Modellazione algoritmica per il processo Scan-to-FEM di un sistema voltato complesso

This paper presents the application of a semi-automatic approach for managing the FEM process of the vaulted system of the Doria Malaspina Castle in Calice al Cornoviglio, focusing on the modelling of ribbed vaults and lunette pavilion headed barrel vaults. The modelling methodology presented is based on point cloud surveying and uses parametric modelling through a VPL (Visual Programming Language) approach, which, with a reduced number of inputs, generates solid models that include both the actual structure of the vaults and their infill. The main geometric parameters, particularly the rise of each generator, are automatically derived from point cloud processing, significantly reducing the need for manual intervention in the modelling process. The application of this approach to the case study demonstrated how a semi-automatic method can greatly reduce modelling time and miti-gate potential modelling errors, enabling the implementation of FEM models for complex geometries within a reasonable timeframe, even considering the initial time investment for VPL implementation. The generated models, in addition to structural analysis, can also be used for documentation and architectural heritage management in an HBIM environment.

Questo lavoro presenta l’applicazione di un approccio semiautomatico per la gestione del processo scan-to-FEM del sistema voltato del Castello Doria Malaspina di Calice al Cornoviglio, focalizzandosi sulla modellazione delle volte a crociera e delle volte a botte con testa di padiglione lunettate. La metodologia di modellazione presentata si basa sul rilievo a nuvola di punti e utilizza la modellazione parametrica Visual Programming Language (VPL) che, con un ridotto numero di input, ha permesso di generare modelli solidi che includono sia la struttura vera e propria delle volte che il loro riem-pimento. I parametri geometrici principali, e in particolare la freccia di ciascuna generatrice, sono automaticamente ottenuti dall’elaborazione della nuvola di punti, riducendo significativamente la ne-cessità di intervento manuale nella modellazione. L’applicazione di questo approccio al caso studio ha mostrato come la modellazione parametrica consenta di ridurre notevolmente i tempi e mitigare possibili errori, consentendo l’implementazione in modelli FEM di geometrie complesse in tempi contenuti, anche considerando l’investimento di tempo iniziale per l’implementazione VPL. I modelli ottenuti, oltre che per l’analisi strutturale, potrebbero essere applicati anche per la documentazione e la gestione del patrimonio architettonico in ambiente HBIM.