Every day around the world we observe new ways of innovating, producing, selling, and trading. Multiple drivers are transforming 21st century industries, such as new technologies continue to demand for product personalization and the increased importance of sustainability. These industries cultivate multi-faceted experiences through virtual universes and digital platforms. Their data enables companies to have an unprecedented customer-centric focus. Likewise, in built environment, the demand for green and high-tech and more sophisticated buildings requires collaboration and integration in a new higher level. 3DEXPERIENCE® platform as a cloud-based software which was launched in 2012, provides all organizations with a holistic real-time vision of their business activity and ecosystem, connecting people, ideas, data and solutions in a single collaborative and interactive environment available at all times. As for the Façade engineering, it connects all the projects stakeholders in a web-based, multi-scale referential, leveraging the virtual twin as placeholder of all project and asset information. It is a solution for innovative and complex architecture employing Design for Manufacture and Assembly (DfMR) methodologies, LOD 100 through LOD 500. The software provides 3D modeling, architecture design, computational design, structural design, component engineering, model-based system engineering, FER and CFD simulation, 4D modeling, knowledge driven automation, change/task/clash management, PLM, portfolio management, and more. In this context, the following graduation thesis aims to identify the pros and cons of a new interactive 3D graphic and structural digital tool by creating a digital twin of a façade bracket. This includes a study on the digital modelization of the bracket in a profound manner and then its structural analysis. Integration of the constructive model of the bracket with its structural properties is of importance in this thesis. After several studies aimed at returning to the reader a picture as complete as possible about façade and cladding systems, the impact of the present technologies on envelope design, the modelization of the bracket was then fully considered. The considered elements refer to the Aqueduc Campus by Martin Duplantiers Architectes and are located in the town of Paris-Gentilly (France). The metal elements (Brackets) being modelled are made of S275 grade steel. The brackets were modeled accompanied with its connected elements including the envelope’s structural beam and the façade’s finishing aluminum plates. The architectural model of the building in question was created in the 3DEXPERIENCE®, then it was used as a preliminary model for the modelization of the brackets. The ultimate purpose of the paper will be investigating the modelization procedure of a façade component of an in-progress case study, using 3DEXPERIENCE® software, to understand the challenges that it brings and the benefits that it provides to different disciplines contributing to façade design.

