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八千代エンジニヤリングが毎月お届けするちょっとイイ話

CIM入門(1) CIMによる3次元の可能性

  • 研究開発

今までは紙の上で行っていた設計も、技術の進化により3次元で行うことが出来るようになりました。今回はCIMによる3次元の可能性についてご紹介します。

CIMによる3次元の可能性

金光 都,Kanemitsu Miyako

 

タイトルが少し硬くなりましたが、久しぶりにCIM(Construction Information Modeling/Management)のお話です。
一般、学生の方にも理解いただけるよう簡単に業界の説明も入れてあります。

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もう1年前になりますが、2017年3月31日に、「国土交通省 CIM導入ガイドライン」が公開されました。
これは2012年から開始したCIM試行業務の成果を受けて、土工、河川、ダム、橋梁、トンネルの5工種において、どのようにCIMを導入していくかをまとめたものです。簡単にまとめると、表-1のように、工種ごとに作成するモデルが決まっており、この作成に利用できるソフトウェアとフォーマットも決まってきます。
「CIM導入ガイドライン」についての詳細は、国土交通省のHPを参照ください。

 

表-1 CIM導入ガイドラインで作成するモデル

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(1) どのように構造物を作っているのか

道路、橋梁、トンネル、ダム等を社会インフラと呼んでいます。こうした社会インフラは、国、地方公共団体等が、運用・管理を行っています。また建設生産システム(社会インフラの維持管理までの流れ)は図-2に示すようなサイクルで行われています。

① 計画 - どこにどんなものをどのように構築するか
② 調査 - 計画している場所の地形・地質・土質等がどのようになっているか
③ 設計 - 実際に構築するために、部材の大きさ等を要領・基準に従って設計
④ 施工 - 設計に合わせて構造物を構築
⑤ 維持管理 - 国民に利用してもらいながら補修・点検を行っていき、最終的には新規に作り直すか廃棄する
 

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図-2 建設生産システムのライフサイクル

 

yecは、この中の主に計画・調査・設計を担っており、最近は維持管理にも力を入れています。

今までは、地図と2次元の平面図・断面図を使って設計を行っていました。理由は、設計に必要な現場の地形を取得するには地図が便利であり、この地図をベースとした平面図等が使われ、これに合わせた設計体系になっているためです。

簡単な構造物の場合は、問題は生じにくいのですが、複雑な地形であったり、高速道路のジャンクションのように立体的に交差する部分等では取り合いの確認等、非常に難しい場合も多くなっています。

図-3は、以前にも示しました(2014年2月ちょっとイイ話「CIMって何?」)高速道路のジャンクションの例ですが、これを図面だけで理解するにはかなりの熟練を要します。

 

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図-3 高速道路のジャンクションの3次元モデルの例


(2) 図面と3次元モデル

例えば、図-4に示すような直方体が4つつながった構造物があるとします。これがどのようになっているか、直ぐにわかりますか?

 

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図-4 図面による表現の例

 

 

 

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図-5 3次元で表示した場合

 

図-5は、図-4を3次元で表示したものです。これなら、ある程度全体像が分かりますね。
これを3次元空間上で確認してみましょう。


よくわかりますね。


皆さんが使っている2次元CADも、初めは3次元だったことをご存知でしょうか?
世の中にあるものはすべて3次元です。今までは、早く正確に3次元モデルを作成するツールがなかったために、2次元の図面で表現していたに過ぎません。

 

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様々な言葉で説明するよりも、実際に見ていただいた方が分かりやすいと思いますので、3つ程動画を用意しました(※ナレーションはありません)。

 

(1) 地形断面の作成


 

土木では、何はともあれ現況地形が必要です。地形の上や中に構造物を作成するので、地形がどのような形状になっているか、断面を作成することはよくあります。
こちらは、2次元の場合と、yecで利用しているAutodesk社のCivil 3Dを利用した場合を動画で説明しています。

 

(2) 道路設計の例

こちらは、同様のAutodesk社のCivil 3Dで道路設計を行う場合の手順を示しています。

 

(3) 高架橋モデル作成の例

こちらは、Autodesk社のRevitを用いています。RevitはAutoCAD等とは違い、平面上に部品(Family)を配置してモデル化するツールです。部品がたくさんある程、モデル化も簡単になります。

 

 

(1)(2)は、3次元の地形を用いています。3次元の地形をどのように作成するかは、次回以降に説明したいと思います。


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簡単ですが、3次元の可能性をわかっていただけましたか?
今後、様々なCIM関連の話題を掲載していく予定です。

 

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