PROGETTO DI UN EDIFICIO IN CEMENTO ARMATO SECONDO LA METODOLOGIA BIM

Transcript

1 UNIVERSITA DEGLI STUDI DI NAPOLI FEDERICO II Dipartimento di Strutture per l Ingegneria e l Architettura a.a. 2016/2017 PROGETTO DI UN EDIFICIO IN CEMENTO ARMATO SECONDO LA METODOLOGIA BIM Docente: Studenti: Prof. Domenico Asprone Anna Chiara Cristiano, M56/513 Milena Serra, M56/523

2 La progettazione in BIM cambia completamente il paradigma della progettazione: Si elimina l obbligo della produzione cartacea di documenti; Aumenta l intercomunicabilità tra le figure coinvolte; Si ha un maggior monitoraggio delle interferenze; È a supporto della progettazione sostenibile.

3 La progettazione in BIM si inserisce perfettamente nel campo semantico dell INDUSTRIA 4.0

4 ITER LOGICO DELL ASSEGNAZIONE DI UN OPERA Il committente emette un Capitolato Informativo Il team di progettazione risponde con un Offerta di Gestione Informativa Se l OGI viene approvata, il team di progettazione procede con il Piano di Gestione Informativa INIZIA LA PROGETTAZIONE VERA E PROPRIA

5 Nel produrre l elaborato, sono state riprodotte queste fasi. In prima battuta, è stato redatto un Capitolato Informativo, immedesimandosi in un ipotetico committente. Successivamente, è stata presentata un ipotetica risposta del team di progettazione in termini di Offerta di Gestione Informativa (che, nella fattispecie, si è immaginata coincidente col Piano di Gestione Informativa). Infine, si è proceduto alla progettazione.

6 Assegnazione dell opera da progettare L assegnazione del progetto è avvenuta in seguito a un incontro con gli studenti del corso di Composizione Architettonica del prof. Calderoni, facoltà di Architettura. Gli studenti in questione hanno presentato una propria idea progettuale, per un edificio sito nel napoletano, mediante elaborati CAD e plastici. Si è quindi proceduto, cercando di restare quanto più possibile fedeli alle scelte architettoniche: Al predimensionamento All implementazione della struttura in REVIT, ai fini della modellazione sia strutturale che architettonica Al calcolo strutturale in MIDAS A un forfettario computo metrico in PRIMUS.

7 Modello Architettonico di partenza L idea proposta a monte dagli studenti di architettura è stata quella di un edificio di quattro piani a pianta pentagonale e con una corte centrale. In corrispondenza del primo piano, era stata concepita una piastra forata, poggiante su dei setti. La peculiarità primaria dell edificio consisteva nella presenza, per ciascun impalcato diverso dal primo e dall ultimo, di tre livelli diversi. I problemi caratterizzanti questa scelta strutturale erano per lo più concentrati al piano terra, laddove si raggiungevano luci notevoli (L max =16 m), senza un adeguato supporto di travi e pilastri.

8 Lo schema strutturale, nell evolversi della progettazione, ha subìto svariate modifiche. Si propone in seguito una sintesi delle soluzioni progettuali che erano state concepite e dei deficit che le stesse hanno avuto.

9 Schema strutturale #1 In prima battuta, si è pensato di aggiungere un sistema di travi e pilastri al piano terra (in sostituzione dei setti). Mantenendo gl impalcati sfalsati su tre livelli, il problema principale da risolvere era quello dei pilastri della scala, tozzi ed enormemente sollecitati. Per ovviare, si è deciso di progettare la scala Giliberti. Inoltre, si è pensato di dividere la struttura in due parti: una, quadrata, contenente i vani scala e ascensore, l altra, comprensiva di tutta la restante parte dell opera. Le due parti sarebbero poi state giuntate. Per portare avanti questa prima scelta progettuale, si sono modellate le due parti al SAP, a valle del predimensionamento di massima. Il motivo principale consisteva nella necessità di dimensionare il giunto tra le due parti, nel rispetto dei massimi drift consentiti.

10 Schema strutturale #1 _ Piante (2) (1) In figura (1) è presente la carpenteria, con la soluzione strutturale sopra descritta. In figura (2) sono riportate le tipologie di alloggi sfalsati previste dal team Architettura.

11 Schema strutturale #1 _ Modelli SAP

12 Schema strutturale #1- Deficit Nonostante fosse stata trovata una soluzione strutturalmente compatibile, è stato successivamente osservato che le altezze d interpiano non rispettavano i minimi da normativa. A causa della presenza concomitante degli impalcati sfalsati ai vari livelli, erano presenti altezze d interpiano non superiori a 1.50 m.

