La progettazione assistita da computer (CAD) ha rivoluzionato il settore dell'architettura e dell'ingegneria, e Autocad è uno dei software di progettazione assistita da computer (CAD) più celebri al mondo: da quando è stato ideato nel 1982 moltissimi architetti, ingegneri e professionisti dell’edilizia lo hanno scelto per i loro progetti 2D e 3D.
Nel contesto della modellazione delle strutture in legno lamellare, l'utilizzo di strumenti 3D diventa fondamentale per affrontare la complessità dei dettagli costruttivi e garantire l'accuratezza del progetto.
Le Capacità di Modellazione 3D di AutoCAD
Per quanto riguarda la modellazione 3D, Autocad consente facilmente il passaggio dai disegni 2D - realizzati sempre all’interno del software - ai modelli tridimensionali.
Questi modelli 3D non sono semplici rappresentazioni visive, ma veri e propri strumenti di progettazione interattivi. I modelli 3D costruiti con Autocad possono avere un’infinità di campi di applicazione in vari settori come l’architettura, l’edilizia ma anche l’industria cinematografica e televisiva e l’industria dei videogiochi.
La flessibilità di AutoCAD permette diverse tipologie di rappresentazione di un modello. Un modello 3D può includere combinazioni di queste tecnologie ed è possibile eseguire la conversione tra di esse. Ad esempio, è possibile convertire una piramide solida 3D elementare in una mesh 3D per eseguire la levigatezza della mesh. È quindi possibile convertire la mesh in una superficie 3D o in un solido 3D per sfruttare le rispettive funzioni di modellazione.
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Passaggi Fondamentali per Iniziare la Modellazione 3D
Per coloro che si avvicinano alla modellazione 3D in AutoCAD partendo da un disegno 2D, il processo segue una serie di passaggi logici.
- Selezione dell'area di lavoro: Il primo step da fare se vogliamo convertire un disegno 2D in un modello 3D è selezionare l’area di lavoro Modellazione 3D dalla barra in basso a destra: tale operazione permette l’attivazione degli strumenti della modellazione 3D utilizzati più di frequente.
- Interfaccia utente: A questo punto sulla barra multifunzione compariranno le schede solido, superficie e mesh, offrendo un accesso rapido agli strumenti specifici per ogni tipo di modellazione.
- Gestione delle viste: Per cambiare la vista è possibile utilizzare il View Cube o tenere premuto il tasto maiuscolo e la rotella del mouse per ottenere una visualizzazione 3D dinamica.
- Preparazione dei profili: Il passo successivo è controllare che tutte le linee siano chiuse e, nel caso non lo fossero, utilizzare gli strumenti Raccorda, Polilinea o Regione per avere tutte superfici pronte a essere estruse.
- Creazione di solidi: I due comandi principali per estrudere i profili sono Estrudi e Premi e trascina, essenziali per trasformare le geometrie 2D in oggetti 3D.
- Controllo del sistema di coordinate: Uno strumento da tenere sempre in considerazione quando si modella è sicuramente l’UCS (User Coordinate System): spostarlo o usare l’UCS dinamico è fondamentale per gestire i piani di lavoro con precisione.
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La Progettazione Dettagliata per le Strutture in Legno Lamellare
La natura complessa delle strutture in legno lamellare richiede un livello di dettaglio nella progettazione che va oltre le semplici rappresentazioni schematiche. Il servizio CAD/CAM nasce con l’intenzione di fornire agli utenti un servizio di progettazione di dettaglio per le strutture in legno lamellare (case e coperture), con l’ausilio di opportuni software 3D.
Per questa tipologia di strutture, infatti, la progettazione esecutiva non comprende solo la determinazione delle sezioni resistenti degli elementi e la redazione di piante e sezioni in opportuna scala, ma è necessario studiare nel minimo dettaglio tutti i particolari costruttivi, uno ad uno: collegamenti di carpenteria, connessioni con connettori metallici, collegamenti con connettori di superficie, collegamenti con barre incollate, ancoraggi. Questo al fine di definire ogni singolo elemento secondo le necessità statiche e funzionali del caso in esame.
