Percorso dal modello BIM alla progettazione strutturale e viceversa

Introduzione

I modelli di edifici virtuali tridimensionali sono molto impressionanti. Se tutto nei rendering può essere visualizzato realisticamente fino all'ultimo dettaglio, in modo che sia quasi impossibile distinguere il gemello digitale dal modello reale a prima vista, un'analisi strutturale non dovrebbe essere un problema. Tuttavia, ciò che i tuoi occhi vedono è solo una parte delle informazioni necessarie per la progettazione strutturale. Non è facile vedere le proprietà meccaniche dei materiali, le cerniere, i carichi, i casi di carico o le resistenze nel modello dell'edificio. Ciò richiede un ulteriore arricchimento di informazioni e la capacità dell'interpretazione degli ingegneri di convertire il modello visibile in un modello idealizzato e meccanicamente equivalente. Un modello BIM è più di, ad esempio, un modello solido 3D di un edificio; quindi, è un'introduzione ideale al dimensionamento strutturale delle strutture. Quali percorsi possono essere utilizzati qui?

Oggetti pertinenti nei modelli BIM per la progettazione strutturale

Per la progettazione strutturale, sono rilevanti solo alcune parti portanti come pareti, colonne, solai e travi. Prima di tutto, è necessario selezionare i componenti che sono di interesse per l'analisi strutturale nel modello BIM. Questo è anche chiamato modello strutturale. Normalmente, il moderno software BIM consente di evidenziare queste parti in modo specifico. Nel caso dello scambio di dati, il modello strutturale viene definito solo come una sottostruttura contrassegnata come portante. Esempi di parti irrilevanti includono finestre, porte e installazioni come apparecchiature elettriche e tubazioni dell'acqua.

Di solito, è necessario modificare la sottostruttura creata nell'analisi strutturale. Le colonne e le travi non collegate devono essere spostate o collegate mediante elementi di accoppiamento. Allo stesso modo, devi collegare soffitti e pareti se le loro linee efficaci non si incontrano in un bordo. Se necessario, è necessario decidere se è necessario calcolare un intero modello o un sottomodello. Ad esempio, potrebbe essere sufficiente che un capannone calcoli un telaio identico in diversi modi. Lo stesso si applica ai solai di edifici a più piani.

Tipi di interfacce

Se si desidera trasferire modelli da un software all'altro, sorgono queste domande: in quale formato dati si desidera trasferire e si desidera utilizzare le interfacce dirette?

Apri interfacce

Se si utilizzano standard aperti (openBIM), il formato IFC è l'ideale. Il vantaggio degli standard aperti è che, idealmente, ogni azienda di software che utilizza questo standard può scambiare dati direttamente con tutte le altre società di software che utilizzano anche questo standard. Tuttavia, la qualità dello scambio dati dipende da quanto bene sono implementati i rispettivi convertitori per la lettura e la scrittura IFC e da come i dati IFC possono essere convertiti in dati nativi del rispettivo programma. Nella maggior parte dei casi, i modelli IFC sono referenziati solo nell'altro software. Il programma utilizza sempre o dati basati su IFC 2x3 Coordination View 2.0, o la versione più recente di IFC 4 Reference View 1.2. Ciò significa che è possibile visualizzare i dati e ottenere informazioni. Allo stesso modo, questi modelli sono adatti per il controllo delle collisioni. Per continuare a lavorare con il modello, tuttavia, è necessario convertire i modelli IFC nel formato dati nativo del software utilizzato. Vista analisi strutturale è di interesse per i programmi di analisi strutturale. Questa vista è utilizzata per lo scambio di modelli strutturali e include la descrizione di modelli di analisi con dati strutturali come vincoli esterni, cerniere, casi di carico e carichi. Quando si scambiano dati tramite IFC, è quindi molto importante sapere quale vista contiene il file IFC corrispondente.

