LA MODELLAZIONE DELLE STRUTTURE IN ACCIAIO CON REVIT STRUCTURE

modello strutturale in acciaio 

Grande sviluppo ha avuto negli ultimi anni la modellazione 3D parametrica delle strutture in acciaio vedendo comparire veri e propri moduli dedicati o applicazioni terze parti funzionanti nel’interfaccia dei principali ambienti di BIM authoring. C’è da sottolineare che la progettazione esecutiva delle strutture, diciamo pure l ‘ingegnerizzazione  di strutture in acciaio è forse un po’ più impegnativa di quella in altra tecnologia costruttiva poiché  c’è una più stretta connessione con la produzione diretta.

Infatti i componenti in 3D  sono progettati, verificati, e disegnati per andare in produzione direttamente in officina, attraverso formati  che vengono letti dalle macchine a controllo numerico, vedasi la stretta relazione che c’è tra le famiglie di Revit e gli assemblies di Inventor, soluzione di disegno meccanico di Autodesk.

Ad esempio in Autodesk Revit  la modellazione BIM di un capannone industriale, una struttura commerciale, una carpenteria per piping di processo, fino a qualche anno fa, era caratterizzata dall‘uso di pochi comandi con pochi strumenti di rappresentazione, una scarsa modellabilità delle giunzioni fra profili, troppo automatica e limitata. Le famiglie di connettori parametrici si dovevano modellare partendo da template semplici o da librerie limitate, le nervature comportavano il settaggio di angoli inclinazioni e passaggi estenuanti per arrivare a delle geometrie che potevano essere replicate solo creando  gruppi o assemblies.

Con la comparsa del Menu steel, accanto a queste modalità che comunque permangono, che deriva dall’ acquisizione  e dallo sviluppo da  parte di Autodesk, di precedenti tools gratuti che svariati anni fa prendevano il nome di structural frame  e si istallavano dallo store di Autodesk gratuitamente come menu aggiunto. questa funzionalità fornità gia dal 2010  offriva, per la verità, oltre la possibilità di confezionare schemi unifilari ripetitivi, basati su campate componibili e replicabili in lunghezza, anche comodi comandi sulla modellazione in C.A. tipo la possibilità di generare griglie inserendo attraverso un pannello, orientamento rotazione,  numero  di campate orizzontali e verticali, un pò come permette di fare Archicad,  ed altri softwares Bim,  oltre a  form di compilazione automatica di staffe, diametro, passo,  e ferri lunghi,  su travi e pilastri, ed armature di setti orizzontali e verticali questo tool per la sua utilità  inibiva  ovviamente l’ acquisto di applicativi terze parti più completi, ma appunto a pagamento, come Graitec, Avansteel,  etc. 

Quindi già nella release di Revit 2019 è scomparso in quanto tool opzionale installabile  per ricomparire  contemporaneamente ed  in parte in un menu entrato a far parte stabilmente dell' interfaccia  il menu steel che in parte conserva e migliora alcune di quelle funzionalità  offrendo nuove  potenzialità di modellazione  per  una struttura in acciaio .

menu steel di Revit structure 

in sintesi si tratta di una serie di comandi che includono tra vari strumenti  complete librerie di viti e bulloni di passo vario, con forometrie le cui distanze e diametro sono  parametrizzabili. Si trova inoltre un campionario di tirafondi per ancoraggi, rivetti per piastre di collegamento, giunti e nodi di geometrie varie, combinabili in schemi che si ripetono nell’unifilare in orizzontale e verticale, tutti parametrici, orientabili, ancora, sistemi di piastra e contropiastra, squadrette e nervature angolari per nodi, fondazioni, travi reticolari, capriate, pilastri inclinati  etc etc. Sono state migliorate anche le interazioni fra sezioni di travi secondo i vari standard  nazionali, generando le flangiature automatiche tra anima e ali nei nodi orizzontali e verticali.

Se si considera il tutto in uno scenario di modellazione che può combinarsi in progettazione  mista c.a. acciaio quale è Revit, c'è da dire che le possibilità di ottenere modelli più completi e precisi sono senz’ altro aumentate.

