Ottimizzazione dei processi per il calcolo e la verifica di scale in acciaio

L’ingegneria che utilizza un approccio parametrico non è solo utilizzato per geometrie complesse, free form o installazioni d’arte che ovviamente risultano la minoranza delle commissioni dei clienti. La maggior parte della progettazione ingegneristica riguarda edifici e strutture più semplici che si diversificano nell’aspetto ma molto spesso hanno in comune procedimenti per modellazione, calcolo e verifica ripetitivi ed è importante trovare un percorso ed un approccio per automatizzare determinati processi, diminuire il tempo di lavoro e di conseguenza massimizzare i ricavi. Dopo tutto il tempo è denaro.

Un esempio concreto di progettazione standard di cui è interessante parlare è l’automatizzazione del calcolo e verifica di scale in acciaio.

Il caso studio parte dalla modellazione per poi passare all’assegnazione delle proprietà tra cui sezioni, materiali e vincoli. Anche le combinazioni di carico possono essere create automaticamente ed i tool principali sono stati implementati con scripting in Rhinoceros e Grasshopper. Il calcolo è effettuato tramite un live-link tra la piattaforma geometrica e il software FEM, il quale permette di generare risultati per le analisi statiche e dinamiche.

Modellazione Geometrica

La parte di modellazione rappresenta una grossa fetta della progettazione di scale in acciaio e l’automatizzazione del processo e la diminuzione del tempo di lavoro possono essere di grande vantaggio per uno studio di progettazione.

La modellazione parte dal disegno manuale della forma esterna dei gradini e dei pianerottoli direttamente dal disegno planimetrico. Ad una polilinea di segmenti, che rappresentano la pedata dei gradini della scala, viene assegnato un nome composto da una quota iniziale e finale della dimensione dell’alzata per ogni segmento. Le linee vengono posizionate nel piano verticale all’altezza dell’alzata con un semplice comando serie che sposta le polilinee da un punto iniziale al punto finale localizzato nello spazio. Le linee parallele di ogni gradino e pianerottolo vengono collegate tra loro per formare una superficie analizzata strutturalmente con elementi shell e discretizzata e infittita con criterio per migliorare la veridicità dell’analisi. Dal punto di vista topologico la scala è una geometria semplice e può essere vista come un rettangolo proiettato a terra per cui ogni nodo interno può essere discretizzato con valenza 4.

Dopo la creazione delle mesh per gradini e pianerottoli è necessario collegare i punti centrali delle linee esterne della mesh per creare la struttura montante.

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