INCIDE Engineering è stata incaricata da Belli group Srl, carpenteria di Santa Maria Maddalena (RO), della progettazione di un edificio industriale a Saccolongo di 700 mq. In particolare, l’edificio esistente è stato ampliato e convertito ad uso magazzino per la ditta Eurograf.
L’edificio in oggetto risulta geometricamente semplice e rappresenta un tipologico standard che viene riproposto solitamente per edifici industriali di questa categoria. Sulla base di tali premesse è stato deciso di procedere con l’implementazione di un processo parametrico per la modellazione strutturale.
L’obiettivo del processo parametrico
L’obiettivo del processo è stato quello di generare un modello di calcolo e il relativo modello Tekla per produrre i disegni costruttivi, che saranno collegati mediante dei parametri che consentono adattamenti alla situazione di progetto senza dover ripartire dall’origine ogni volta che gli input mutano.
Il software base utilizzato come piattaforma di interscambio di dati è stato Grasshopper: è stato scelto per la sua capacità di leggere e scrivere su altri software, oltre ad avere un’interfaccia grafica che funge da controllo della geometria generata.
Gli step per generare il modello di calcolo per la produzione di disegni costruttivi
Nella prima fase, partendo da una geometria composta da una serie di portali a capanna messi in successione si è condotta un’analisi per individuare tutti i parametri necessari alla generazione della stessa. Tali parametri sono stati raccolti in un foglio Excel collegato con una struttura di “blocchi” Grasshopper che ricrea la geometria desiderata in Rhino. Mediante i valori inseriti in Excel è possibile indicare le dimensioni dei portali, l’altezza del colmo, il numero e la grandezza degli interassi dei portali, il numero di arcarecci, la posizione dei controventi.
La seconda fase è stata quella della definizione dei carichi; a questa è stata dedicata una scheda apposita, all’interno del file Excel di base, nella quale vengono inseriti i dati di progetto. Particolare attenzione è stata posta alla suddivisione del carico in base alla geometria parametrica.
Successivamente, in un’ultima scheda del foglio Excel vengono inseriti i dati relativi alle sezioni degli elementi, nonché le caratteristiche legate alla modellazione di calcolo come gli svincoli e le lunghezze libere d’inflessione.
Tutti i parametri inseriti nel foglio Excel di base sono gestiti all’interno di Grasshopper in “blocchi” che vanno a generare un componente collegato a Staad.Pro, il software di calcolo ad elementi finiti. Mediante tale componente, viene creato direttamente il file di calcolo già pronto per essere analizzato.
Una volta finita la fase di verifica degli elementi, è necessario aggiornare il file Excel di base con le sezioni finali verificate con il FEM. A questo punto è possibile passare alla fase del modello costruttivo.
Durante la fase del modello costruttivo, attraverso un ulteriore componente creato appositamente all’interno di Grasshopper viene generato il modello in Tekla con la geometria, le sezioni e i parametri già indicati in precedenza.
La fase finale del processo di parametrizzazione consente di collegare il modello Tekla unifilare con lo studio dei nodi. Mediante un componente di Grasshopper vengono letti i parametri relativi ai collegamenti delle aste (provenienti dal foglio di calcolo di verifica) e vengono trasmessi al software Tekla che li genera. Per esempio, per le piastre di base il componente Grasshopper collega il foglio di calcolo nel quale si sono inseriti i dati della geometria e dei carichi per la verifica del nodo, estrae i dati e crea la piastra di base in 3d come prevista da progetto collegandola alle colonne. Tale operazione consente di ridurre al minimo i tempi di modellazione, oltre a ridurre i possibili errori e permette di ottenere un modello costruttivo di buon livello.
I vantaggi del processo di parametrizzazione e i risvolti futuri
L’implementazione del processo di parametrizzazione al capannone di Saccolongo ha permesso una gestione ottimizzata dei tempi di progettazione con un migliore controllo del modello costruttivo grazie al collegamento diretto con il modello di calcolo.
L’utilizzo di Grasshopper ha inoltre consentito di gestire i dati tramite un’unica piattaforma garantendo un controllo sull’interoperabilità dei modelli.
Lo sviluppo del processo qui descritto ha portato ad avere uno strumento molto utile per la progettazione di edifici industriali della tipologia a capanna; particolarmente interessante sarebbe lo sviluppo dello script di Grasshopper per l’inserimento anche della baraccatura, nonché la possibilità di sviluppare edifici a più campate e/o a più piani in maniera da avere uno strumento parametrico che copra la maggior parte delle casistiche.
