BIM e analisi strutturale: piena interoperabilità con MasterSap

La metodologia di progettazione contemporanea ha subito e subirà delle grosse trasformazioni dovute alla diffusione di strumenti che stanno modificando nel profondo lo scambio di informazioni fra i differenti soggetti coinvolti nella realizzazione di un’opera.

Il tutto è iniziato con la nascita del BIM (Building Information Modeling). La norma ISO 19650-1 definisce il BIM come una rappresentazione digitale condivisa di un bene costruito da utilizzare per facilitare i processi di progettazione, costruzione e gestione e creare una base affidabile per le rispettive fasi decisionali.

 

Il BIM nel processo di progettazione, costruzione e gestione di una struttura

Si tratta di un approccio teorico della gestione di un processo che può essere implementato in diversi modi. Per quanto riguarda l’ambito strutturale ci concentriamo sulla costruzione e sullo scambio del modello digitale dell’edificio e delle relative informazioni.

Lo standard di interoperabilità maggiormente utilizzato è uno standard aperto (OpenBIM) denominato IFC (Industry Foundation Class), sviluppato e manutenuto dall’associazione internazionale senza scopo di lucro buildingSmart International e dai suoi capitoli nazionali, quali quello italiano IBIMI (buildingSmart Italy), della quale AMV è socio.

OpenBIM vuol dire implementare processi BIM tramite standard aperti e pubblici, in modo da utilizzare le stesse informazioni con software diversi ed indipendenti tra loro. Questo significa che le specifiche dello standard IFC sono aperte e disponibili a tutti. Le versioni IFC attualmente supportate da MasterSap sono IFC2x3 e IFC4.1.

Lo scambio di informazioni mediante MasterSap 2020

MasterSap 2020 è in grado di interscambiare dati mediante questo formato, sia in input che in output.
La lettura dei modelli di input viene effettuata in un ambiente grafico che permette di osservare l’intero modello globale presente nel file IFC. Esso può inglobare qualsiasi tipo di oggetto, sia esso architettonico, impiantistico o strutturale. Mediante degli appositi filtri è possibile attivare la visione puramente strutturale; in questo modo l’utente può in maniera del tutto rapida ed intuitiva avere la visione alternativa dell’intero progetto oppure dei soli elementi che verranno recepiti da MasterSap ai fini del calcolo strutturale. Dopo le opportune conferme dell’utente il modello strutturale verrà importato in MasterSap per le analisi e le verifiche del caso.

Con Mastersap sempre pieno controllo da parte dell'utente finale
L’approccio BIM seguito da MasterSap non è una scatola nera che meramente legge o scrive un file IFC, bensì continuando a perseguire quanto finora fatto da AMV, il controllo di ciò che succede viene sempre lasciato all’utente finale, che è il vero gestore delle informazioni dell’intero processo.

Come importare un modello architettonico in MasterSap

Entrando nel dettaglio del software troviamo il comando “Importa da formato IFC” che consente l'importazione di modelli architettonici attraverso lo standard IFC. Questo viene fatto tramite un’ambiente intermedio.

Dopo aver selezionato il file ifc da importare, il modello viene visualizzato nell’apposito ambiente grafico. Quello che viene visualizzato in prima battuta è l’intero modello così come definito in .ifc, quindi potrebbe contenere sia elementi strutturali, sia architettonici che impiantistici.

Per poter visualizzare quali siano gli elementi del modello effettivamente compatibili con MasterSap, quindi quelli di valenza strutturale è stato messo a disposizione il comando Solo elementi compatibili. Questo filtro ha solo valenza visiva, il suo utilizzo o meno non ha alcuna influenza sul risultato finale dell’importazione in MasterSap.

 

I dati che vengono attualmente riconosciuti sono quelli che definiscono la geometria della struttura, ovvero: posizione, sezione e materiali associati agli elementi. Un elemento viene correttamente riconosciuto se le informazioni sono state correttamente assegnate all’interno delle proprietà IFC.

