FreeCADでBIM建築モデルを作成する

　FreeCADのツールで手摺作成に使えそうなものはフレームとパイプそしてフェンスである。 断面を経路（パス）に沿って押出すツールとしてはスイープもある。 フレームとスイープやパイプは次の点で違いがある。 1.フレームとスイープは断面を作成して指定する必要がある。パイプは自動で円形断面を作成する。（パイプは断面を指定しなくてよい。） 2.フレームとパイプの経路は直線と連続線だけで、曲線は変換できない。スイープは直線の他に曲線も経路に指定できる。 3.ポリラインを変換する場合、フレームは接合部の処理はしない。パイプは接合部を曲面処理する。スイープは突合せ処理する。 4.フレームは断面と経路の位置関係に制限がない。断面は経路の始点にあるものとして押出される。スイープは断面と経路の位置関係によって押出しの結果に違いができる。 5.選択できる要素は、フレームは１断面と１経路で作成するが、Array、group、Sketchなどの複数要素をまとめたオブジェクトは1経路として指定できるので、複数の線分をまとめて変換することが可能である。 パイプは断面選択はなし、複数の経路（線分）をまとめて選択可能、ただし、複数要素をまとめたオブジェクトは変換できない。スイープは断面（複数断面も可能）と１経路で作成する。 　フェンスは技術ドキュメントによれば、支柱と手摺部分を作成し、パスを指定すれば支柱と手摺を繰り返してフェンスを構成するとあるが、設定のルールがよくわからないので、いまのところ思い通りの形を作ることができていない。 パイプは線を選択し、パイプツールをクリックするとパイプ形状に変換する。複数の線を同時に選択し、一度にまとめて変換することもできるので円形断面に変換するならこれが一番速い方法かもしれない。もちろんパラメーターで直径を変更することもできる。 　ポリライン（連続線Wire）を変換すると、接合部の結合処理も自動でできるので便利である。下図のポリラインの接合部のパラメーターを変更するとパイプにも反映される。 パイプの練習 パイプの下図になるLine、Wire、LineをArrayで配列複写したものを準備し、すべてまとめて選択し、パイプツールをクリックする。 LineとWireはPipeに変換されるが、Arrayは変換できない。 Pipeの下層に入っているWireのfillet

　最後にベランダの手摺を作成する。 手摺は自動的にモデルを作成するツールがないので、個別に作成することになる。Sketcherで作成した下図を使えば編集作業が比較的容易になる。通り芯のリンクで拘束しておけば多少の変形なら対応できるかもしれない。 ■手摺の作成 笠木と支柱、手摺子で構成された手摺は、次の方法で作成できる。 1.部材断面を作図し、ExtrudeやSweepで押出して部材を作成する。 または、中心線を作図しPipeかframeまたは壁ツールで円形や長方形断面に変換する。 2.部材を移動、複写、配列複写で並べていく。 以前に書いた「らせん階段」のブログの中でも、いくつかのパターンを作成している。 今回は、ガラスパネルタイプの手摺を作成してみる。 部材を作成した後は、配列複写（Array）で並べるだけなので、手摺子タイプと違いはない。 モデルでは1Fと2Fに共通の手摺があるので、２Fで作成する。 2F平面を表示し、Sketcherに移動する。 ベランダ床を作成する。 通り芯を外部リンクして、床の範囲を通り芯との距離で拘束する。床範囲は連続線ツールで時計回りに作図し、BIMに戻って床ツールでSlabに変換する。厚さは標準の200のまま。 （床ツールで下方向に押出しすることになる。） 手摺脚部の床立上りを作成するために、Sketcherで壁中心線を作図し、拘束で位置を固定する。 BIMに戻り、スケッチを壁ツールで壁に変換、厚さ200、高さ100とする 手摺の笠木を作成するために、Sketcherで手摺の位置を作図し、位置を固定する。 BIMに戻り、placementでSketchを手摺笠木の高さまで移動する。1200 手摺笠木はSweepを使いたいので、笠木断面と平行な柱面を作業平面に変更して、断面60ｘ40を作図する。 移動ツールを使って、断面を手摺ラインの端部に合わせる。（この時、WPスナップをOFFにする。） Partワークベンチに移動し、Sweepツールをクリックして、スイープする断面、スイープ経路を指定してOKをクリックすれば、手摺ラインに沿って笠木が作成される。 手摺の支柱はExtrudeで作成する。 Sketcherで支柱の中心位置を作図する。 BIMに戻って、中心位置に支柱の断面50ｘ50を作図する。 Extrudeで押出して支柱を作成する。高さは

