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UNIVERSITA’ DEGLI STUDI DI NAPOLI FEDERICO II

Dipartimento di Strutture per l’Ingegneria e l’Architetturaa.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

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.

La progettazione in BIM si

inserisce perfettamente nel

campo semantico

dell’INDUSTRIA 4.0

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

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.

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.

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 (Lmax=16

m), senza un adeguato supporto di travi

e pilastri.

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.

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.

Schema strutturale #1 _ Piante

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.

(1)(2)

Schema strutturale #1 _ Modelli SAP

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.

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.

Modello #2 _ Revit Strutturale

Carpenteria strutturale piano tipoModello 3D

Modello #2 _ Revit StrutturaleProspetto EST Prospetto NORD

Prospetto OVESTProspetto SUD

Modello #2 _ MidasA 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%.

Modello #2 _ Midas

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.

Modello #2 _Travata e pilastrata

Come evidenziato

dall’immagine, la travata

considerata afferisce al

livello 5.

Modello #2 _TravataSezione longitudinale

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.

Modello #2 _Pilastrata

Sezione longitudinaleSezione 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.

Modello #2 _ Architettonico

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.

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

Modello #2 _ Rendering Si è proceduto, inoltre, alla realizzazione del modello Master in formato

rendering, per garantire una più consona rappresentazione tridimensionale.

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.

Modello #2 _ Primus IFC

ConclusioniQuanto 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.