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Vantaggi dell’uso di un flusso di lavoro BIM nell’ingegneria dei ponti.

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Emanuele Agostini, amministratore di Venmises, supporta le aziende nell’implementazione del processo di progettazione BIM non solo nell’ambito del “building” ma anche dei ponti e delle infrastrutture.

Assieme alla casa software tedesca SOFiSTiK, dei cui prodotti è distributore per l’Italia, e alla società di ingegneria HFR Ingenieure, ha collaborato all’elaborazione di un paper sul workflow BIM in 3 casi studio di ponti autostradali che vi presentiamo in questo articolo.

BIM o OpenBIM?

Un sistema BIM si definisce comunemente chiuso se tutti i partner che cooperano al progetto lavorano su un’unica piattaforma software BIM. Il vantaggio in questo tipo di cooperazione tra architetti, ingegneri MEP, ingegneri strutturisti e impresa di costruzioni è l’ottimizzazione dei tempi e la condivisione delle informazioni nella stessa banca dati e sulla stessa piattaforma. Qualsiasi informazione e qualsiasi processo sono disponibili a colpo d’occhio, soprattutto per il cliente.

In realtà gli ingegneri strutturisti devono lavorare su molti formati di dati diversi, ricevuti da diversi partner di progetto. Un cosiddetto flusso di lavoro BIM chiuso, basato su un’unica piattaforma software, sarebbe una soluzione ideale se il calcolo strutturale fosse integrato.

Per risolvere questo problema di scambio di dati, sempre più spesso si ricorre a soluzioni di tipo OpenBIM che consentono di scambiare dati tra banche dati di software diversi.

Con l’aiuto di buildingSMART, associazione presente in 26 paesi e di cui fanno parte i più importanti studi di ingegneria e produttori di software del mondo, i formati IFC (Industry Foundation Classes) e SAF (Structural Analysis Format) stanno diventando sempre più rilevanti.

Grazie a questi standard si può giungere ad un buon livello di collaborazione e progettazione BIM anche senza un database comune su software dello stesso produttore. Questo rende estremamente più efficace il flusso di lavoro BIM per l’ingegneria strutturale.

La scelta del software

Premesso che il BIM non è una tecnologia che si acquisisce col software, ma una metodologia di lavoro che il software contribuisce ad implementare, è comunque impensabile oggigiorno affrontare questo tipo di progettazione senza l’ausilio di tali strumenti.

SOFISTIK AG è una softwarehouse tedesca che da oltre 30 anni offre soluzioni all’avanguardia per l’ingegneria, sviluppando prodotti ottimizzati per il flusso di lavoro BIM sin dagli inizi della diffusione del Building Information Modeling. I primi anni di sviluppo si sono concentrati su strumenti per la progettazione di edifici, ma oggi sono presenti soluzioni anche per il mondo dei ponti e delle infrastrutture, con l’obbiettivo di fornire al mondo dell’ingegneria strutturale delle applicazioni integrate nella piattaforma Autodesk® Revit®, per la modellazione, il dimensionamento, l’analisi strutturale e il disegno di dettaglio delle armature.

In particolare l’applicazione “SOFiSTiK Bridge + Infrastructure Modeler”, denominata SBIM, ha ampliato il campo di applicazione del BIM per la progettazione strutturale di opere diverse dal “Building”, come ponti, viadotti, tunnel, gallerie e tutti quei manufatti che seguono l’asse stradale.

Tutte queste soluzioni sono efficaci se tutti i progettisti di un’opera collaborano basandosi sulla stessa piattaforma (BIM chiuso o locale).

L’approccio di SOFiSTiK negli anni è sempre stato quello di sviluppare soluzioni aperte a differenti flussi di lavoro, come ad esempio un’interfaccia e un’App per il software Rhinoceros® by McNeal. Nel corso degli anni l’ambiente di programmazione in Rhino, denominato Grasshopper®, è diventato uno dei più efficaci strumenti per la connessione dei modelli di calcolo SOFiSTiK FEA con soluzioni come Tekla® o altre. Il passo successivo è stata l’implementazione di un connettore IFC che consente l’import/export del database con altri software. Oggi si aggiunge un ulteriore connessione basata sul formato SAF che arricchisce il flusso di dati per i modelli strutturali, senza perdita di dati grazie alla base editabile su Excel.

D’altra parte, con l’integrazione del flusso di lavoro BIM per la progettazione di edifici e infrastrutture in Revit, strumenti di programmazione come Dynamo®, consentono anche un ulteriore sviluppo e personalizzazione delle routine nel BIM locale.

 

Caso studio: ponti autostradali sulla BAB A3 tra Norimberga e Ratisbona in Germania

Gli esempi di questo caso studio sono volutamente semplici, per mostrare il lavoro quotidiano degli ingegneri strutturisti quando si approcciano alla progettazione BIM di una geometria comunque non priva di insidie e con tempi molto stretti.

HFR Ingenieure di Monaco è un team giovane e innovativo di professionisti strutturisti con elevate conoscenze in ingegneria ed esperienza avanzata in tutti i tipi di strutture. Il committente, Die Autobahn GmbH li ha incaricati della sostituzione del sottopassaggio su tre corti ponti autostradali sulla BAB A3 tra Norimberga e Ratisbona in Germania. La ditta di costruzioni Strabag Ag, ha espresso la necessità di ricevere una progettazione 3D BIM delle tre strutture per poter utilizzare il modello Revit nei successivi flussi di lavoro 4D e 5D per l’implementazione nel processo di pianificazione dei tempi e dei costi di costruzione.

Il primo passo è stata la generazione del modello 3D della struttura in Revit con l’ausilio di “SOFiSTiK Bridge + Infrastructure Modeler” e una routine di programmazione aggiuntiva in Dynamo. Successivamente la struttura è stata calcolata nel software SOFiSTiK FEA e infine si sono ricavati automaticamenti i disegni 2D. Per la generazione dei disegni di dettaglio dell’armatura è stata utilizzata una soluzione ibrida. Alcuni dettagli complessi più piccoli sono stati modellati con armatura 3D in Revit con l’aiuto dell’App SOFiSTiK RC, mentre i dettagli d’armatura principali sono stati eseguiti con SOFiCAD in ambiente AutoCAD®. L’esportazione delle tavole direttamente da SBIM a SOFiCAD è stata una soluzione molto efficace e che ha comportato un notevole risparmio di tempo.

Dopo la progettazione del primo ponte, grazie alla parametrizzazione dei modelli, gli altri due sono stati sviluppati in modo più rapido ed efficace rispetto al normale flusso di lavoro standard precedentemente utilizzato.

Il documento originale e completo è disponibile al seguente LINK

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