KOLEO STATIC LIBRARY

KOLEO Static Library è l'elemento centrale del reparto ingegneristico dell'azienda, garantendo calcoli statici ad alta precisione per tutti i tipi di strutture in legno progettate. Il suo scopo consiste nell'automatizzare e unificare il processo di determinazione della capacità portante degli elementi, nella verifica delle deformazioni e nell'analisi dello stato di sforzo-deformazione delle strutture sotto l'azione di vari carichi. Le funzionalità della libreria comprendono il calcolo a flessione, compressione, trazione, taglio, nonché i carichi combinati per travi, pilastri, sistemi di falda e pannelli parete.

A differenza dei programmi ingegneristici generici disponibili sul mercato, KOLEO Static Library è stata sviluppata con una profonda comprensione delle specificità dell'edilizia in legno e integra algoritmi unici, ottimizzati in base alle proprietà del legno. Questo consente di tenere conto dell'anisotropia del materiale, delle sue proprietà reologiche e delle particolarità di comportamento sotto carichi di lunga durata. La libreria opera con dati sulla geometria degli elementi, sui parametri dei materiali (ad esempio, la classe di resistenza del legno lamellare GL24h, GL28c o GL32h/c), nonché sui carichi assegnati (permanenti, variabili, da neve, da vento, sismici). I risultati dei calcoli sono presentati in un formato pratico, che consente agli ingegneri di valutare rapidamente la conformità della struttura ai requisiti normativi ДБН В.1.2-2:2006 'Carichi e azioni' e agli Eurocodici (in particolare, EN 1995-1-1 per le strutture in legno). Grazie a ciò, lo strumento accelera notevolmente il processo di progettazione, riduce al minimo i rischi di errore e garantisce un'elevata affidabilità del prodotto finale.

Il calcolo statico degli elementi in legno lamellare si basa sui principi della meccanica delle costruzioni e della resistenza dei materiali, adattati alle particolarità del legno. Il legno lamellare, come il GL24h, possiede caratteristiche meccaniche elevate e stabili grazie alla struttura multistrato e all'eliminazione dei difetti del legno. La classe di resistenza GL24h significa che la trave ha una resistenza caratteristica garantita a flessione non inferiore a 24 N/mm², il che la rende ideale per strutture portanti con grandi luci.

KOLEO Static Library tiene conto di parametri chiave come il modulo di elasticità (E) lungo le fibre (per il GL24h E ≈ 11500 N/mm²) e trasversalmente, la resistenza a trazione/compressione lungo/trasversalmente alle fibre, nonché la resistenza a taglio. I calcoli vengono eseguiti tenendo conto degli stati limite: il primo (per capacità portante) e il secondo (per deformazioni). Per il primo stato limite si verifica che le sollecitazioni interne (momenti, forze longitudinali e trasversali) non superino le resistenze di calcolo del materiale, tenendo conto dei coefficienti di sicurezza. Per il secondo stato limite si controlla la conformità delle frecce e degli spostamenti ai valori ammissibili secondo la ДБН В.2.6-160:2010 'Strutture in legno', che di norma vengono stabiliti come frazione della luce (ad esempio, L/300 per le travi di solaio). Le caratteristiche del legno lamellare lo rendono prevedibile nei calcoli, consentendo di sfruttarne efficacemente il potenziale. La libreria consente inoltre di considerare diversi schemi di carico: uniformemente distribuito, concentrato, triangolare e altri, che simulano le condizioni reali di esercizio della struttura. Ciò garantisce la massima precisione e sicurezza di ogni elemento dell'edificio.

I nodi di collegamento sono tra gli elementi più critici e potenzialmente vulnerabili di qualsiasi struttura in legno. Una loro resistenza insufficiente o un calcolo errato possono portare al collasso dell'intero sistema, anche se gli elementi portanti principali sono progettati in modo impeccabile. KOLEO Static Library fornisce strumenti per l'analisi approfondita e l'esame dettagliato dei diversi tipi di nodi di collegamento utilizzati nella costruzione in legno lamellare. Possono trattarsi di collegamenti bullonati, con spinotti, a chiavetta, nonché di collegamenti con piastre metalliche forate o sistemi adesivi.

Nella modellazione dei nodi, la libreria tiene conto di fattori quali la resistenza del legno a compressione/taglio perpendicolarmente e parallelamente alle fibre, la resistenza degli elementi di collegamento metallici, la loro rigidezza, nonché le distanze tra gli elementi di collegamento e dai bordi della trave. Ad esempio, per i collegamenti bullonati, la libreria calcola la capacità portante dei bulloni a taglio e a flessione, nonché la compressione locale del legno sotto il bullone, seguendo le disposizioni della ДБН В.2.6-160:2010 (punto 7.4 'Calcolo dei collegamenti'). Il sistema software consente di visualizzare la distribuzione delle sollecitazioni nella zona del nodo, individuare i concentratori di sforzo e ottimizzare la disposizione e il numero degli elementi di collegamento. Ciò permette di raggiungere non solo la resistenza necessaria, ma anche l'economicità, evitando un uso eccessivo di materiali. Ogni analisi dettagliata del nodo nella libreria prevede un processo iterativo di correzione dei parametri fino al raggiungimento del risultato ottimale, conforme ai criteri di sicurezza ed efficienza stabiliti dagli standard per le strutture in legno.