Il Dizionario di conversione è un utile strumento per tentare un riconoscimento per nome di tutte quelle sezioni che non sono correttamente definite come parametriche nel file IFC, come può avvenire ad esempio per i profili metallici. Infatti, i nomi dei profili metallici sono spesso differenti, a seconda del software utilizzato per la creazione dell’IFC e a seconda delle librerie (o banche) utilizzate. All’interno di MasterSap sono state definite le associazioni più comuni, ma nulla vieta all’utente di definirne di ulteriori. Sono attualmente definite le associazioni fra MasterSap e le versioni italiane delle librerie di Archicad®, Revit®, Sap2000®, Tekla Structures®.

Quella differenza insita tra il modello architettonico e strutturale...

Uno degli altri grossi problemi legati all’importazione di modelli architettonici in software di calcolo strutturale è legato alle differenze insite nei due modelli teorici, ovvero il modello architettonico è legato alla rappresentazione fedele del costruito, mentre quello strutturale ne è di solito una approssimazione atta a rappresentare correttamente il primo in termini di elaborazione agli elementi finiti. 

Va da sé che i due modelli non solo possono ma, praticamente sempre, devono essere differenti.

...e la soluzione di MasterSap

Nel momento in cui il progetto IFC viene trasferito, con il comando Connetti a MasterSap, nell’ambiente grafico tridimensionale di MasterSap si genera un’anteprima unifilare del modello stesso e compare la finestra Parametri importazione IFC dalla quale si possono decidere alcune strategie di importazione.

> "Allinea travi in Z" serve per riportare alla stessa quota travi che per esigenze architettoniche hanno il baricentro a quote leggermente sfalsate. Il parametro Tolleranza viene usato per decidere il valore dello sfalsamento massimo fra i baricentri per riportare le travi sul piano.

> "Sovrapponi nodi" fa in modo che, a causa di approssimazioni e arrotondamenti a cui sono affette le coordinate cartesiane degli elementi, non vengano generati nodi strutturali troppo vicini fra loro.

> "Collega elementi intersecanti" serve a collegare fra loro gli elementi che per esigenze di disegno architettonico non sono interrotti in corrispondenza del nodo strutturale. In tal caso MasterSap intercetta l’intersezione di due o più elementi e li collega fra loro.

> "Origine del progetto" permette di decidere se mantenere l’origine del progetto specificata nell’IFC, oppure di modificarla, ad esempio per motivi di calcolo strutturale. Si pensi ad esempio, nel caso di analisi sismica, alla traslazione in Z, per decidere quali parti della struttura sottoporre a forze sismiche.

L’importazione mantiene memoria di entrambi i modelli. Quello architettonico di partenza e quello strutturale modificato con i parametri di importazione appena visti. Sarà cura dell’utente controllare, modificare e validare il modello strutturale al termine dell’importazione.

Come effettuare l'esportazione da MasterSap

L’esportazione avviene in maniera analoga e semplificata rispetto a quanto già visto. Per la creazione del modello IFC a partire da un qualunque progetto MasterSap viene messo a disposizione dell’utente un ambiente in cui viene visualizzato il modello globale creato con MasterSap e gli oggetti effettivamente compatibili ed esportabili in IFC. Si rimarca di nuovo l’attenzione sul Dizionario di conversione, che può essere eventualmente richiamato anche in fase di esportazione, in funzione del software architettonico verso il quale il file IFC è orientato.

Oltre all’IFC sono stati precedentemente sviluppati anche altri formati di interscambio: il formato s2k rivolto a Sap2000®, un formato specifico per Cadwork® leader 3D CAD/CAM nel campo delle costruzioni in legno e il formato CIS/2 che consente di esportare modelli verso SAP2000®, Autodesk Revit®, Tekla Structures® ed altri programmi internazionali.

>> Per maggiori informazioni su MasterSap  vai sul sito di AMV Software