2020年度第6回デジラボ：Grasshopperのコンポーネント"Karamba3D"の紹介

はじめに

北九大藤田研究室M1の小南です。今回はRhino/Grasshopperで構造計算を行う"Karamba3D"について紹介します。

Karamba3Dのインストール

Karamba3Dは以下のリンクからダウンロードできます。インストールが終了すれば、Folderへの移動はしなくてもGrasshopperに表示されます。

https://www.food4rhino.com/app/karamba3d

Karamba3D

Karamba3Dについて

パラメータを与えた3Dモデルと有限要素法解析、そして最適化アルゴリズムとを連動させることを容易にしています。
karamba3Dは設計の早い段階で、空間トラスやフレームの正確な分析を行うことができます。構造設計者だけではなく、建築家でも簡単な構造解析を行うことが出来ます。

作りたい形状を決め、使う部材や荷重をあらかじめ設定すればその時の変形などを見ることができます。また、変化させたいパラメータをSliderなどで変数として扱えば、Galapagosなどを用いて最適化することもできます。

簡単なモデルの構造計算

簡単な骨組みでKaramba3Dの使い方を見ていきたいと思います。

まず、解析を行うためにモデルを用意します。下図のようなプログラムで骨組みを作ります。

次に、この骨組みに荷重を加えます。

上図のようにこの状態で荷重を加えても、部材が設定されておらず、変形は非常に大きくなります。ここで、柱、梁、屋根の設定を行います。

上図のようにそれぞれの部材を設定することで変形は小さくなり、実際の大きさを見ることが出来ます。

最後に上図のようなプログラムで作成したモデルの変形や反力、ひずみエネルギーなどをみることができます。

このように簡単にモデルの構造計算を行うことが出来るのが"Karamba3D"です。詳しい内容に関しては以下の動画を参照ください。