勧めします。広めに作っておいて必要なところだけを切り取ることで地形ソリッドの端部がきれいに切り落とされます。

Revitで地形ソリッドを作る

まず作成したAutoCADのデータを、[挿入]>[CADリンク]または[CAD読み込み]を使ってプロジェクトにロードします。CADデータは3Dとして読み込むので、現在のビューのみのチェックを外しておきます。また、適切な読み込み単位を指定してください。

CADリンクまたはCAD読込

3DビューでCADデータが立体として取り込まれていることを確認してください。

CADデータが立体として取り込まれる

[マス&外構]>[地形ソリッド▼]>[読み込みから作成]をクリックし、[修正|読み込みから地形ソリッドを作成]>[CADから作成]を選択します。

画面上で読み込んだCADをクリックし、等高線が描画されているレイヤ名にチェックを入れてOKすると、地形ソリッドが作成されます。

必要な部分の切り取り

配置図など、作成した地形ソリッド全体を見ることができる平面ビューを開きます。

[修正]>[修正]>[要素を分割(SL)]で、地形ソリッドを選択します。

要素を分割で地形ソリッドを指定

[修正|スケッチを分割]>[描画]で必要な範囲を囲みます。

必要な範囲をスケッチ

✔で編集を終了し、不要な部分を削除します。

分割された地形ソリッド

リンクまたは読み込んだCADデータは削除しても問題ありません。

地形ソリッドのレベルを合わせる

作成された地形ソリッドの基準レベルを、AutoCADで設定した高さの基準レベルに合わせると、適切な高さに地盤が配置されます。

なめらかな地形ソリッドが作成されました。

ひっくり返る照明

単線天井に注意！

地盤が地形ソリッドに変わって、Revitからサーフェスモデルがなくなったと思っていたら、まだ「単線天井」が残っていました。

まだあったサーフェス要素＝単線天井

単線天井は断面が「皮一枚」の要素で、見た目はシンプルで良さそうなのですが、これが結構厄介です。

単線天井はサーフェス、つまりソリッドではない

ひっくり返る照明

天井伏図で、単線天井でできた天井にAutodeskライブラリからロードした面基準の照明を配置してみます。

天井伏図：面に配置オプションを選択し、単線天井をクリック

これを3Dでみると上を向いて配置されてしまいます。

面基準ファミリの照明が上向きに配置される

この単線天井をタイプ変更して天井：無地など、厚みのある天井にしてから、もう一度、面基準ファミリの照明を配置してみると、きちんと下向きに配置されます。

きちんと下向きに配置される

これは天井がリンクの場合でも同じことですので、電気設備エンジニアの方は特に注意が必要です。

面基準ファミリは、基本的には「クリックした面の法線方向につく」のですが、単線天井は面の法線ベクトルが常に上を向いているため、上から（平面図で）クリックしても、下から（天井伏図で）クリックしても、一様に上を向いてしまいます。

単線天井は面であり、法線は上だけ

（複層）天井はソリッドなので、上下（および側面）に面があるため、それぞれ法線を持っています。

複層天井は各面に法線がある

天井基準ファミリでの注意

ファミリの新規作成で「天井基準面」のテンプレートを選択した場合、最初に配置されている天井は「単線天井」です。

最初においてあるのは単線天井

このまま作成すると、単線天井にのみホストされるファミリになってしまい、（複層）天井には適正な方向に配置されません。

この天井を選択して、天井（複層天井）にタイプ変更してからファミリを作成することで、この問題を避けることができます。

天井に変更する

「思った方向にファミリが取りつかないな？」というときは、天井ファミリをチェックしてみてください。