Modello di costruzione nel visualizzatore IFC (in basso) e modello calcolato in RFEM (in alto)

Interfacce dirette

Se due soluzioni software sono accoppiate direttamente, il percorso tramite il formato IFC o un altro formato dati non è necessario. Non viene creato nessun file di trasferimento. Le informazioni vengono lette direttamente dall'applicazione A tramite le API necessarie (interfacce di programmazione per applicazioni, interfacce programmabili) e gli oggetti nativi vengono quindi creati immediatamente nell'applicazione B. Poiché c'è il rischio di perdere dati ad ogni scambio di dati, l'accoppiamento diretto presenta alcuni vantaggi poiché le due fasi di conversione della scrittura e della lettura del file IFC non sono più necessarie. È necessario un solo processo di conversione, direttamente dal software A in B. Inoltre, le strutture di definizione mancanti non giocano un ruolo nel formato IFC per gli accoppiamenti diretti e non devi preoccuparti di come gli oggetti speciali possano essere descritti nel formato IFC. Lo svantaggio dell'accoppiamento diretto è che deve essere programmato individualmente per ogni coppia di programmi e non è facile cambiare provider. Nel frattempo, tuttavia, sono stati realizzati anche progetti in cui gli studi di ingegneria hanno scritto interfacce di programma su misura esattamente per i propri processi. Il prerequisito per questo è che le coppie di programmi forniscono le API e che la documentazione del programma sia disponibile. Questi tipi di interfacce adattate offrono un grado considerevolmente più alto di automazione del processo di pianificazione a una spesa gestibile, e quindi un enorme potenziale per risparmiare tempo, costi ed evitare errori. Inoltre, è possibile costruire secondo i parametri, soprattutto in fase di progettazione.

Finestra di dialogo RFEM per importare dati

Sincronizzazione delle modifiche

I calcoli strutturali sono necessari in fase di progettazione (fasi prestazionale da 1 a 3) al fine di ottimizzare la progettazione del sistema strutturale e specificare le dimensioni delle sezioni. Di solito, vengono considerate diverse bozze e la bozza architettonica e la progettazione strutturale sono coordinate tra loro. In base alla progettazione strutturale nel software BIM (architetto, sistema strutturale), i componenti strutturali sono trasferiti al software di analisi strutturale (RFEM, RSTAB) come un modello completo o parziale e ivi calcolati. Possibili modifiche dall'analisi strutturale possono influenzare il concetto di irrigidimento o le sezioni trasversali. Lo stato dell'arte attuale è che le modifiche possono essere scambiate digitalmente. Ad esempio, per l'interfaccia diretta tra RFEM e Autodesk Revit o Tekla Structures, è possibile aggiornare le modifiche alla sezione o aggiungere elementi strutturali appena aggiunti al modello. I recenti sviluppi consentono anche di trasferire digitalmente i progetti di armatura (modulo aggiuntivo RF-CONCRETE) sotto forma di armatura reale (aste e mesh). Ciò crea i prerequisiti ottimali per il computo delle quantità e un'ulteriore pianificazione dettagliata.

• 3D Viewer | Google
• 3D Viewer | Babylon
• Realtà virtuale

Contenuto dell'armatura in RFEM (superiore) e Revit (inferiore) dopo l'esportazione tramite interfaccia diretta

Unire i dati dall'analisi strutturale e dai modelli BIM

BIM è sinonimo di coordinamento interdisciplinare in tutte le fasi lavorative. Per una prima valutazione di fattibilità, o per l'ulteriore elaborazione dei risultati in altre società o altri fornitori di servizi, può essere utile visualizzare o rendere disponibili i risultati strutturali nel modello BIM (deformazioni, forze interne). Inoltre, c'è la possibilità di combinare i punti di forza specifici del software BIM nella pianificazione con quelli del tipico software di ingegneria strutturale. È quindi possibile visualizzare gli elementi di un modello strutturale nel modello BIM o, a seconda dell'applicazione, generare direttamente i disegni dell'armatura basati sul modello strutturale. È anche possibile trasferire direttamente i risultati della progettazione dal programma FEA RFEM a Revit come armatura 3D.

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