DICEA BORIN BASSO Bernardello.pdfDimensionamento dei componenti. BIM per gli edifici ... Tipologia...

Il Building Information Modeling per la modellazione di ponti e viadottiing. Rachele A. Bernardello

l’applicazione del BIM alle infrastrutture di trasporto17 giugno 2019

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ing. Rachele A. Bernardello -Unipd

OBBLIGO DEL BIM - D.M. n. 560 del 01/12/2017

2019 • da 100 milioni di €



2022 • da 5.2 milioni di €


2025• Tutte le opere

LAVO

RI

CO

MP

LESS

IO

PER

E

l’obbligo del BIM coinvolge per primi i progetti di infrastrutture

caratterizzati da elevato contenuto tecnologico o da una significativa interconnessione degli aspetti architettonici, strutturali e tecnologici ovvero da rilevanti difficoltà realizzative dal punto di vista impiantistico-tecnologico

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PROGETTAZIONE

COSTRUZIONE

MANUTENZIONE

ESERCIZIO

INFORMATIONBASEDDESIGN

MANAGEMENT

Conceptual Design

Detailed Design

Analisi

Pianificazione

Costruzione 4D/5D

Logistica

Gestione

Rinnovo

Demolizione

UtilizzoRetrofitting

Riparazione

ref: Andrea Basso Unipd-CSPFea

Il processo BIM

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Il BIM e le infrastrutture di trasporto

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BIM per ponti e viadotti

INFRASTRUTTURE DI RETE BIM APPLICATO ALL’EDILIZIA

progettazione del tracciato e delle reti ad esso connesso

interpretare una metodologia BIM sviluppata di fatto in ambiente architettonico.

PONTI E VIADOTTI

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BIM per gli edifici

• Strutture complesse

• Organizzazione in livelli

• Sezioni degli elementi semplici

BIM per i ponti e viadotti

• Schema strutturale semplice

• Andamento complesso

• Sezioni complesse

• Definizione dei trefoli

• Progettazione delle opere provvisorie

Caratteristiche di una infrastruttura puntuale

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DIVERSE ESIENZE BIM

BIM per ponti e viadotti

• Schema strutturale semplice

• Andamento complesso

• Sezioni complesse

• Definizione dei trefoli

• Progettazione delle opere provvisorie

Modellazione complessa

Creazione di viste di sezione

Dimensionamento dei componenti

BIM per gli edifici

• Strutture complesse

• Organizzazione in livelli

• Sezioni semplici

• Utilizzo di calcestruzzo armato

Caratteristiche di una infrastruttura puntuale

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Analisi

ANALISI DEI SOFTWARE SUL MERCATO E IN FASE DI

SVILUPPO

ANALISI DEI PROCESSI Ponti e viadotti

Pubblica amministrazione Studi professionali

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MODELLAZIONE AD OGGETTI IN AMBIENTE BIM

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Analisi

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ANALISI DEI SOFTWARE SUL MERCATO E IN FASE DI

SVILUPPO

ANALISI DEI PROCESSI

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Analisi preliminare

Analisi preliminare dei software:

tipo di ponte o struttura

documentazione workflow

descrizione interoperabilità

caratteristiche principali materiali

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modellazione

Criteri di analisi di software BIM

dettagli costruttivi analisi FEM

layout assegnazione elementi

elementi costitutivi materiale

famiglie incluse funzione strutturale

oggetti aggiuntivi tipo di ponte

parametrizzazione

armature

trefoli

tavole 2D

Shop Drawings

aggiornamento modello 3D

import

export

modello analitico

axis export

elastic/rigid link

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Analisi dei software

Interfaccia utente e analisi d

Analisi approfondita di alcuni tra ipiù comuni software di modellazione BIM per infrastrutture puntuali.

workflow

tipi di ponte

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Analisi dei software

Interfaccia utente e analisi d

Analisi dell’interfaccia utente, e del workflow interno al software di modellazione

ref: Andrea Basso UNIPD-CSPFea

armature e trefoli

parametrizzazione

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Trans European Road Network(TEN-T roads).

