Adriano Castagnone INTEROPERABILITA E STANDARD IFC

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1 Adriano Castagnone INTEROPERABILITA E STANDARD IFC

2 2 S.T.A. DATA srl Software house fondata nel 1983 Software per il calcolo strutturale (Axis VM 3Muri) Dal 2007 inizio collaborazione con IAI Capitolo It. Socio fondatore di AIST Associazione Italiana Software Tecnico

3 Indice 1. L interoperabilità 2. L anatomia di un software BIM 3. I file IFC: struttura e potenzialità 4. La compatibilità dei software BIM riguardo ai file IFC 5. Le problematiche per il software strutturale 6. Esempi di applicazioni 3

4 L interoperabilità 4

5 Un esempio storico di collaborazione nella costruzione. Innalzamento di un fienile Amish in Ohio. (Fotografia di Ian Adams.) 5

6 7 Interoperabilità (punto di vista sociale) Abilità a operare e collaborare La metodologia BIM fa parte di un processo più ampio di digitalizzazione del settore dell edilizia Punto di vista informatico: Capacità di scambiare dati in modo efficiente tra programmi

7 La richiesta di interoperabilità è condizionata dal livello di maturità circa l uso del BIM PAS :2013 Specification for information management for the capital/delivery phase of construction projects using building information modelling 8

8 Livello 0: no interoperabilità Uso del computer con il CAD per creare disegni in modo tradizionale PAS :2013 Specification for information management for the capital/delivery phase of construction projects using building information modelling 9

9 Livello 1: interoperabilità minima Modelli 2d e 3d non coordinati trasmissione file DXF, DWG, PDF, ecc. PAS :2013 Specification for information management for the capital/delivery phase of construction projects using building information modelling 10

10 Livello 2: interoperabilità necessaria Uso del BIM con modelli separati, integrabili - Dati in ambiente comune (Common Data Environment) PAS :2013 Specification for information management for the capital/delivery phase of construction projects using building information modelling 11

11 12 Livello 2: interoperabilità necessaria STRUTTURALE CDE ARCHITETTONICO IMPIANTI COMPUTO

12 Livello 3: interoperabilità essenziale Progetto totalmente integrato con dati comuni condivisi contemporaneamente PAS :2013 Specification for information management for the capital/delivery phase of construction projects using building information modelling 14

13 15 Livello 3: interoperabilità essenziale ARCHITETTONICO STRUTTURALE IMPIANTI MANUTENZIONE BIM SERVER COMPUTO PROJECT MANAG.

14 16 Livello 3: interoperabilità essenziale ARCHITETTONICO STRUTTURALE IMPIANTI MANUTENZIONE WEB BIM SERVER COMPUTO PROJECT MANAG.

15 17 Anatomia del software BIM

16 18 Progetto tradizionale: dal disegno Documentazione del progetto attraverso il disegno manuale o con CAD di piante e sezioni (G. Monge) 1 2

17 Progettazione con logica BIM: al modello 1. Costruzione del modello virtuale con oggetti parametrici OGGETTI PARAMETRICI (+ DATI )

18 Anatomia del software BIM 0,30,300 30,30,300 CAD GIM Geometric Information Model 0,0,300 30,0,300 0,0,0 30,0,0 30,30,0 Linea 0,0,0 30,0,0 Linea 30,0,0 30,30,0 Linea 0,0,0 0,0,300 Layer Libreria BIM BIM Building Information Model H A B A= 30 B= 30 H= 300 MOTORE PARAMETRICO PER LA GESTIONE DEGLI OGGETTI Pilastro (30, 30, 300) Codice univoco Cls R 25/30 Fornitore:. Getto iniziato il Manutenzione 20

19 22 Interoperabilità dei dati I software di authoring hanno caratteristiche differenti tra loro e database proprietari AXIS VM ARCHICAD DBMS MOTORE PARAMETRICO FAMIGLIE DI OGGETTI PARAMETRICI (GEOMETRIA + DATI) DBMS MOTORE PARAMETRICO FAMIGLIE DI OGGETTI PARAMETRICI (GEOMETRIA + DATI) DBMS MOTORE PARAMETRICO FAMIGLIE DI OGGETTI PARAMETRICI (GEOMETRIA + DATI) DBMS MOTORE PARAMETRICO FAMIGLIE DI OGGETTI PARAMETRICI (GEOMETRIA + DATI) REVIT ALLPLAN

