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| issue127:freecad [2017/12/03 07:39] – d52fr | issue127:freecad [2017/12/03 11:54] (Version actuelle) – andre_domenech |
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| Dans cette série, nous examinerons le monde de FreeCAD, une application Open Source de modélisation par CAO qui est encore en bêta, mais qui a reçu un bon accueil ces dernières années. Naturellement, elle est facilement disponible dans les dépôts d'Ubuntu. Dans l'article précédent (le septième) sur l'utilisation de FreeCAD, nous nous sommes concentrés sur le maillage en tant qu'objet primitive complexe, qui nous permet de créer des formes et des volumes, soit à partir de données numérisées, soit par des techniques de programmation simples. | Dans cette série, nous examinerons le monde de FreeCAD, une application Open Source de modélisation par CAO qui est encore en bêta, mais qui a reçu un bon accueil ces dernières années. Naturellement, elle est facilement disponible dans les dépôts d'Ubuntu. Dans l'article précédent (le septième) sur l'utilisation de FreeCAD, nous nous sommes concentrés sur le maillage en tant qu'objet primitive complexe, qui nous permet de créer des formes et des volumes, soit à partir de données numérisées, soit par des techniques de programmation simples. |
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| Dans cette partie, nous utiliserons cette technique en combinaison avec d'autres outils FreeCAD plus ordinaires pour construire un représentation 3D d'un immeuble moderne avec une structure de toit en treillis. | Dans cette partie, nous utiliserons cette technique en combinaison avec d'autres outils FreeCAD plus ordinaires pour construire une représentation 3D d'un immeuble moderne avec une structure de toit en treillis. |
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| **Architectural meshes | **Architectural meshes |
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| Une partie de l'inspiration de cet article vient d'immeubles comme les Esplanade Theatres on the Bay à Singapour (DP Architects) et l'auditorium du Rhike Park à Tbilissi (Géorgie) (Studio Fuksas). Dans tous les cas, un arrangement maillé a été utilisé pour l'extérieur de l'immeuble. D'un point de vue architectural, cette technique a au moins deux points forts : | Une partie de l'inspiration de cet article vient d'immeubles comme les Esplanade Theatres on the Bay à Singapour (DP Architects) et l'auditorium du Rhike Park à Tbilissi (Géorgie) (Studio Fuksas). Dans tous les cas, un arrangement maillé a été utilisé pour l'extérieur de l'immeuble. D'un point de vue architectural, cette technique a au moins deux points forts : |
| • D'une part, le treillis peut supporter une proportion importante de son propre poids, ce qui permet à l'architecte de couvrir une grande surface sans utiliser de supports internes comme des colonnes. C'est parfait pour les larges espaces ouverts tels que des salles de concert ou de sport, ou même, les grands halls des bâtiments d'aéroport, tels que l'aéroport international de Hong Kong à Chek Lap Kok. | • D'une part, le treillis peut supporter une proportion importante de son propre poids, ce qui permet à l'architecte de couvrir une grande surface sans utiliser de supports internes comme des colonnes. C'est parfait pour les larges espaces ouverts tels que des salles de concert ou de sport, ou même les grands halls des bâtiments d'aéroport, tels que l'aéroport international de Hong Kong à Chek Lap Kok. |
| • D'autre part, l'utilisation d'un treillis implique qu'une partie de la force structurelle vienne de l'emploi des surfaces courbes qui partagent certaines de leurs propriétés avec l'arche. Le résultat final est un bâtiment qui évite les formes plates et régulières qui sont devenues si communes dans l'architecture urbaine du siècle dernier. | • D'autre part, l'utilisation d'un treillis implique qu'une partie de la force structurelle vienne de l'emploi des surfaces courbes qui partagent certaines de leurs propriétés avec l'arche. Le résultat final est un bâtiment qui évite les formes plates et régulières qui sont devenues si communes dans l'architecture urbaine du siècle dernier. |
