interoperabilita’ e standard ifc...interoperabilita’ e standard ifc adriano castagnone s.t.a....

INTEROPERABILITA’ E STANDARD IFC

Adriano Castagnone

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

www.stadata.com

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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

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L’interoperabilità

4

(Fotografia di Ian Adams.)

Un esempio storico di collaborazione nella costruzione. Innalzamento di un fienile Amish in Ohio.

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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

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La richiesta di interoperabilità è condizionata dal livello di maturità circa l’uso del BIM

PAS 1192-2:2013 Specification for information management for the capital/delivery phase of construction projects using building information modelling

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Uso del computer con il CAD per creare disegni in modo tradizionale

Livello 0: no interoperabilità

PAS 1192-2:2013 Specification for information management for the capital/delivery phase of construction projects using building information modelling

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Modelli 2d e 3d non coordinati – trasmissione file DXF, DWG, PDF, ecc.

Livello 1: interoperabilità minima

PAS 1192-2:2013 Specification for information management for the capital/delivery phase of construction projects using building information modelling

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Livello 2: interoperabilità necessaria Uso del BIM con modelli separati, integrabili - Dati in ambiente comune (Common Data Environment)

PAS 1192-2:2013 Specification for information management for the capital/delivery phase of construction projects using building information modelling

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ARCHITETTONICO

STRUTTURALE

IMPIANTI

COMPUTO

CDE

Livello 2: interoperabilità necessaria

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Livello 3: interoperabilità essenziale Progetto totalmente integrato con dati comuni condivisi contemporaneamente

PAS 1192-2:2013 Specification for information management for the capital/delivery phase of construction projects using building information modelling

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BIM SERVER

ARCHITETTONICO

STRUTTURALE IMPIANTI

COMPUTO

PROJECT MANAG.

MANUTENZIONE

Livello 3: interoperabilità essenziale

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WEB BIM

SERVER

ARCHITETTONICO

STRUTTURALE IMPIANTI

COMPUTO

PROJECT MANAG.

MANUTENZIONE

Livello 3: interoperabilità essenziale

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Anatomia del software BIM

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

1 2

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OGGETTI PARAMETRICI (+ DATI )

Progettazione con logica BIM: …al modello 1. Costruzione del modello virtuale con oggetti parametrici

1

2 3

4

Anatomia del software BIM

Pilastro (30, 30, 300) Codice univoco Cls R 25/30 Fornitore:…. Getto iniziato il … Manutenzione…

BIM BIM Building Information Model

CAD GIM Geometric Information Model

0,0,0 30,0,0

30,30,0

0,0,300 30,0,300

30,30,300

Linea 0,0,0 30,0,0 Linea 30,0,0 30,30,0 Linea 0,0,0 0,0,300 … Layer…

Libreria

0,30,300

A= 30 B= 30 H= 300

A B

H MOTORE

PARAMETRICO PER LA

GESTIONE DEGLI OGGETTI

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ARCHICAD ® AXIS VM ®

ALLPLAN ® REVIT ®

DBMS

DBMS DBMS

Interoperabilità dei dati I software di authoring hanno caratteristiche differenti tra loro e database proprietari

MOTORE PARAMETRICO

MOTORE PARAMETRICO

MOTORE PARAMETRICO

MOTORE PARAMETRICO

DBMS FAMIGLIE DI

OGGETTI PARAMETRICI (GEOMETRIA +

DATI)

FAMIGLIE DI OGGETTI

PARAMETRICI (GEOMETRIA +

DATI)

FAMIGLIE DI OGGETTI

PARAMETRICI (GEOMETRIA +

DATI)

FAMIGLIE DI OGGETTI

PARAMETRICI (GEOMETRIA +

DATI)

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DBMS DBMS

DBMS DBMS

Interoperabilità dei dati La soluzione è l’uso di un formato neutro (IFC)

AXIS VM ® ARCHICAD ®

ALLPLAN ® REVIT ® 23

IFC

I file IFC: struttura e potenzialità

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http://www.buildingsmart.org

IFC: Industry Foundation Classes data model

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1995: nasce IAI - Internantional Alliance for Interoperability (oggi Buildingsmart)

IFC: Industry Foundation Classes data model

CERTIFICATO ISO 16739:2013 26

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 6

5

4

3

2

1

7

Da teoria degli oggetti* Linguaggio STEP • Modularità • Ereditarietà • Incapsulamento, ecc.

