(可共用於台灣目前輕鋼構隔間之施工模式)
※此案例寫於 2004.11.02,於2022.05.17轉移到新站,內容為當時的資料。
緣起
在2004年8月份台灣電腦應用展中認識了一位從加拿大溫哥華來的華僑 Mr. Wang,他是學建築的,約兩個月後他跟我連絡,希望能瞭解 3DDE 用於 「北美輕型木屋結構設計」 的可能性,我要求他給我一些資料,及我有一位同學「老樂」,居住該地約 20 年,也提供了我相關資料 (包含木結構建造過程的影片),助益不少。
基於 3DDE 的研發就是為此一目標而設計的,我當然有興趣一試,所以在上星期開始利用 3DDE 寫此程式,經過四天的努力,大致已經完成,在寫的過程中,才知道這支程式有些難度,是初學者沒有能力完成的,如果此專案要持續發展下去,我們又將投入高級軟體工程人力,研發出簡化的指令,提供一般人都能使用,那才是 3DDE 的精神所在。
實驗題目:牆壁木結構的設計與拆料
我要求 Mr. Wang 給我一個簡單的題目作為可行性實驗的作業,他 E-mail 給我有關木結構的五張 jpg 檔,其中有圖與拆料結果,是由加拿大的一家公司發展的一套軟體 20/20 劃出的,我就根據這幾張圖與我多年來對工程的瞭解,「猜出」他想要的東西。
為配合當地習慣,全部採用英制為單位。
同時我們發現此程式與目前台灣用輕鋼架隔間模式相似,發展完成後只要單位與內定值稍作修改,也可以被使用於此領域。
發展的過程
第一步要作的是牆的木結構程式,第二步是門與窗的木結構程式,第三步是從牆的程式中呼叫門與窗的程式,看起來並不是很難,經過發展才知道其中關連性非常複雜,所要處理的分支點相當多,如果邏輯觀念不能清礎,會全盤皆錯,在設計的過程中,為了”省料”,你不能多放角材,當然,為了結構的紮實,也不能少放,無論在壁面上任何位置放置門窗,都要保証當你要釘上表面材料 4×8 合板時,邊緣都要有角材可供釘著。
無論設計者想要如何調整門窗的位置,程式就要想辦法完成以上使命,使一個設計能在最短的時間內完成最正確的圖型與拆料,發展過程中我不得不使用 AutoLisp 中的 “串列” (List) 記住每根直立角材的座標位置,當門窗被叫入時,透過迴圈一一檢查是否有重疊,要作何種後處理,這是整個程式中最複雜的部份,好在 3DDE 程式中可直接嵌入 AutoLisp ,才能順利完成此一任務。
實際作業
壁面木結構
壁面木結構 的基本要求:
以 4×8 呎的合板為規格,必須在合板邊緣有支撐點,如圖示
在壁面木結構的兩端有兩程模式:
無需轉接結構 :邊緣只放一支角材,如圖示
需要轉接結構 :邊緣放置兩支角材,如圖示
兩個轉接後的結果,如圖示
根據上述的模式在程式中就有四種選項 :
NULL:兩端無需轉接:如圖示
LEFT:左端需轉接:如圖示
RIGHT:右端需轉接:如圖示
BOTH:兩端需轉接:如圖示
門的結構
兩邊固定於牆面立柱,兩邊有門的立柱與上方有較寬的橫角材,以穩固門的上方支撐力,如圖示:
窗的結構
兩邊固定於牆面立柱,窗的橫角材與下層加強立角材,兩邊有窗的立柱與上方有較寬的橫角材,以穩固門的上方支撐力,如圖示:
當牆面上開門時
程式必需找出被重疊的牆面立角材,截斷或去除以便放入門面,對於牆面下角材必需截斷以利放入門面,如圖示:
當牆面上開窗時
程式必需找出被重疊的牆面立角材,截斷或去除以便放入窗戶,如圖示:
透過 3DDE 造型參數編輯 修改圖型參數
每一參數都是獨立的,可創造無限可能。
修改牆面尺寸 (寬度與高度),如圖示:
牆面兩邊轉接結構之修改,如圖示:
修改門窗大小與位置,如圖示:
施工圖的尺寸標示與自動化作業之可能性
設計圖自動標示尺寸,可用參數開或關 如圖示:
立面圖尺寸放在 dimu1 圖層 (Layer)。
平面圖尺寸放在 dim 層。
以上尺寸可以透過 AutoCAD 作圖層控制管理 如圖示:
出圖的實際作業:如圖示:
透過 3DDE “整體拆料統計” 透過 Excel 輸出材料統計表
設計完成後可以將材料統計表透過 Excel 輸出 如圖示:
或貼於施工上 如圖示:
將四片牆面 組合成一個簡單的木屋牆面
導引線的使用:為了方便使用只要點導引線就能完成組合
組合完成圖:一個簡單的實例
結語
根據以上的作業模式,便可以將木屋或隔間形成模組化的組件,在工廠中透過自動化作業的機器完成,再運到現場組裝,這樣將大量節省成本與時間,也減少對環境的污染,這必定是未來的趨勢,當然還有許多的接合元件有待研發,業界大家一起努カ吧!
AutoWork Technology LTD., CO. 公司定位在與設計到工程同步作業的研發已經行之有年,對於此實驗專案抱持著高度的興趣與熱忱,這只是一個開始,如果這個專案要持續下去,會有更難的挑戰在等著,如屋頂的設計…. ,為了讓一般使用者都能順利的自已設計屬於自己的專屬造型,我們將發展出更簡單的3DDE 指令與函數,讓使用者可自行運作,那才是我們最大的心願。
2022年後記
目前懋翔確實發展出讓工程業界人士也能隨心所欲應用的3DDE參數設計平台,廣泛應用於各個少量多樣生產的產業。
更多資訊,也可以參考懋翔科技首頁,或懋翔產品介紹。