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| Certains treillis simples peuvent être dessinés « à la main », tant que les formes générales restent planes ou utilisent une courbure unique. Cependant, dès que la forme finale contient deux courbures - le long de deux axes d'intersection en même temps - les choses tendent à devenir un peu plus complexes. C'est là que l'ordinateur prend place comme outil essentiel pour calculer la position de chaque point du treillis et, de là, calculer les contraintes attendues dans la structure physique. | Certains treillis simples peuvent être dessinés « à la main », tant que les formes générales restent planes ou utilisent une courbure unique. Cependant, dès que la forme finale contient deux courbures - le long de deux axes d'intersection en même temps - les choses tendent à devenir un peu plus complexes. C'est là que l'ordinateur prend place comme outil essentiel pour calculer la position de chaque point du treillis et, de là, calculer les contraintes attendues dans la structure physique. |
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| Par exemple, considérons la fonction hauteur h(x, y) = x*x - y*y. Un simple tracé de la surface nous montre que, au voisinage du point d'origine des coordonnées (0 ,0, 0), cette surface montre une courbure concave vers le haut, le long de l'axe X. Cependant, la courbure est convexe le long de l'axe Y, tournée aussi vers le haut. cette fonction très simple montre une double courbure qui est facile à calculer, mais qui n'est pas facile à dessiner avec précision sans l'aide d'un ordinateur. | Par exemple, considérons la fonction hauteur h(x, y) = x*x - y*y. Un simple tracé de la surface nous montre que, au voisinage du point d'origine des coordonnées (0, 0, 0), cette surface montre une courbure concave vers le haut, le long de l'axe X. Cependant, la courbure est convexe le long de l'axe Y, tournée aussi vers le haut. cette fonction très simple montre une double courbure qui est facile à calculer, mais qui n'est pas facile à dessiner avec précision sans l'aide d'un ordinateur. |
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| **Integrating a lattice into a building | **Integrating a lattice into a building |
| Intégration d'un treillis dans un bâtiment | Intégration d'un treillis dans un bâtiment |
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| Dans la présentation qui suit, nous créerons un pavillon de taille moyenne utilisant un treillis défini avec la fonction ci-dessus. Naturellement, le lecteur n'est pas encouragé à construire en vrai une telle structure - non sans disposer d'une grande expérience d'ingénieur et d'architecte pour s'assurer que les matériaux sont correctement choisis et dimensionnés, que les règles d'urbanisme local sont respectées et que la construction a des chances de résister pour l'usage prévu. Il y a quelques aspects délicats à considérer avec ce type de construction, le fait que le treillis soit contraint en compression dans l'axe Y et en tension dans l'axe X, n'étant pas le moindre, et le tout par son propre poids. Des facteurs comme la pression du vent et le poids de la pluie, de la glace, de la neige, etc. seront aussi à prendre en compte. | Dans la présentation qui suit, nous créerons un pavillon de taille moyenne utilisant un treillis défini avec la fonction ci-dessus. Naturellement, le lecteur n'est pas encouragé à construire en vrai une telle structure, à moins de disposer d'une grande expérience d'ingénieur et d'architecte pour s'assurer que les matériaux sont correctement choisis et dimensionnés, que les règles d'urbanisme local sont respectées et que la construction a des chances de résister pour l'usage prévu. Il y a quelques aspects délicats à considérer avec ce type de construction, le fait que le treillis soit contraint en compression dans l'axe Y et en tension dans l'axe X, n'étant pas le moindre, et le tout par son propre poids. Des facteurs comme la pression du vent et le poids de la pluie, de la glace, de la neige, etc. seraient aussi à prendre en compte. |