IFC: Industry Foundation Classes data model

* G. Booch - Object-Oriented Analysis and Design with Applications

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: Industry Foundation Classes data model

IFC 2x4 comprende 800 entità, 358 proprietà e 121 tipi di dati!

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Le potenzialità e le criticità dello standard IFC

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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

La compatibilità dei software BIM riguardo ai file IFC

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Creazione file IFC

FILE IFC

Modello BIM software A

MOTORE PARAMETRICO

FAMIGLIE DI OGGETTI

PARAMETRICI (GEOMETRIA +

DATI)

MOTORE PARAMETRICO Modello BIM

software B

Esportazione

Importazione

FAMIGLIE DI OGGETTI

PARAMETRICI (GEOMETRIA +

DATI)

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)

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IFC: Industry Foundation Classes data model

Per applicazioni particolari è possibile (e conveniente) sviluppare software «ad hoc» che sfrutta tutte le potenzialità di IFC

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Le problematiche per il software strutturale

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2°: modello geometrico strutturale

3°: modello di calcolo - FEM

1°: modello architettonico

Modello architettonico e modelli strutturali

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Ipotesi di flusso operativo

1

2 3

4 1

2 3

4

A) B)

C) 1

2 3

4

Modello architettonico e modelli strutturali

39

40

MODELLO ARCHITET.

41

MODELLO ARCHITET.

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MODELLO ARCHITET.

MODELLO ARCHITET.

Caratteristiche del calcolo FEM:

modello geometrico modello di calcolo - FEM

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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

Caratteristiche del calcolo FEM

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

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

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INPUT MODELLO FEM

INPUT FILI FISSI

SOLUZIONE MODELLO

VERIFICHE ELEMENTI

SEZIONI INVARIATE?

SI

FINE

ADEGUAMENTO MODELLO

NO

La gestione dei fili fissi per l’adeguamento automatico del modello al variare delle sezioni

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• Il passaggio diretto non è possibile, sono necessarie operazioni di adattamento tra i modelli

• Molte operazioni sono automatizzabili • E’ comunque necessario un controllo finale

Considerazioni circa uso IFC da modello architettonico a strutturale

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49

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

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Il software FEM per il BIM strutturale

1. Input ad oggetti parametrici (travi, pilastri, solai, muri, …)

1. Collegamento con BIM architettonici

COLLEGAMENTO DIRETTO

IMPORT/EXPORT IFC

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Il software FEM per il BIM strutturale

ARCHICAD ®

ALLPLAN ®

REVIT ® X X X X

INTEROPERABILITA’

2. Collegamento con BIM architettonici

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Il software FEM per il BIM strutturale

2. Collegamento con BIM architettonici Plug-in per Revit® per creazione automatica modello

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Il software FEM per il BIM strutturale

3. Modulo IFC avanzato per input

Filtro di oggetti Parametri di input

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Il software FEM per il BIM strutturale

3. Modulo IFC avanzato per input Funzioni per gestione oggetti da modello architettonico

Parametri degli oggetti strutturali

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Il software FEM per il BIM strutturale

3. Modulo IFC avanzato per output

Parametri degli oggetti per creazione file IFC

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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

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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

TIPOLOGIE DI COLLEGAMENTI Il collegamento tra gli elementi trasmette solo alcune sollecitazioni

E’ necessario mantenere la coerenza tra modello geometrico e modello di calcolo - FEM

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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

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Il software FEM per il BIM strutturale

4. Integrazione modello di calcolo e geometrico

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Il software FEM per il BIM strutturale

5. Elaborazione modello 3d e tavole 2d

Creazione automatica della sezione verticale

A

A

Sez. A-A

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Il software FEM per il BIM strutturale

5. Elaborazione modello 3d e tavole 2d

Creazione automatica della pianta

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Il software FEM per il BIM strutturale

5. Elaborazione modello 3d e tavole 2d

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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

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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

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Il software FEM per il BIM strutturale

7. Computo dei materiali

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Il software per le murature BIM

1

2

3

1. Modello BIM IFC

2. Pianta ricavata da IFC

3. Geometrie e spessori in 3Muri

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Il software per le murature BIM Passaggio dal modello strutturale al modello architettonico – esportazione oggetti

1 2

1. Modello 3Muri IFC

2. Modello BIM

Esempi ed applicazioni

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Modello BIM architettonico

69

Modello BIM architettonico

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Lettura file IFC architettonico

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Modello FEM – input carichi

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Definizione fili fissi su modello FEM

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GRAZIE PER L’ATTENZIONE

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castagnone@stadata.com