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

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

Relatore: Prof. Antonio Zanutta
Correlatore/i: Prof. Stefano de Miranda - Dott. Ing. Valentina Alena Girelli - Ing. Maurizio Serpieri - Ing. Mirko Dellapasqua - Ing. Ilenia Selvaggi
Laureando/i: Rosario Alessandro Longo
Anno accademico: 2015/2016

Abstract

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.

Profilo

Longo Rosario Alessandro

Nato a Bolzano il 15 aprile 1984 ma attualmente vivo a Bologna.

Ho frequentato a Bologna il corso di Laurea Magistrale in Ingegneria Civile con indirizzo “Costruzioni per l’edilizia” presentando una tesi di laurea dal titolo “Dalla generazione di modelli 3D densi mediante TLS e fotogrammetria alla modellazione BIM” dove ho presentato delle procedure atte a importare modelli 3D realizzati mediate fotogrammetria o scansione laser in software agli elementi finiti. Ho frequentato a Bologna anche la triennale con indirizzo “Infrastrutture viarie e Trasporti” discutendo una tesi in cui ho dimensionato il numero di veicoli necessari per garantire un determinato livello di servizio di un sistema di trasporto innovativo realizzato mediante PRT – Personal Rapid Transit. Nel 2014 ho fatto un tirocinio di sei settimane presso l’Ufficio Edilizia Rurale della Provincia Autonoma di Bolzano dove ho potuto seguire interventi di miglioramento di fondi agricoli, realizzazione di bacini in terra per scopi irrigui, sistemi di irrigazione tradizionali e innovativi e infine la parte burocratica riguardante la concessione di sovvenzioni ai consorzi agricoli per realizzare tali opere.
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