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| Commençons par écrire un court programme en python pour créer un fichier STL avec le maillage. Le code complet peut être trouvé à : https://pastebin.com/tsi5dbLw. Travaillant sur une surface de base de 40 x 30 m dans le plan XY, nous calculerons une valeur de hauteur suivant l'axe Z. Les hauteurs minimum et maximum ont été respectivement prises pour cet exemple à 10 et 20 m au-dessus du niveau du sol, bien que ceci puisse être mis à l'échelle et ajusté pour correspondre à une implantation particulière. Enfin, 20 points de maillage séparés ont été pris le long des deux directions X et Y. | Commençons par écrire un court programme en Python pour créer un fichier STL avec le maillage. Le code complet peut être trouvé à : https://pastebin.com/tsi5dbLw. Travaillant sur une surface de base de 40 x 30 m dans le plan XY, nous calculerons une valeur de hauteur suivant l'axe Z. Pour cet exemple, les hauteurs minimum et maximum ont été respectivement prises à 10 et 20 m au-dessus du niveau du sol, bien que cela puisse être facilement mis à l'échelle et ajusté pour correspondre à une implantation particulière. Enfin, 20 points de maillage séparés ont été pris le long des deux directions X et Y. |
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| **The end result of this program is an STL file that can be imported into a new FreeCAD project using the technique discussed in the previous part of this series. To better visualize proportions, a 40x30 m rectangle has been drawn at ground level, under the roof. | **The end result of this program is an STL file that can be imported into a new FreeCAD project using the technique discussed in the previous part of this series. To better visualize proportions, a 40x30 m rectangle has been drawn at ground level, under the roof. |
| One can then add columns to hold up the roof mesh. However, it then becomes apparent that the mesh has no thickness. Even if much care is taken with column heights, some discrepancy appears since column ends are horizontal disks, but the part of the mesh that is in contact with them is not flat. Intersections with the building’s four exterior walls also become apparent.** | One can then add columns to hold up the roof mesh. However, it then becomes apparent that the mesh has no thickness. Even if much care is taken with column heights, some discrepancy appears since column ends are horizontal disks, but the part of the mesh that is in contact with them is not flat. Intersections with the building’s four exterior walls also become apparent.** |
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| Nous pouvons aller maintenant dans l'atelier Draft et, en travaillant avec précaution, dessiner un nouveau « Wire » - en sélectionnant, point par point, tous les sommets le long d'un bord du toit. Ensuite, fermez la forme en sélectionnant chaque coin de rectangle du sol le plus près de ce bord. Cette forme plane peut ensuite être transformée en objet Wire plan ? plein ? Puis, procédez de la même manière pour les autres parois. | Nous pouvons aller maintenant dans l'atelier Draft et, en travaillant soigneusement, dessiner un nouveau « Wire » - en sélectionnant, point par point, tous les sommets le long d'un bord du toit. Ensuite, fermez la forme en sélectionnant chaque coin de rectangle du sol en dessous de ce bord. Cette forme plane peut ensuite être transformée en objet Wire plan ? Simple ? [Ndt : plain, en anglais, d'où le jeu de mots plane/plain] Puis, procédez de la même manière pour les autres parois. |
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| Une fois que les murs ont été définis, le maillage du toit peut soit être laissé avec sa structure maillée apparente, ou le mode d'affichage peut être remis à « Surface », comme vous le voulez. | Une fois que les murs ont été définis, le maillage du toit peut, soit être laissé avec sa structure maillée apparente, soit le mode d'affichage peut être remis à « Surface », comme vous le voulez. |
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| On peut ensuite ajouter des colonnes pour tenir le maillage du toit. Cependant, il devient apparent que le maillage n'a pas d'épaisseur. Même si beaucoup de soin est pris avec la hauteur des colonnes, certains dysfonctionnements apparaissent car les extrémités des colonnes sont des disques horizontaux, mais la partie du maillage qui est en contact avec elles n'est pas plate. Les intersections avec mes quatre murs extérieurs du bâtiment deviennent aussi apparentes. | On peut ensuite ajouter des colonnes pour tenir le maillage du toit. Cependant, il devient apparent que le maillage n'a pas d'épaisseur. Même si beaucoup de soin est pris avec la hauteur des colonnes, certains dysfonctionnements apparaissent car les extrémités des colonnes sont des disques horizontaux, mais la partie du maillage qui les touche n'est pas plate. Les intersections avec les quatre murs extérieurs du bâtiment deviennent aussi apparentes. |