Ogni giorno in tutto il mondo osserviamo nuovi modi di innovare, produrre, vendere e commerciare. Molteplici fattori stanno trasformando le industrie del 21° secolo, come le nuove tecnologie continuano a richiedere la personalizzazione dei prodotti e la maggiore importanza della sostenibilità. Queste industrie coltivano esperienze sfaccettate attraverso universi virtuali e piattaforme digitali. I loro dati permettono alle aziende di avere un focus sul cliente senza precedenti. Allo stesso modo, nell'ambiente costruito, la domanda di edifici verdi e high-tech e più sofisticati richiede collaborazione e integrazione ad un nuovo superiore livello. La piattaforma 3DEXPERIENCE®, un software basato sul cloud che è stato lanciato nel 2012, fornisce a tutte le organizzazioni una visione olistica in tempo reale della loro attività commerciale e del loro ecosistema, collegando persone, idee, dati e soluzioni in un unico ambiente collaborativo e interattivo disponibile in ogni momento. Per quanto riguarda l'ingegneria della facciata, connette tutti gli stakeholders dei progetti in un referenziale multi-scala basato sul web, sfruttando il gemello virtuale come segnaposto di tutte le informazioni del progetto e degli asset. È una soluzione per l'architettura innovativa e complessa che impiega metodologie di Design for Manufacture and Assembly (DfMR), da LOD 100 a LOD 500. Il software fornisce la modellazione 3D, la progettazione dell'architettura, la progettazione computazionale, la progettazione strutturale, l'ingegneria dei componenti, l'ingegneria di sistema basata sul modello, la simulazione FEM e CFD, la modellazione 4D, l'automazione guidata dalla conoscenza, la gestione del cambiamento/task/clash, il PLM, la gestione del portafoglio e altro ancora. In questo contesto, la seguente tesi di laurea mira a identificare i pro e i contro di un nuovo strumento digitale grafico e strutturale 3D interattivo creando un gemello digitale di una staffa di facciata, assunta come elemento di test dell’esercizio digitale qui condotto. Questo include uno studio sulla modellazione digitale della staffa in modo profondo e poi la sua analisi strutturale. L'integrazione del modello costruttivo della staffa con le sue proprietà strutturali è importante in questa tesi. Dopo diversi studi volti a restituire al lettore un quadro il più completo possibile sui sistemi di facciata e di rivestimento, sull'impatto delle attuali tecnologie sulla progettazione dell'involucro, è stata poi considerata in modo completo la modellazione della staffa. Gli elementi considerati si riferiscono al Campus de l’Aqueduc di Martin Duplantiers Architectes e si trovano nella città di Paris-Gentilly (Francia). Gli elementi metallici (staffe) modellati sono realizzati in acciaio grado S275. Le staffe sono state modellate congiuntamente agli elementi collegatici, tra cui la trave strutturale dell'involucro e le piastre di alluminio di finitura della facciata. Il modello architettonico dell'edificio in questione è stato creato nella piattaforma 3DEXPERIENCE®, ed è stato poi utilizzato come modello preliminare per la modellazione delle staffe. Lo scopo finale di questo lavoro di tesi sarà allora quello di indagare la procedura di modellazione di un componente di facciata, preso come caso studio, utilizzando le funzionalità del sistema 3DEXPERIENCE®, per capire le sfide che questo porta e i benefici che fornisce alle diverse discipline che contribuiscono alla progettazione delle facciate.

Integrated construction design in facade engineering : the role of the new interactive 3D graphic and structural tools. The new platform digital system for components and brackets 3D modeling