20 Interoperabilità dei dati La soluzione è l uso di un formato neutro (IFC) AXIS VM ARCHICAD DBMS DBMS IFC DBMS DBMS ALLPLAN REVIT 23

21 24 I file IFC: struttura e potenzialità

22 25 IFC: Industry Foundation Classes data model

23 IFC: Industry Foundation Classes data model 1995: nasce IAI - Internantional Alliance for Interoperability (oggi Buildingsmart) CERTIFICATO ISO 16739:

24 IFC: Industry Foundation Classes data model Da teoria degli oggetti* Linguaggio STEP Modularità Ereditarietà Incapsulamento, ecc. Entità: es. IfcWall 1. Entità dati generali 2. Entità oggetti 3. Entità prodotti 4. Entità elementi 5. Entità elementi di costruzione 6. Entità muro 7. Dati della entità muro * G. Booch - Object-Oriented Analysis and Design with Applications

25 28 IFC: Industry Foundation Classes data model IFC è uno standard in grado di trasferire informazioni relative a: 1. Geometrie (oggetti 3d in vari formati) 2. Relazioni (collegamento tra gli oggetti, es. finestra inserita in una parete) 3. Proprietà (materiali, prezzo, ecc.) 4. Metadati (es. dati relativi allo stato del progetto: approvato, in esecuzione, ecc.) IFC 2x4 comprende 800 entità, 358 proprietà e 121 tipi di dati!

26 29 Le potenzialità e le criticità dello standard IFC

27 IFC: Industry Foundation Classes data model IFC è estremamente ridondante Vantaggi: consente un ampio numero di opzioni Svantaggi: lo stesso oggetto può essere definito con comandi diversi, con difficoltà di comunicazione dei dati IFC è fortemente astratto Vantaggi: il campo applicativo è molto esteso Svantaggi: consente diverse interpretazioni tutte valide IFC non copre tutte le problematiche Ad esempio: non sono considerate le tolleranze IFC è in fase di evoluzione Il software deve essere aggiornato per tenere conto delle variazioni tra release dello standard IFC

28 31 La compatibilità dei software BIM riguardo ai file IFC

29 Creazione file IFC FAMIGLIE DI OGGETTI PARAMETRICI (GEOMETRIA + DATI) Modello BIM software A MOTORE PARAMETRICO Esportazione FILE IFC Importazione FAMIGLIE DI OGGETTI PARAMETRICI (GEOMETRIA + DATI) Modello BIM software B MOTORE PARAMETRICO

30 35 IFC: Industry Foundation Classes data model Pur essendo un formato standard, l uso non è standard! I software BIM sono «IFC compliant» a diversi gradi e livelli (spesso si ha perdita di dati nei passaggi)

31 36 IFC: Industry Foundation Classes data model Per applicazioni particolari è possibile (e conveniente) sviluppare software «ad hoc» che sfrutta tutte le potenzialità di IFC

32 37 Le problematiche per il software strutturale

33 38 Modello architettonico e modelli strutturali 1 : modello architettonico 2 : modello geometrico strutturale 3 : modello di calcolo - FEM

34 Modello architettonico e modelli strutturali Ipotesi di flusso operativo A) B) C)

35 MODELLO ARCHITET. 40

36 MODELLO ARCHITET. 41

37 MODELLO ARCHITET. MODELLO ARCHITET. 42

38 43 Caratteristiche del calcolo FEM: modello geometrico modello di calcolo - FEM

39 44 Caratteristiche del calcolo FEM Gli elementi strutturali sono introdotti con segmenti che indicano assi e piani medi degli elementi stessi Il calcolo FEM richiede che ci siano NODI COMUNI attraverso i quali si realizza la continuità strutturale

40 Nel passaggio IFC architettonico modello FEM occorre adattare geometrie alla logica FEM 45

41 Il collegamento tra solaio e pareti trasmette solo alcune sollecitazioni e simula il carico non centrato rispetto all asse della parete verticale 46

42 47 INPUT MODELLO FEM INPUT FILI FISSI La gestione dei fili fissi per l adeguamento automatico del modello al variare delle sezioni SOLUZIONE MODELLO ADEGUAMENTO MODELLO NO VERIFICHE ELEMENTI SEZIONI INVARIATE? SI FINE