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| **One relatively realistic solution is to give the roof mesh some thickness. SImply select the mesh, and, in the Part workbench, create a new Extrusion. Top and bottom surfaces will have the shape of the mesh, while the vertical depth of the object will be the same along its surface. A value of one meter seems appropriate for this building. | **One relatively realistic solution is to give the roof mesh some thickness. SImply select the mesh, and, in the Part workbench, create a new Extrusion. Top and bottom surfaces will have the shape of the mesh, while the vertical depth of the object will be the same along its surface. A value of one meter seems appropriate for this building. |
| Finally, the colors and transparency levels of each object can be adjusted in the Properties box. For instance, to represent glass walls - allowing light to enter the building between columns - the four walls can be left with their default color ([204, 204, 204]), but with a transparency of 40. ** | Finally, the colors and transparency levels of each object can be adjusted in the Properties box. For instance, to represent glass walls - allowing light to enter the building between columns - the four walls can be left with their default color ([204, 204, 204]), but with a transparency of 40. ** |
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| Une solution relativement réaliste est de donner un peu d'épaisseur au toit. Sélectionnez simplement le maillage et, dans l'atelier Part, créez une nouvelle Extrusion. Les surfaces du dessous et du dessus auront la forme du maillage, tandis que l'épaisseur verticale de l'objet sera la même tout au long de sa surface. Une valeur d'un mètre semble appropriée pour ce bâtiment. | Une solution relativement réaliste est de donner un peu d'épaisseur au maillage du toit. Il suffit de sélectionner le maillage et créer une nouvelle Extrusion dans l'atelier Part. Les surfaces du dessous et du dessus auront la forme du maillage, tandis que l'épaisseur verticale de l'objet sera la même tout au long de sa surface. Une valeur d'un mètre semble appropriée pour ce bâtiment. |
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| Enfin, la couleur et le niveau de transparence de chaque objet peuvent être ajustés dans la zone Propriétés. Par exemple, pour représenter des murs en verre - permettant à la lumière d'entrer dans le bâtiment entre les colonnes - les quatre murs peuvent rester avec leur couleur par défaut ([204, 204, 204]), mais avec une transparence de 40%. | Enfin, la couleur et le niveau de transparence de chaque objet peuvent être ajustés dans la zone Propriétés. Par exemple, pour représenter des murs en verre - permettant à la lumière d'entrer dans le bâtiment entre les colonnes - les quatre murs peuvent rester avec leur couleur par défaut ([204, 204, 204]), mais avec une transparence de 40 %. |
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| **What next? | **What next? |
| Et ensuite ? | Et ensuite ? |
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| Dans cet article sur l'utilisation de FreeCAD, nous avons utilisé un maillage, en combinaison avec d'autres outils FreeCAD plus classiques, pour construire une représentation en 3D d'un bâtiment moderne avec un toit à structure maillée. | Dans cet article sur l'utilisation de FreeCAD, nous avons utilisé un maillage en combinaison avec d'autres outils FreeCAD plus classiques, pour construire une représentation en 3D d'un bâtiment moderne avec un toit à structure maillée. |
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| Dans la prochaine partie, nous explorerons le passage d'un modèle informatique à un objet matérialisé, en exportant un projet finalisé pour l'imprimer avec une imprimante 3D. | Dans la prochaine partie, nous explorerons le passage d'un modèle informatique à un objet matérialisé, en exportant un projet finalisé pour l'imprimer avec une imprimante 3D. |
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