Tipologia di ponti

single span beam bridge continuos bridgegerber joint bridge frame bridgebow bridge cable stayed bridgesuspension bridge truss bridgemovable bridge covered bridgeother

Single span beam bridge 33%

Continuos bridge31%

Frame bridge24%

Europa:tipologie di ponti

dati su tutti i paesi, sui tratti considerati

Kaundinya, I., & Heimbecher, F. (2011). Identification and Classification of European Bridge and Tunnel Types. SeRoN—Security of Road Transport

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ITALIA: 314 km analizzati@

UNIPD

DIC

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Europa: materiali da costruzione dei pontidati su tutti i paesi, sui tratti considerati

Kaundinya, I., & Heimbecher, F. (2011). Identification and Classification of European Bridge and Tunnel Types. SeRoN—Security of Road Transport

Materiali da costruzione

concrete steel composite wood brick aluminium

Concrete64% Steel

20%

Wood13%

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Girder Bridge

PSC Bridge

Composite Bridge

Truss Bridge

Cable-stayed Bridge

AutodeskRevit

AllplanBridge

SOFiSTiKBridge

Midas CIM

Arch Bridge

Suspension Bridge

Il confronto tra i software utilizzati per la modellazione dei ponti evidenzia come solo una porzione delle tipologie possa essere effettivamente implementata

modellabile parzialmente modellabile non modellabile

Confronto tra i software analizzati: tipi di ponti


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BIM COLLABORATIVO

AMBIENTE COLLABORATIVO COMUNE

committente appaltatore modellatore strutturista manutentore capocantiere

BIM collaborativo, openBIM

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standardizzazione IFC

Organizzazione

Edifici

Infrastrutture

Integrazione e Arrangiamento

Classi di IFC

Relazioni

1. Minimizzare l’impatto sulla classificazione già esistente2. Struttura generale per Edilizia e Infrastrutture

• Ponti e viadotti

• Strade

• Ferrovie

• Tunnel

• Property Set

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IFC Bridge

IfcSpatialElement

IfcSpatialStructureElement

IfcSite

IfcBuiltFacility

IfcBuilding

IfcRoad

IfcBridge

IfcRailway

IfcTunnel

IfcBuiltFacilityPart

IfcBuildingStorey

IfcSpace

IfcSpatialZone

IfcExternalSpatialStructureElement

IfcBridgeIfcBuiltFacility


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IFC Bridge- IFCBuiltFacilityPart

IfcSpatialStructureElement

IfcSite

IfcBuiltFacility IfcBridge


PredefinedType

…Superstructure

Substructure

Substructure

Superstructure

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ref. André Borrmann- IFC –Bridge_UseCases

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expected to be covered

IFC-Bridge Fast Track Project: Bridge type

Bridge types covered

Slab Bridge

Girder Bridge

Slab-Girder Bridge

Box-girder bridge

Frame Bridge

Rigid Frame Bridge

Culvert

Truss bridge

Suspension bridge

Cable-stayed bridge

Cantilever bridge

Arch bridge

status: FINAL

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IFC-Bridge Fast Track Project: Uses Case1. Initial State Modeling2. Import of alignment and major road / railway parameters3. Technical Visualization4. Coordination / Collision detection5. 4D Construction Sequence Modeling6. Quantity Take-Off7. Progress Monitoring8. As-built vs. as-planned comparison9. Handover to assetmanagement10. Handover to GIS for spatial analysis11. Design to Design (reference model)12. Design-to-Design (full model logic)13. Design-to-Construction14. Structural Analysis incl. Structural Dynamics, Fluid-

Structure Interaction, etc.15. Code Compliance Checking16. Drawing generation and exchange17. Prefabrication and manufacturing

1

1513

87

4

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Ref. André Borrmann- IFC-Bridge_UseCases

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IFC-Bridge Fast Track Project: Uses Case

Use case

• Quantity Take-Off

Description

• Determinequantities(volumesandsurfaces) from the model

Purpose

• Basis for cost estimation and cost calculation

IFC exchange scenario

• Design application to QTO application

Requiredgeometry

representation• Faceted BRep,

• Sweep Geometrywhere suitable(Deck, Rebar, Borin Piles etc)

Requiredsemantic

information• Material,

• Classifications

• Relationshipsbetween entities(IfcRelConnects...)