　屋外階段は階段ツールがあるので、これを使って作成する。 階段作成ツールをクリックし、ビューで何もない部分をクリックして階段を表示する方法もあるが、今回は階段の基準線を先に作図し、これを階段に変換する方法で作成する。 階段もパラメーターで高さ、段数、幅、作成方向、さらに階段の形式も変更できるので、自動で作成できる階段を配置してから変形するという作り方が効率的である。 ■屋外階段の作成 作業平面は基準になる面（BS)に移動する。 階段位置を決めるためにレベル2Fを表示する。 スケッチ作成をクリックしてSketcherに移動する 外壁の線と、通り芯を外部リンクに指定する。 階段の位置、壁芯の位置、段の始点終点の位置を作図する。 B1-1F　4000（1900　10段、2100　11段）段の前後１分のラインも作図する。 一致拘束、距離拘束で線の位置を固定する。 階段を作成するために、sketchを下図にして段の始点から終点に向けてLineを作図する。 終点側は１段分長くする。 作図した階段のLineをplacementでそれぞれの高さに移動する。 （最初の段は0のまま、+1900，+4000，+6100） それぞれのLineを選択し、階段作成ツールをクリックすると自動的に階段と手摺ができる。 Lineのあるレベルから上方向に階段ができる。Lineの始点終点の方向に合わせて階段ができるので、最初に作成する線の方向が重要である。 階段の形状を整えるために、データタブで階段のパラメーターを変更する。 階段の長さはLineを指定したので、変更の必要はない。 （何もないところをクリックして階段を配置すると、長さも指定できる。） 高さは全体の高さなので　1900または2100 段は全体の段数 階段ツールでできる階段は高さを段数で分割した形状になる。 １１段の階段であれば、最初の段と踏面から10枚目の踏面まで作成し、最後の段は作成されない。 最後の段は上部踊り場で作るようになっているが、モデルを簡単に作るなら１段多く設定し最上部は踊り場の床まで作成したほうがよい。 （高さは全体+１段分、段数も+1とする。） パラメーターの設定で階段形状ができたら、階段廻りの壁を作成するために、sketchを下図にして壁芯のLineを作図する。 Lineができたら、壁ツールで壁に変換する。 データタブの

　FreeCADで建具を作るもう一つの方法は、Sketcherで下図を作成する方法である。 　この方法なら自由に形を作ることができて、複雑な構成のものでも一度に作成できるので、非常に便利なように見えるのだが、実際に使ってみると設定や作り直しの手間がかかり、これだけで全体を作成するのは効率的ではない。 ■Sketcherで建具を作成する Sketchを建具に変換するために、どれだけ手間がかかるのか、前回プリセットで作成した窓を作成しながら操作方法を確認する。 建具を配置する面を表示し、作業平面を移動することはいつもと同じである。 スケッチ作成をクリックしてSketcherに移動する。 枠の作り方はいろいろ考えられるが、今回は縦材の見え方が同じになるようにブロックに分けて合成する。 長方形と直線ツールで、枠、扉、ランマ窓などを作図し、水平垂直拘束で寸法を固定する。 右のFixedとランマ部分を配列複写で横にコピーする。 複写回数は５回、垂直水平方向を等間隔をONにする。 （拘束で元図の寸法を固定しておかないと、複写したときに形が崩れることがある。） 配列複写の条件を決めOKをクリックすると、ビューにガイドラインがでるので水平方向に引き出し長さ1000以上、角度は0に近い数字になるところでクリックして決定する。 配列複写の最初の部分を拡大すると、角度と距離が表示されているので、ダブルクリックして正しい数値に変更する。（角度は0、距離は窓幅925） 右側の窓が合成されて連続窓になる。（配列複写では個々の窓を選択することはできない。） 窓の位置を柱端部に合わせ、右の連続窓を扉の枠上端部に合わせる。 合わせたい点を選択し、一致拘束をクリックすると、図が自動的に移動する。 BIMに戻るとSketchができているので選択し、窓作成ツールをクリックするとウインドウに変換される。 この状態では、建具の奥行が設定されていない。 データタブのウインドウをダブルクリックして内訳を出す。 コンポーネントのDefaultはツールが自動的に閉じたWireを見つけて作成した要素で、一番外側のWireとその内側のWireで図形を作っている。 Defaultを選択し、編集をクリックすると下段にコンポーネントの内容が出るので、名前はそのままにして（名前を変更すると別のコンポーネントとして登録される）、厚み