Utilizzo del Bim per il calcolo strutturale
9 Ottobre 2019
La logica trasversale alla base del Building Information Modeling, basata sul concetto di interoperabilità, informa in eguale misura tutti gli aspetti e le fasi di realizzazione e gestione dell’opera: anche se storicamente i produttori di software Bim hanno privilegiato il settore architettonico, offrendo soluzioni sempre più sofisticate, orientando quindi l’utilizzo di questa metodologia quasi esclusivamente all’ambito della progettazione architettonica, il Bim può infatti essere adottato con eguale successo anche nell’ambito della progettazione strutturale.
Non esistendo tuttavia ancora un software in grado di gestire contemporaneamente entrambe le discipline, per ogni tipo di modello risulta tuttora necessario utilizzare un software specialistico e poi integrarli esportandoli in formato IFC.
Tutti i disegni e i documenti – piani, sezioni, prospetti, abachi, ecc. – sono generati automaticamente in modo dettagliato in funzione del livello di dettaglio del modello
Per il progettista strutturale, il Building Information Modeling significa poter realizzare modelli virtuali che migliorano e ampliano la gestione dei dati, la qualità delle informazioni e diminuiscono la percentuale di errori, permettendo di adottare un approccio collaborativo che consente di condividere scelte tecniche e rilevare più facilmente incongruenze ed errori. Tutti i disegni e i documenti – piani, sezioni, prospetti, abachi, ecc. – sono generati automaticamente in modo dettagliato in funzione del livello di dettaglio del modello, e possono quindi essere nuovamente generati in versione aggiornata in modo automatico contestualmente alle modifiche apportate al progetto.
Il processo di utilizzo del BIM in ambito strutturale ha come punto di partenza il progetto architettonico e la sua esportazione in formato IFC.
I modelli BIM possono essere utilizzati anche per effettuare simulazioni o computi puntuali dei materiali, ad esempio per generare automaticamente abachi dei componenti utilizzati in un progetto, lasciando il progettista libero di concentrarsi sul design. Inoltre, la maggior parte dei software di modellazione BIM sono dotati di un motore di rendering interno, che consente di realizzare immagini 3D o animazioni senza l’utilizzo di ulteriori software.
Il processo di utilizzo del BIM in ambito strutturale ha come punto di partenza il progetto architettonico e la sua esportazione in formato IFC. In genere i software consentono di filtrare gli oggetti esportati, evitando di trasferire dati inutili, come gli elementi di arredo o oggetti non significativi. Il file IFC così prodotto viene letto dal software per il calcolo strutturale e rielaborato per quanto riguarda il progetto strutturale. Terminata la progettazione strutturale, è possibile esportare un file ancora in formato IFC e integrarlo nel progetto architettonico.
Il modello può contenere dati che non si riferiscono ad oggetti non strutturali ma che possono essere utilizzati come riferimento per il progetto strutturale
Questa operazione, semplice a prima vista, nasconde invece una serie di criticità da approfondire al fine di sfruttare tutte le potenzialità offerte dal BIM. Esaminando con maggior dettaglio il passaggio architettonico – strutturale occorre considerare che ogni software archivia i dati secondo il suo formato, e di conseguenza sono necessari dei traduttori veri e propri per il loro trasferimento tra i vari database.
Questa è un’operazione non banale a causa della complessità dei file IFC e della personale interpretazione del formato IFC realizzata dai diversi produttori di software BIM.
In particolare, poi, i dati che derivano dal modello architettonico si possono dividere in due categorie. La prima è relativa ai dati che si riferiscono ad oggetti non strutturali ma che possono essere utilizzati come riferimento per il progetto strutturale.
Lo standard IFC è in grado di gestire i principali elementi strutturali come travi, pilastri, elementi lineari generici.
Ad esempio, le murature di tamponamento devono contenere i pilastri ma non sono considerate portanti. La seconda categoria si riferisce agli elementi strutturali veri e propri; ad esempio, nel progetto architettonico potrebbero già essere presenti pilastri e travi, come per le strutture in acciaio. In questo caso il passaggio è diretto e completamente automatico. Lo standard IFC comprende i principali elementi strutturali come travi, pilastri, elementi lineari generici. È prevista anche la possibilità di trasferire dati relativi a piastre, muri, solai piani e inclinati.
Un’altra serie di criticità nasce dalle specificità del progetto architettonico rispetto al progetto strutturale; la rappresentazione del progetto architettonico deve soddisfare la verosimiglianza, i disegni, le prospettive, e i dettagli devono anticipare quanto sarà realizzato al vero. Il progetto strutturale deve soddisfare due esigenze: la prima, similmente al progetto architettonico, è la produzione di elaborati che rappresentino gli elementi strutturali (solai, travi, pilastri, fondazioni in tavole d’insieme compresi in carpenterie, o come singoli elementi con i relativi dettagli).
Anche in questo caso deve essere rispettato il criterio di verosimiglianza. Il progetto strutturale comprende anche l’analisi statica e sismica della struttura con le verifiche relative. In genere questo si realizza attraverso un modello di calcolo agli elementi finiti che ha regole proprie ben distinte da quelle relative al disegno degli elementi strutturali.
Con il contributo di Assobim