Fasi del Servizio CAD/CAM per Strutture in Legno
IN COSA CONSISTE? In via del tutto schematica il servizio CAD/CAM che proponiamo può cosi strutturarsi:
- Progettazione di massima in fase di preventivo: con l’obiettivo di fornire volumi di legno, superfici coibentate e non coibentate e stima delle quantità e peso degli elementi di ferramenta per le connessioni.
- Studio dei particolari costruttivi: quali intagli, connessioni legno-legno, giunzioni di carpenteria, ancoraggi al c.a.
Sfide nella Definizione dei Materiali: L'Esempio del Legno Lamellare GL24h
La modellazione accurata richiede non solo la geometria, ma anche la corretta definizione delle proprietà dei materiali. Questo aspetto può presentare delle complessità, come dimostrato da un'esperienza specifica nella definizione del legno lamellare GL24h. Con la versione Ansys 17.2 voglio creare il materilae rispondente al legno lamellare GL24h.
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Per cui dalla sezione general_material ho creato il materiale e inserito i vari parametri che ho trovato nella scheda tecnica. Per la densità, la resitenza a trazione e a compressione non ho avuto problemi, mentre per il modulo di Young E e il modulo di taglio G, ho delle noie.
In pratica, importando dalla colonna dei filtri l'area relativa alle caratteristiche isotrope del materiale (come uno structutal steel, stainless steel, alluminum...) inserendo E pari a 11500 MPa e G pari a 650 MPa i valori del Bulk modulus e del coefficiente di Poisson diventano inverosimili e mi dà errore.
Questo esempio sottolinea l'importanza di utilizzare modelli di materiale appropriati, che tengano conto dell'anisotropia e delle specificità del legno lamellare, evitando di trattarlo come un materiale isotropo.
| Proprietà del Materiale | Valore Inserito | Unità | Note |
|---|---|---|---|
| Modulo di Young (E) | 11500 | MPa | Valori di Bulk modulus e Coefficiente di Poisson inverosimili e errore |
| Modulo di Taglio (G) | 650 | MPa | Valori di Bulk modulus e Coefficiente di Poisson inverosimili e errore |
| Densità | Specifico | - | Nessun problema nella definizione |
| Resistenza a trazione | Specifico | - | Nessun problema nella definizione |
| Resistenza a compressione | Specifico | - | Nessun problema nella definizione |
L'Evoluzione dei Processi di Progettazione: Il "Tetto Pretagliato"
Un esempio concreto dell'applicazione della modellazione 3D e della collaborazione tra software si riscontra nel processo del "tetto pretagliato". Un nostro affezionato Cliente ci ha proposto di condividere una sua esperienza attraverso il nostro blog. L’articolo, che ripropongo per intero è stato scritto dall’Arch. Tuttavia c’è ancora molto da fare, abbiamo iniziato il fitout interno la settimana scorsa: tramezze, impianti di scarico, idraulici ed elettrici; e si! tutto assieme perché in un edificio moderno tutte le lavorazioni sono strettamente correlate e dipendenti le une dalle altre con fili apparentemente invisibili durante la programmazione; la timeline, rigorosa e inflessibile fissa per fine anno il termine dei lavori!
Cosa c’è di strano direte voi… nulla, ormai questo è un processo consolidato, tutti lo chiamano “tetto pretagliato”.
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Per i nuovi edifici di solito il tecnico invia i disegni 2D dwg del progetto architettonico da lucidare nel soft specifico, oppure il centro di trasformazione invia un tecnico che fa un rilievo degli appoggi in muratura o C.A. Invece questa volta qualcosa di diverso dal solito c’è stato, perché una volta modellato il tetto in REVIT, abbiamo passato il file .RVT del telaio strutturale e degli appoggi in C.A. Piastre ancoraggio modellate su C.A. Ringraziamo l’Ing.
Questo approccio evidenzia la crescente integrazione tra software diversi e l'importanza di modelli 3D dettagliati per ottimizzare i tempi e la precisione nella costruzione, specialmente per elementi complessi come le strutture in legno lamellare.