Il BIM nell'ingegneria strutturale

In questo episodio del podcast Dlubal, abbiamo affrontato l'argomento pionieristico del BIM nella progettazione strutturale.

Qui potete ascoltare l'episodio completo: #001 BIM in ingegneria strutturale

BIM - cosa'c'è dietro?

BIM sta per Building Information Modeling ed è l'epitome della digitalizzazione nelle costruzioni. È un metodo di lavoro o di pianificazione con il quale è possibile gestire le informazioni di progetto centrali con l'aiuto di modelli di edifici digitali. Svolge anche un ruolo nella progettazione strutturale. Quando l'architetto crea un modello 3D, viene trasmesso a tutte le persone coinvolte e può quindi essere utilizzato immediatamente per la progettazione strutturale.

La rete è al centro: Il modello BIM funge da hub dati centrale per la raccolta, la strutturazione e la distribuzione di tutti i dati dell'edificio. Tutti coloro che sono coinvolti nella costruzione possono accedere a questi dati durante l'intero ciclo di vita di un edificio.

Il BIM offre grandi opportunità, ma anche alcune sfide.

Cooperazione tra architetto e ingegnere strutturista

Tradizionalmente, un architetto inoltra i suoi progetti in PDF o in una forma simile all'ingegnere strutturista, che li utilizza per creare modelli strutturali. L'ingegnere strutturista lo usa per calcolare il suo modello strutturale. Nel caso del BIM, lo scambio regolare di dati è particolarmente importante. Se l'ingegnere strutturista può accedere al modello BIM dell'architetto, deve filtrare tutti gli oggetti staticamente rilevanti dalla ricchezza di dati e usarli per il calcolo, il che significa lavoro aggiuntivo. Un'importante differenza nel modo di lavorare è che gli architetti lavorano con un modello di struttura fisica, mentre gli ingegneri strutturali lavorano con un modello di analisi idealizzato. Gli architetti modellano gli edifici come oggetti solidi con le dimensioni lunghezza, larghezza e altezza o spessore. Gli ingegneri strutturali hanno z. Ad esempio, solo una superficie per una soletta e solo un'asta per una colonna.

Lo scopo è che il software di architettura trasporti direttamente i sistemi statici e, in alcuni casi, li crei automaticamente. Idealmente, sono inclusi anche i carichi. L'ingegnere strutturista come utente deve avere familiarità sia con l'analisi strutturale che con il programma di calcolo in modo da poterlo verificare per eventuali errori.

BIM - vantaggi e requisiti

Il BIM non è ancora ampiamente utilizzato in Germania. Uno dei motivi è il lento e inadeguato scambio di dati tra gli studi di architettura e di ingegneria strutturale, poiché gli architetti non sono pagati per continuare i modelli in modo utile per gli ingegneri strutturisti. Inoltre, un architetto non può sapere quali componenti portanti sono importanti per il rispettivo ingegnere strutturista.

Al giorno d'oggi, l'analisi FEM è spesso utilizzata per i calcoli strutturali. FEM sta per Finite Element Method ed è un metodo di approssimazione numerica per il calcolo delle strutture. Quando si importa il modello BIM di un architetto, spesso è necessaria una rielaborazione manuale. L'ingegnere strutturista utilizza spesso un sistema di analisi diverso da quello utilizzato nel modello. Nel peggiore dei casi, i modelli BIM dell'architetto e dell'ingegnere strutturista si allontanano sempre di più, il che può significare che i componenti non possono più essere assegnati correttamente o solo con difficoltà. Ciò comporta problemi se si desidera rendere visibili le modifiche ai modelli.

In alcuni strumenti BIM, è possibile aggiungere ipotesi di carico e casi di carico. Un caso di carico è ad esempio B. Nel caso delle condizioni meteorologiche, gli effetti del vento o della neve sulle strutture. Conducono a carichi che vengono aggiunti al sistema strutturale. Per gli ingegneri strutturisti, i risultati più importanti del calcolo sono le forze interne, le deformazioni e le tensioni, che vengono utilizzate per eseguire i progetti nei rispettivi materiali. I calcoli dovrebbero sempre essere eseguiti nel programma di analisi strutturale corrispondente, perché sono progettati molto meglio per questo. Dopo i calcoli, gli ingegneri strutturisti riconoscono se è necessario modificare qualcosa e ne informano l'architetto.

Ma cosa succede se apporti modifiche al modello BIM originale e poi devi sincronizzarle? In questo caso, alcuni regolamenti e approvazioni devono essere disponibili presso i dipendenti responsabili. Dovrebbe essere determinato chi, dove e quando può apportare modifiche. Lo stato attuale del progetto è regolato dalla comunicazione sia dei lavoratori che dei programmi.

Come comunicano i programmi tra loro?

Esistono tre scenari tipici di scambio:

a) Il trasferimento classico-analogico di documenti dall'architetto all'ingegnere strutturista, con PDF, ecc.

b) Formati di file appositamente progettati per il settore edile, e. B. File IFC. IFC sta per Industry Foundation Classes ed è un formato di file indipendente dal produttore per lo scambio di informazioni su edifici e progetti.

c) L'accoppiamento diretto di due diversi programmi, per cui il programma di architettura comunica con il rispettivo programma di analisi strutturale in uno scambio di dati bidirezionale.

IFC include la vista di coordinamento, in cui la geometria della struttura è descritta sulla base di modelli solidi. D'altra parte, c'è la vista dell'analisi strutturale, in cui gli oggetti staticamente rilevanti vengono trasferiti e importati in modo idealizzato. Qui puoi anche vedere giunti, cuscinetti e carichi. Pertanto, con il BIM è sempre importante chiedersi quali viste possono leggere e produrre i rispettivi programmi.

Conclusione

I modelli BIM 3D sono utili anche per gli ingegneri strutturisti perché facilitano la comprensione di strutture complesse e il trasferimento dei dati può essere utilizzato per creare rapidamente un modello di analisi, risparmiando molto tempo. È importante notare che i modelli BIM e di analisi sono generalmente diversi e quindi devono essere verificati.

L'uso del BIM richiede una conoscenza approfondita di tutte le fasi della pianificazione. Tutte le parti coinvolte devono anche essere preparate a ripensare la tradizionale divisione del lavoro, a lavorare insieme e a considerare l'attività di pianificazione come un lavoro di squadra.

All'inizio del processo BIM, c'è del lavoro aggiuntivo, poiché tutto deve essere modellato attentamente in modo che anche altri possano utilizzare il modello. Tuttavia, alla fine, è possibile ottenere risparmi e migliori risultati di pianificazione in termini di costi e tempo, perché tutto è documentato e tutti lavorano insieme.

L'ingegneria strutturale è una parte piccola ma non insignificante del BIM, quindi è importante che il software di ingegneria strutturale sia abilitato al BIM. Deve fornire vari scenari di scambio e offrire varie opzioni di importazione ed esportazione. Dlubal Software si è adattato al processo di scambio basato su BIM e offre una varietà di interfacce e collegamenti diretti a vari programmi di architettura.

I vantaggi del BIM li superano di gran lunga. Sebbene il BIM sia ancora agli inizi, soprattutto in Germania, avrà sicuramente voce in capitolo nel futuro dell'edilizia.