Preliminary design of an industrial steel portal frame in the BIM context. A custom tool based on visual programming

It is widely acknowledged that the early design stage in construction is critical, as it significantly influences the project's cost and overall direction. By recognizing this, professionals across various fields continuously seek the most effective methods for quickly and accurately selecting the optimal configuration for a building among multiple options. To address the challenge, a new framework has been proposed, illustrating how Dynamo, particularly when integrated with Building Information Modeling (BIM), can contribute to structural engineering. This integration facilitates, for instance, a more efficient, precise, and rapid determination of the optimal solution for a steel portal frame, considering different criteria. A unique script has been developed by merging analytical procedures for steel elements with Dynamo's visual programming integrated in Autodesk AEC suite software packages. After setting input parameters, this script can identify the optimal configuration of a steel building, including the arrangement of beams, columns, and frame spacing. Furthermore, for each derived solution, useful outputs are devised: an Excel spreadsheet with preliminary important parameters, including weight, cost and verification checks; a Robot Analytical model, ready for in-depth analysis; and a Revit Physical model, all automatically (or semi-automatically) generated by the script. Transferring and structuring data through these software applications can help people from different fields in the preliminary phases of design of a steel building.

È universalmente riconosciuto che la fase iniziale di progettazione nel settore delle costruzioni sia fondamentale, poiché influenza notevolmente il computo dei costi e lo sviluppo generale del progetto. A fronte di questa consapevolezza, i professionisti di vari settori sono costantemente alla ricerca dei metodi più efficaci per selezionare rapidamente e con precisione la configurazione ottimale di un edificio tra diverse alternative. In risposta a questa sfida, è stato proposto un nuovo quadro metodologico che evidenzia come l'utilizzo di un linguaggio di programmazione visuale come Dynamo, in particolare se integrato con il Building Information Modeling (BIM), possa contribuire in questo senso all'industrializzazione dell'Ingegneria strutturale. Questa integrazione permette, ad esempio, di determinare con maggiore efficienza, precisione e velocità la soluzione ottimale nel caso della progettazione di telai in acciaio, valutando diversi criteri. È stato sviluppato un codice Dynamo basato su procedure analitiche per risolvere telai progettati in elementi in acciaio. Dopo aver impostato i parametri di input, questo codice è in grado di identificare la configurazione ottimale di un edificio in acciaio, comprensiva dell'organizzazione di travi, colonne e interasst. Inoltre, per ogni soluzione determinata, diversi output sono stati predisposti: un foglio di calcolo Excel con i più importanti parametri preliminari inclusi peso, costo e risultati delle verifiche; un modello analitico Robot, pronto per analisi approfondite dal punto di vista strutturale; un modello fisico associato in Revit, per il proseguimento della modellazione BIM. Il trasferimento e la strutturazione dei dati attraverso queste applicazioni software facilitano il lavoro interdisciplinare già nelle fasi preliminari del progetto, riducendo la possibilità di errori e velocizzando l'intero processo.