43 48 Considerazioni circa uso IFC da modello architettonico a strutturale Il passaggio diretto non è possibile, sono necessarie operazioni di adattamento tra i modelli Molte operazioni sono automatizzabili E comunque necessario un controllo finale

44 Il software FEM per il BIM strutturale 1. Input ad oggetti (travi, pilastri, solai, ) 2. Collegamento con BIM architettonici 3. Modulo IFC avanzato per input/output 4. Integrazione modello di calcolo e geometrico 5. Elaborazione modello 3d e tavole 2d 6. Calcolo e disegno 3d armature 7. Computo dei materiali 49

45 50 Il software FEM per il BIM strutturale 1. Input ad oggetti parametrici (travi, pilastri, solai, muri, ) 1. Collegamento con BIM architettonici

46 51 Il software FEM per il BIM strutturale 2. Collegamento con BIM architettonici INTEROPERABILITA COLLEGAMENTO DIRETTO IMPORT/EXPORT IFC REVIT X X ARCHICAD ALLPLAN X X

47 52 Il software FEM per il BIM strutturale 2. Collegamento con BIM architettonici Plug-in per Revit per creazione automatica modello

48 53 Il software FEM per il BIM strutturale 3. Modulo IFC avanzato per input Parametri di input Filtro di oggetti

49 54 Il software FEM per il BIM strutturale 3. Modulo IFC avanzato per input Funzioni per gestione oggetti da modello architettonico Parametri degli oggetti strutturali

50 55 Il software FEM per il BIM strutturale 3. Modulo IFC avanzato per output Parametri degli oggetti per creazione file IFC

51 Il software FEM per il BIM strutturale 4. Integrazione modello di calcolo e geometrico Per mantenere la coerenza tra modello geometrico strutturale e modello di calcolo FEM occorre gestire i fili fissi: al variare delle sezioni varia la posizione dell asse degli elementi (es. pilastri) modello geometrico modello di calcolo - FEM 56

52 57 Il software FEM per il BIM strutturale 4. Integrazione modello di calcolo e geometrico Per mantenere la coerenza tra modello geometrico strutturale e modello di calcolo FEM occorre gestire i fili fissi: al variare delle sezioni varia la posizione dell asse degli elementi (es. pilastri) Filo esterno solaio

53 Il software FEM per il BIM strutturale 4. Integrazione modello di calcolo e geometrico E necessario mantenere la coerenza tra modello geometrico e modello di calcolo - FEM TIPOLOGIE DI COLLEGAMENTI Il collegamento tra gli elementi trasmette solo alcune sollecitazioni 58

54 59 Il software FEM per il BIM strutturale 4. Integrazione modello di calcolo e geometrico TIPOLOGIE DI COLLEGAMENTI Collegamento tra gli elementi per trasmettere solo le sollecitazioni desiderate e mantenere le geometrie

55 60 Il software FEM per il BIM strutturale 5. Elaborazione modello 3d e tavole 2d

56 A 61 Il software FEM per il BIM strutturale 5. Elaborazione modello 3d e tavole 2d A Creazione automatica della sezione verticale Sez. A-A

57 62 Il software FEM per il BIM strutturale 5. Elaborazione modello 3d e tavole 2d Creazione automatica della pianta

58 63 Il software FEM per il BIM strutturale 6. Calcolo e disegno 3d armature Verifica di travi, pilastri, setti, plinti e travi di fondazione e disegno delle armature

59 64 Il software FEM per il BIM strutturale 6. Calcolo e disegno 3d armature Verifica di travi, pilastri, setti, plinti e travi di fondazione e disegno delle armature

60 65 Il software FEM per il BIM strutturale 7. Computo dei materiali

61 66 BIM Il software per le murature 1. Modello BIM IFC 2. Pianta ricavata da IFC 1 3. Geometrie e spessori in 3Muri 3 2

62 67 BIM Il software per le murature Passaggio dal modello strutturale al modello architettonico esportazione oggetti 1. Modello 3Muri IFC 2. Modello BIM 1 2

63 68 Esempi ed applicazioni

64 Modello BIM architettonico 69

65 Modello BIM architettonico 70

66 Lettura file IFC architettonico 71

67 Modello FEM input carichi 72

68 Definizione fili fissi su modello FEM 73

69 74 GRAZIE PER L ATTENZIONE castagnone@stadata.com