IL supporto offerto dal computational design con Dynamo

La release 2020 di Revit in termini di progettazione in acciaio  si spinge ancora più oltre,  considerando che la generazione di nodi strutturali trave pilastro ,trave trave, o trave pilastro e rinforzo strutturale (controvento) è una operazione che può diventare ripetitiva,può  essere automatizzata, definendo tipo di connessione, numero di fori, tipo di bulloni, distanze tra essi  etc, oltre la necessità di replicare questo schema .

ovviamente quale applicazione meglio di Dynamo può risolvere questa necessità.  
Dynamo è infatti una IDE (Interface Design Environment) open source ormai istallato stabilmente  nelle risorse aggiuntive di Revit da varie edizioni, rappresenta  il visual lisp delle nuove generazioni,  ben più semplice, perchè non richiede la scrittura del codice, ma al tempo stesso più complesso perchè basato sulla teoria dei grafi applicato alla programmazione object oriented in pratica ogni nodo è un codice, una routine che corrisponde a comandi di Revit, funzioni ed operazioni matematiche in cui bisogna  impostare i parametri di input ed output.
Le applicazioni sono molteplici, si possono automatizzare operazioni di modellazzione ripetitive nel design concettuale adattivo, indicizzare gli oggetti del modello e creare metodi per esportare o gestire i informazioni di progetto con applicazioni esterne come Excel, o software che lavorano con formati aperti .

In realtà nel caso del disegno delle connessioni in acciaio, si utilizza  Dynamo Packages un pacchetto installabile che include tutta una serie di script già preconfezionati che corrispondono ad una tab del menu Steel più sopra descritto, cioè quella che consente di selezionare una connessione o una serie di connessioni  d auna libreria,  solo che invece di compilare i parametri di istanza, in tale caso  si compilano gli indici, e lo script individuando gli indici degli elementi da connettere  disegna in automatico la connessione .

Ad esempio, viene creata la connessione giunto a flangia, bullonato, con rinforzo, con il pilastro come elemento principale identificato da index 0 e la trave identificata da index 1.

schema di uno script in ambiente Dynamo

Quando si esegue lo script in Dynamo, viene generata e posizionata la connessione strutturale nel punto di convergenza degli elementi

per specificare gli elementi che concorrono viene assegnato un index identificativo degli elementi. Ogni nodo di 

 Dynamo rappresenta una azione e o un  comando di Revit   che coinvolge le proprietà di tipo. Lo script cosi con una serie di passaggi automaticamente esegue i comandi e le azioni che restituiscono la connessione strutturale in corrispondenza del nodo strutturale. Con una serie di passaggi è poi possibile replicare o “propagare” la connessione modellata  in senso verticale o orizzontale. per tutta la struttura  che si sta modellando.  
Quanto descritto è ovviamente una delle sostanziali nuove proprietà presenti nella release 2020 di Revit, per quella che è sembrata quest' anno una massiccia campagna di inserimento della programmazione computazionale un po in tutti i processi e settori della progettazione, si pensi a Dynamo per AutoCAD Civil 3D, è evidente che questa disciplina rappresenta il cavallo di battaglia di Autodesk anche per i prossimi anni.

elenco degli script per le connessioni  strutturali

Mentre scriviamo infatti è ovviamente già in circolazione la versione di Revit 2021 che c’è da giurarci anche in termini di modellazione strutturale offre novità ancora più performanti, diremo che di questi tempi se pur ufficialmente rilasciata è ancora vicina a quella Beta, cioè quella che presenta all'inizio sempre  fastidiosi bug che fanno crashare il softwares perchè in conflitto con altre funzionalità del sistema operativo, tuttavia normalmente dopo l estate ad autunno inoltrato con la comparsa delle prime hotfix  correttive, 2021.1 2021.2 sempre dopo la fine dell anno la release è matura per essere utilizzata sulle piattaforme collaborative, guarda caso giusto a partire dall’anno cui fa riferimento, ma già in aprile  o maggio  dello stesso anno sarà pronta la 2022.