13 Schema strutturale #2 Si è deciso a questo punto di allineare gli impalcati, sia per ovviare all inconveniente, sia per aumentare la superficie degli spazi fruibili, assicurando comunque il numero di alloggi per piano previsto dal Team Architettura. Per questo motivo, lo schema strutturale ha subito le opportune variazioni: nella fattispecie, si è persa la necessità di separare i due blocchi strutturali e giuntare e si sono portate le altezze d interpiano a livelli compatibili con i minimi da normativa. Questo tipo di schematizzazione è, di fatto, quella definitiva. Tutte le variazioni che sono susseguite hanno riguardato principalmente le sezioni degli elementi strutturali e le armature negli stessi, ma lo schema statico è rimasto invariato. Si propongono, dunque, i vari elaborati relativi alla modellazione.

14 Modello #2 _ Revit Strutturale Modello 3D Carpenteria strutturale piano tipo

15 Modello #2 _ Revit Strutturale Prospetto EST Prospetto NORD Prospetto SUD Prospetto OVEST

16 Modello #2 _ Midas A valle di un adeguata analisi dei carichi, si è proceduti al caricamento degli stessi nel modello Revit. Per completare l iter strutturale, data l interoperabilità tra i vari software, si è importato il modello Revit appena presentato in MIDAS, per permettere l analisi strutturale e quindi il dimensionamento delle armature. In Midas, è stata effettuata un analisi dinamica lineare, considerando, per lo spettro all SLV, un fattore di struttura q=2.7 (per tener conto delle irregolarità in pianta e in elevazione). Si è scelto per l edificio una Classe di Duttilità Bassa. Il progetto è stato condotto per iterazioni successive, variando le sezioni geometriche, fino al soddisfacimento delle verifiche di resistenza secondo l NTC2008. È stata, inoltre, condotta la verifica allo Stato Limite di Danno, assicurandosi che i drift d interpiano non superassero il valore consentito dello 0.5%.

17 Modello #2 _ Midas

18 Modello #2 _ Carpenteria Strutturale Si riporta in seguito la carpenteria definitiva del piano tipo. Si evidenziano la travata (in rosso)e la pilastrata (in verde) delle quali si è riportata in Revit l armatura calcolata tramite Midas, a scopo esemplificativo.

19 Modello #2 _Travata e pilastrata Come evidenziato dall immagine, la travata considerata afferisce al livello 5.

20 Sezione longitudinale Modello #2 _Travata Sezione trasversale d appoggio (30x60) Come si evince dai particolari sopra riportati, è stato scelto un passo più fitto delle staffe in zona critica (nella fattispecie, Φ10/100) e uno meno fitto in zona non critica (Φ10/150). Per quanto concerne le armature longitudinali, la trave è stata armata sia superiormente che inferiormente con barre Φ18.

21 Modello #2 _Pilastrata Sezione longitudinale Sezione trasversale (40x1000) Per quanto riguarda la pilastrata in esame, le barre trasversali utilizzate sono Φ8/100 in zona critica, mentre le longitudinali sono Φ24. Anche in questo caso, il passo delle staffe risulta più fitto in zona critica.

22 Modello #2 _ Architettonico

23 Modello #2 _ Master A valle della definizione dei due modelli Architettonico e Strutturale si è realizzato un modello Master: esso costituisce il connubio tra le discipline, utilizzato anche e soprattutto per fare un controllo delle eventuali interferenze.

24 Modello #2 _ Master L analisi delle interferenze è stata fatta, dopo aver convertito i due modelli in formato IFC, con l ausilio del programma Naviswork. A valle della class detection, le interferenze principali sono state corrette manualmente. Sovrapposizione modelli in Navisworks Esempio di un interferenza rilevata

25 Modello #2 _ Rendering Si è proceduto, inoltre, alla realizzazione del modello Master in formato rendering, per garantire una più consona rappresentazione tridimensionale.

26 Modello #2 _ Computo Metrico Il progetto si è concluso con la redazione di un Computo Metrico Estimativo. Esso è stato realizzato con PRIMUS IFC, nel quale è stato possibile importare direttamente i modelli realizzati (una volta che questi ultimi sono stati convertiti in formato IFC). Il Computo, avendo soltanto finalità dimostrative, ha riguardato soltanto il calcestruzzo C28/35 degli elementi travi e pilastri e le relative armature in acciaio B450C. Si è fatto riferimento al Listino Prezzi della regione Campania, aggiornato al 2016.

27 Modello #2 _ Primus IFC

28 Conclusioni Quanto sopra riportato rappresenta una sintesi molto stringata dell iter progettuale seguito. Si rendono peraltro disponibili tutti gli elaborati prodotti nelle varie fasi, nelle rispettive cartelle.