PriorityComplexity

• high

• low

MVD

• Bridge Reference View

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Ref. André Borrmann- IFC-Bridge_UseCases

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MODELLAZIONE GEOMETRICA VERIFICA

Progetto BIM ponti e viadotti

Il modello BIM

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Classificazione e standardizzazione dei componenti

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COMPONENTS

IFC standard

OMNICLASS 23 PRODUCTS

UNIFORMAT II

BRIDGE CLASSIFICATION

STRUCTURE

Standard internazionali

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Bridge components

SUBSTRUCTURE

SUPERSTRUCTURE

FACILITY

OTHER COMPONENTS

BRIDGE

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Concrete Reinforcing

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Collaborazioni

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MODELERCONSTRUCTORDRAFTER DESIGNER midas CIVIL

Rebar Name & Size

Section/Tendon

• Gestione disegni 2D• Creazione di sezioni e

vista da modello• Gestione della messa

in tavola

• Simulazione delle sequenze costruttive

• Clash Check• Creazione tabelle

delle quantità

• Modellazione delle librerie

• Modellazione del layout

• Creazione di armature e trefoli

• Visualizzazione con nuvole di punti

• Definizione degli Anaysis Case

• Preparazione all’export del modello per CIVIL

• Analisi Strutturale

Il CIM è organizzato secondo 4 differenti moduli, con l’aggiunta dell’interazione con CIVIL

I moduli di CIM

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Esistono tretipologie di librerie che possono essere create per andare a generare gli elementi necessari alla modellazione del ponte

POINT LIBRARIES CURVE LIBRARIES UNIT STRUCTURE

Librerie aventi come riferimento una linea generatrice

Librerie aventi come riferimento una punto generatore

Librerie che generano un template costituito dall’insieme di Point e Curve

LibrariesPer creare:• Beam• Pavement• Slab• etc

Per creare:• Pier• Abutment• Bearing• etc

Per creare:• Le campate di un

ponte che si ripetono uguali

Modeler

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Possibilità di definire elementi strutturali e non strutturali in modo che poi in fase di export vengano riconosciuti in maniera automatica ed il modello per il calcolo presenti solo gli elementi necessari

MODELER DESIGNER

Designer

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Mesh Control

1D

2D

Possibilità di definire all’interno del CIM elementi monodimensionali (1D -beam) o bidimensionali (2D –plate/frame) a partire dal modello tridimensionale. È possibile poi governare le dimensioni degli elementi della mesh in fase di calcolo.

Ges

tione

della

geom

etri

am

odel

loFE

M

Designer

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IMPORT / EXPORT

IFC

MCT

IFC

MCT

Export da CIM Import verso CIM

Il software permette l’importazione da software come MidasCIVIL di file in formato .ifce .mct, oltre che la generazione di file .ifce .mctper l’esportazioneverso altri software della famiglia di Midaso verso altri software che supportano il formato aperto IFC

Import /Export

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Bearing_23data

datadata

Deck_02data

datadata

Abutment_01data

dataPier_03

datadata

Sidewak_05data

data

Modello BIM

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[email protected]. Rachele A. Bernardello

l’applicazione del BIM alle infrastrutture di trasporto17 giugno 2019

grazie dell’attenzione!

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Il Building Information Modeling per la modellazione di ponti e viadottiOBBLIGO DEL BIM - D.M. n. 560 del 01/12/2017Il processo BIMIl BIM e le infrastrutture di trasportoBIM per ponti e viadottiCaratteristiche di una infrastruttura puntuale Caratteristiche di una infrastruttura puntuale Slide Number 9Analisi Analisi Analisi preliminare dei software: Analisi preliminare: alcuni risultatiAnalisi preliminare: alcuni risultatiCriteri di analisi di software BIM Analisi dei softwareAnalisi dei softwareAnalisi dei software alcuni risultatiSlide Number 19�Trans European Road Network� (TEN-T roads).�Europa: materiali da costruzione dei pontiConfronto tra i software analizzati: tipi di pontiBIM collaborativo, openBIMstandardizzazione IFCIFC BridgeIFC Bridge- IFCBuiltFacilityPartIFC-Bridge Fast Track Project: Bridge typeIFC-Bridge Fast Track Project: Uses CaseIFC-Bridge Fast Track Project: Uses CaseIFC-Bridge Fast Track Project: Uses CaseIFC-Bridge Fast Track Project: Uses CaseIFC-Bridge Fast Track Project: Uses CaseIFC-Bridge Fast Track Project: Uses CaseIFC-Bridge Fast Track Project: Uses CaseIl modello BIMClassificazione e standardizzazione dei componentiBridge classificationBridge componentsBridge classification. Omniclass Table 23Slide Number 41Bridge classification. Uniformat IISlide Number 43Bridge classification. StructureSlide Number 45Slide Number 46CollaborazioniI moduli di CIMModelerDesignerDesignerImport /ExportModello [email protected]

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