Collaborazione BIM, un esempio pratico di progettazione architettonica e calcolo strutturale
Collaborazione BIM: ecco un esempio pratico di progettazione architettonica e calcolo strutturale, con le fasi collaborative dei team di progettazione e gli step operativi
Nell’articolo “Il BIM come flusso di informazioni secondo le norme tecniche BS 1192 e le Pas 1192-2” ci siamo occupati di BIM cercando di approfondirne il significato principalmente dal punto di vista metodologico e non solo come innovativa tecnologia software.
In particolare ci siamo sforzati di comprendere scopo, significato e modalità di funzionamento del Common Data Environment (CDE), l’ambiente dove viene realizzata e gestita la “federazione” di modelli che nel suo insieme costituisce il “modello virtuale” dell’edificio.
Inoltre, sono state descritte nel dettaglio le 4 “aree” (Work in Progress, Shared, Published Documentation, Archive), come proposte nelle BS 1192, che compongono questo ambiente, e le modalità con cui avviene lo scambio di informazioni tra di esse (Figura 1).
Figura 1 –Fonte: BS 1192:2007 + A1:2015
I criteri e le modalità con cui è regolamentato il flusso delle informazioni costituisce, infatti, l’aspetto maggiormente rilevante ai fini della creazione di un ambiente di lavoro realmente condiviso, in cui le informazioni risultino sempre univoche ed aggiornate.
Per tale ragione le BS 1192 scendono nel dettaglio, fornendo un esempio specifico in cui viene descritto come debba avvenire lo scambio dati tra l’ambito strutturale e quello architettonico (Figura 2).
Figura 2 – Fonte: BS 1192:2007 + A1:2015
Tale semplificazione è ovviamente di tipo descrittivo e non certamente operativo.
In questo articolo cerchiamo di illustrare una possibile modalità operativa, realizzata grazie all’utilizzo dei software Edificius ed Edilus, prodotti da ACCA software S.p.A.
Questi software, BIM oriented, sono dedicati alla progettazione architettonica (Edificius), a quella strutturale (EdiLus): entrambi sono ascrivibili alla categoria di software “BIM authoring“, secondo la comune accezione dell’espressione e di cui abbiamo diffusamente parlato all’interno dell’articolo “Evoluzione del BIM e del modello virtuale dell’edificio“.
Progettazione architettonica e calcolo strutturale, esempio pratico di progettazione e collaborazione BIM
Come nell’esempio delle BS 1192, ci occupiamo di un edificio di nuova realizzazione, del quale il team di progettazione architettonica ne abbia già approntato un primo progetto (Figura 3) corredato di una possibile soluzione strutturale (Figura 4).
Tale ipotesi di struttura avrà valenza, naturalmente, esclusivamente tipologica e di posizionamento di massima degli elementi resistenti, priva di ogni considerazione ad esempio, sulla tipologia dei vincoli, sulla gerarchia delle resistenze, etc. e su ogni altra considerazione di specifica competenza degli ingegneri strutturisti.
Figura 3 – Edificius modello architettonico
Figura 4 –Edificius-modello-architettonico – visualizzazione della struttura di massima
Tale modello, anche esportabile in formato IFC (vedi articolo “BIM e IFC: l’interoperabilità dei software e il BuildingSmart International“), verrà acquisito dal team di progettazione strutturale mediante integrazione nel proprio software strutturale (EdiLus nell’esempio).
A partire da questo modello architettonico (comprensivo dell’architettonico e della struttura di massima), gli strutturisti potranno decidere se iniziare il loro lavoro utilizzando o meno l’ipotesi di struttura ivi contenuta.
In ogni caso, la disponibilità del modello architettonico consentirà agli strutturisti di coordinare il proprio lavoro con le intenzioni dei progettisti architettonici, in maniera continua ed immediata (Figura 5).
Figura 5 – EdiLus realizzazione del modello strutturale con modello architettonico integrato
Con le possibilità che discendono dall’integrazione dei due modelli e gli strumenti propri della progettazione strutturale, il team strutturale giungerà ad una prima configurazione del modello fisico della struttura (Figura 6).
Figura 6 – EdiLus Modello fisico della struttura
La fase successiva sarà costituita dall’analisi e dalla verifica strutturale, la cui effettuazione richiede la generazione del modello strutturale: occorrerà, in altri termini, che dal modello fisico progettato venga generato un modello matematico atto all’esecuzione dei calcoli e delle verifiche (v.Figura 7).
Figura 7 – EdiLus beam e shell (Modello strutturale)
Tale attività, così come immaginata nelle indicazioni fornite nelle linee guida e normativa tecnica britannica, viene svolta ad opera di software definiti “BIM tools” (v. art. “Evoluzione del BIM e del modello virtuale dell’edificio“), cioè software destinati ad occuparsi di aspetti specifici e che, pertanto, non necessitano di propri modelli dedicati, ma possono utilmente “appoggiarsi” a uno o più modelli “principali” per i quali rappresentano delle utility (v. Figura 8).
Figura 8 – Fonte AEC(UK) BIM Technology Protocol
Nel caso di EdiLus queste utility sono già integrate nel software, per cui la generazione del modello strutturale, il calcolo agli elementi finiti, la progettazione delle armature, l’effettuazione delle verifiche di legge, la valutazione delle quantità, la stima di costi, etc., non richiedono “l’uscita” dal programma ma sono realizzate semplicemente al suo interno, secondo una configurazione complessiva più evoluta rispetto alla Figura 8 e che vediamo rappresentata campita in giallo nella Figura 9.
Figura 9 – Fonte AEC(UK) BIM Technology Protocol
Figura 10 – EdiLus verifica gerarchia delle resistenze per un nodo
Figura 11 – EdiLus progetto delle armature per una travata
Figura 12 – EdiLus stima dei costi della struttura
Al termine di tutti gli step propri del processo di progettazione strutturale, verrà effettuata la validazione del relativo modello che potrà, poi, essere condivisa con gli altri team del progetto.
Il team di progettazione architettonica, quindi, potrà effettuare l’integrazione della struttura nell’architettonico e adottata, se giudicata adeguata ai requisiti richiesti dalla progettazione architettonica.
Naturalmente questo comporterà l’eliminazione della struttura di massima inizialmente realizzata dal team architettonico: il tutto come visualizzato nella schematizzazione proposta dalla BS 1192, accuratamente descritta nell’articolo “Il BIM come flusso di informazioni secondo le norme tecniche BS 1192 e le Pas 1192-2” e già riportata precedentemente in Figura 2.
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