Ammari, Morteza
2021/2022

Abstract

Every day around the world we observe new ways of innovating, producing, selling, and trading. Multiple drivers are transforming 21st century industries, such as new technologies continue to demand for product personalization and the increased importance of sustainability. These industries cultivate multi-faceted experiences through virtual universes and digital platforms. Their data enables companies to have an unprecedented customer-centric focus. Likewise, in built environment, the demand for green and high-tech and more sophisticated buildings requires collaboration and integration in a new higher level. 3DEXPERIENCE® platform as a cloud-based software which was launched in 2012, provides all organizations with a holistic real-time vision of their business activity and ecosystem, connecting people, ideas, data and solutions in a single collaborative and interactive environment available at all times. As for the Façade engineering, it connects all the projects stakeholders in a web-based, multi-scale referential, leveraging the virtual twin as placeholder of all project and asset information. It is a solution for innovative and complex architecture employing Design for Manufacture and Assembly (DfMR) methodologies, LOD 100 through LOD 500. The software provides 3D modeling, architecture design, computational design, structural design, component engineering, model-based system engineering, FER and CFD simulation, 4D modeling, knowledge driven automation, change/task/clash management, PLM, portfolio management, and more. In this context, the following graduation thesis aims to identify the pros and cons of a new interactive 3D graphic and structural digital tool by creating a digital twin of a façade bracket. This includes a study on the digital modelization of the bracket in a profound manner and then its structural analysis. Integration of the constructive model of the bracket with its structural properties is of importance in this thesis. After several studies aimed at returning to the reader a picture as complete as possible about façade and cladding systems, the impact of the present technologies on envelope design, the modelization of the bracket was then fully considered. The considered elements refer to the Aqueduc Campus by Martin Duplantiers Architectes and are located in the town of Paris-Gentilly (France). The metal elements (Brackets) being modelled are made of S275 grade steel. The brackets were modeled accompanied with its connected elements including the envelope’s structural beam and the façade’s finishing aluminum plates. The architectural model of the building in question was created in the 3DEXPERIENCE®, then it was used as a preliminary model for the modelization of the brackets. The ultimate purpose of the paper will be investigating the modelization procedure of a façade component of an in-progress case study, using 3DEXPERIENCE® software, to understand the challenges that it brings and the benefits that it provides to different disciplines contributing to façade design.
LUCANGELI, SIMONE
MASTROPASQUA, AUGUSTO
ARC I - Scuola di Architettura Urbanistica Ingegneria delle Costruzioni
28-apr-2022
2021/2022
Ogni giorno in tutto il mondo osserviamo nuovi modi di innovare, produrre, vendere e commerciare. Molteplici fattori stanno trasformando le industrie del 21° secolo, come le nuove tecnologie continuano a richiedere la personalizzazione dei prodotti e la maggiore importanza della sostenibilità. Queste industrie coltivano esperienze sfaccettate attraverso universi virtuali e piattaforme digitali. I loro dati permettono alle aziende di avere un focus sul cliente senza precedenti. Allo stesso modo, nell'ambiente costruito, la domanda di edifici verdi e high-tech e più sofisticati richiede collaborazione e integrazione ad un nuovo superiore livello. La piattaforma 3DEXPERIENCE®, un software basato sul cloud che è stato lanciato nel 2012, fornisce a tutte le organizzazioni una visione olistica in tempo reale della loro attività commerciale e del loro ecosistema, collegando persone, idee, dati e soluzioni in un unico ambiente collaborativo e interattivo disponibile in ogni momento. Per quanto riguarda l'ingegneria della facciata, connette tutti gli stakeholders dei progetti in un referenziale multi-scala basato sul web, sfruttando il gemello virtuale come segnaposto di tutte le informazioni del progetto e degli asset. È una soluzione per l'architettura innovativa e complessa che impiega metodologie di Design for Manufacture and Assembly (DfMR), da LOD 100 a LOD 500. Il software fornisce la modellazione 3D, la progettazione dell'architettura, la progettazione computazionale, la progettazione strutturale, l'ingegneria dei componenti, l'ingegneria di sistema basata sul modello, la simulazione FEM e CFD, la modellazione 4D, l'automazione guidata dalla conoscenza, la gestione del cambiamento/task/clash, il PLM, la gestione del portafoglio e altro ancora. In questo contesto, la seguente tesi di laurea mira a identificare i pro e i contro di un nuovo strumento digitale grafico e strutturale 3D interattivo creando un gemello digitale di una staffa di facciata, assunta come elemento di test dell’esercizio digitale qui condotto. Questo include uno studio sulla modellazione digitale della staffa in modo profondo e poi la sua analisi strutturale. L'integrazione del modello costruttivo della staffa con le sue proprietà strutturali è importante in questa tesi. Dopo diversi studi volti a restituire al lettore un quadro il più completo possibile sui sistemi di facciata e di rivestimento, sull'impatto delle attuali tecnologie sulla progettazione dell'involucro, è stata poi considerata in modo completo la modellazione della staffa. Gli elementi considerati si riferiscono al Campus de l’Aqueduc di Martin Duplantiers Architectes e si trovano nella città di Paris-Gentilly (Francia). Gli elementi metallici (staffe) modellati sono realizzati in acciaio grado S275. Le staffe sono state modellate congiuntamente agli elementi collegatici, tra cui la trave strutturale dell'involucro e le piastre di alluminio di finitura della facciata. Il modello architettonico dell'edificio in questione è stato creato nella piattaforma 3DEXPERIENCE®, ed è stato poi utilizzato come modello preliminare per la modellazione delle staffe. Lo scopo finale di questo lavoro di tesi sarà allora quello di indagare la procedura di modellazione di un componente di facciata, preso come caso studio, utilizzando le funzionalità del sistema 3DEXPERIENCE®, per capire le sfide che questo porta e i benefici che fornisce alle diverse discipline che contribuiscono alla progettazione delle facciate.
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Utilizza questo identificativo per citare o creare un link a questo documento: https://hdl.handle.net/10589/186805