Dalla generazione di modelli 3D densi mediante TLS e fotogrammetria alla modellazione BIM

18 Febbraio 2021
//

Lo scopo della tesi è stato quello di trovare e validare una procedura che permettesse rilevare strutture utilizzando il maggior numero possibile di informazioni geometriche riducendo i tempi e le incertezze di un rilievo tradizionale. Si è quindi cercato un metodo ripetibile per importare una nuvola di punti attenuta con tecniche fotogrammetriche o con laser scanner in un software agli elementi finiti usando a tal scopo sia software CAD che software BIM. Per ottenere questo risultato sono state eseguite molte prove su strutture di natura differente.

Il primo test è stato eseguito su una piccola struttura, una fontanella di un giardino pubblico di 1.2×0.5×0.2m, in questo modo si è potuto rilevare la struttura in modo agevole ed è stato possibile definire due procedure di analisi ripetibili; la prima consente di passare dalla nuvola di punti “Cloud” all’oggetto solido “Solid” al modello agli elementi finiti “Fem” e per questo motivo è stata chiamata “metodo CSF”, mentre la seconda, che prevede di realizzare il modello della struttura con un software BIM è stata chiamata semplicemente “metodo BIM”.

Partendo dalla nuvola di punti sono stati quindi realizzati due modelli tridimensionali: il primo è risultato dall’elaborazione con il software CAD Rhinoceros5 della mesh a sua volta ottenuta dal rilievo fotografico elaborato con Autodesk Remake. Tale modello è stato poi esportato nel software FEM Midas NFX dove sono stati assegnati i materiali.

Il secondo modello è stato realizzato col software BIM Autodesk Revit in cui è stata direttamente importata la nuvola di punti. Anche in questo caso il modello è stato poi esportato in Midas NFX per l’analisi FEM.

Una volta dimostrata la fattibilità delle procedure le si è validate adottando come oggetto di studio un monumento storico di grandi dimensioni, l’Arco di Augusto di Rimini, confrontando i risultati ottenuti con quelli di altre tesi sulla medesima struttura, in particolare si è fatto riferimento a modelli FEM 2D e a modelli ottenuti da una nuvola di punti con i metodi CAD e con un software scientifico sviluppato dal dipartimento DICAM di Bologna chiamato Cloud2FEM.

Sull’arco sono state eseguite due tipi di analisi, una lineare sotto peso proprio e una modale ottenendo risultati compatibili tra i vari metodi sia dal punto di vista degli spostamenti, 0.1-0.2mm in chiave di volta, che delle frequenze naturali. Una maggiore discrepanza si è osservata confrontando le frequenze naturali dei modelli tridimensionali con quelle del modello FEM bidimensionale ma questo è dovuto al fatto che nel modello 2D non è stata modellata la muratura limitrofa al monumento che conferisce una maggiore rigidezza.

Si sono confrontate infine le tensioni normali dei modelli CSF e BIM con quelle ottenute dal modello FEM 2D ottenendo differenze inferiori a 1.28 kg/cm2 per le tensioni normali verticali e sull’ordine 10-2 kg/cm2 per quelle orizzontali.

Tavole