L'integrazione di KOLEO Static Library nei processi BIM (Building Information Modeling) è uno degli aspetti chiave della sua efficacia. Le tecnologie BIM garantiscono la creazione di un modello informativo unico dell'edificio, che contiene non solo dati geometrici, ma anche tutti i dati tecnici, funzionali e di calcolo. KOLEO Static Library funge da potente modulo per l'analisi strutturale in questo sistema integrato, consentendo agli ingegneri di lavorare con dati aggiornati direttamente dal modello BIM.

Il processo di integrazione avviene nel modo seguente: dopo la creazione del modello 3D dell'edificio nell'ambiente BIM (ad esempio, Revit, ArchiCAD), i dati geometrici e le informazioni sui materiali (legno lamellare GL24h, le sue sezioni, la disposizione) vengono esportati in KOLEO Static Library. La libreria riconosce automaticamente gli elementi portanti, applica i carichi assegnati ed esegue il calcolo statico. I risultati dei calcoli, come i valori delle frecce, le sollecitazioni interne, i coefficienti di utilizzo della capacità portante e le dimensioni necessarie degli elementi di collegamento per i nodi, vengono restituiti al modello BIM. Ciò consente di aggiornare automaticamente le proprietà degli elementi nel modello, individuando potenziali collisioni o insufficienza della capacità portante già nelle prime fasi di progettazione. Ad esempio, se il calcolo mostra che una trave in GL24h non è sufficientemente resistente per la luce assegnata, il modello BIM verrà aggiornato automaticamente con una proposta di aumento della sezione della trave o di aggiunta di elementi di rinforzo. Questa stretta interazione accelera notevolmente il processo di progettazione iterativa, riduce al minimo gli errori e garantisce la massima corrispondenza delle soluzioni progettuali alle reali esigenze dell'edificio. Ciò aumenta anche la trasparenza e la gestibilità dell'intero processo di progettazione, aspetto di importanza critica per progetti edilizi complessi.

Uno dei vantaggi chiave di KOLEO Static Library è il suo adattamento ai requisiti normativi in vigore sul territorio dell'Ucraina. Tutti i calcoli vengono eseguiti tenendo conto delle disposizioni degli standard nazionali e delle norme edilizie (ДБН), il che garantisce la conformità dei progetti alla legislazione locale e la sicurezza di esercizio degli edifici.

In particolare, la libreria utilizza attivamente:

• ДБН В.1.2-2:2006 'Carichi e azioni': per la determinazione dei valori di calcolo dei carichi permanenti, variabili, da neve e da vento. Ad esempio, per il calcolo del carico da neve si tiene conto delle zone di neve dell'Ucraina (da I a VIII), con valori caratteristici di pressione della neve sulla superficie orizzontale da 50 kg/m² a 200 kg/m², il che è fondamentale per il calcolo dei sistemi di falda in legno lamellare. Il carico da vento viene calcolato in base alle zone di vento (da I a VI) con un valore di pressione di base da 20 kg/m² a 60 kg/m².
• ДБН В.2.6-160:2010 'Strutture in legno': per il calcolo della capacità portante degli elementi in legno e dei nodi di collegamento. Questa normativa contiene i metodi per la determinazione delle resistenze di calcolo del legno, i limiti sulle frecce e le regole di progettazione dei collegamenti. Ad esempio, i coefficienti di durata dell'azione dei carichi e le condizioni di esercizio (temperatura, umidità) sono integrati nel processo di calcolo per la determinazione precisa della durabilità della struttura.

KOLEO Static Library consente agli ingegneri di inserire dati specifici per una determinata regione dell'Ucraina, garantendo non solo la conformità alle normative, ma anche l'uso ottimale dei materiali. Questa localizzazione degli algoritmi di calcolo riduce al minimo i rischi legati all'interpretazione degli standard internazionali generali e garantisce un elevato livello di affidabilità per ogni soluzione ingegneristica. Ciò consente inoltre di adattare rapidamente i progetti a qualsiasi modifica del quadro normativo, garantendo una costante attualità e sicurezza.

La verifica e la validazione sono fasi imprescindibili nello sviluppo e nell'esercizio di qualsiasi software ingegneristico, incluso KOLEO Static Library. Questi processi garantiscono che il sistema software funzioni correttamente, fornisca risultati accurati e corrisponda ai fenomeni fisici reali. La verifica risponde alla domanda «stiamo facendo bene ciò che facciamo?», controllando la logica interna e gli algoritmi della libreria. La validazione, invece, risponde alla domanda «stiamo facendo le cose giuste?», confermando che i risultati dei calcoli corrispondono alle condizioni reali e ai requisiti normativi.

In KOLEO il processo di verifica comprende:

• Confronto con soluzioni analitiche: Per i casi semplici (ad esempio, una trave su due appoggi sotto carico uniforme) i risultati di Static Library vengono confrontati con quelli ottenuti mediante le formule classiche della resistenza dei materiali.
• Confronto con i risultati di software di terze parti: Le strutture più complesse vengono calcolate parallelamente in altri sistemi software con licenza (ad esempio, SCAD Office, Lira-SAPR) per un controllo incrociato. Gli scostamenti solitamente non superano il 2-5% per i parametri chiave.
• Test sui casi limite: La libreria viene testata con dati di input anomali per verificare la corretta gestione delle eccezioni e la stabilità di funzionamento.

La validazione comprende:

• Prove sperimentali: In alcuni casi, in particolare per nodi o strutture innovative, vengono condotte prove fisiche di resistenza e deformabilità in condizioni di laboratorio. I dati ottenuti vengono confrontati con i risultati previsti da Static Library.
• Valutazione di esperti: Ingegneri strutturisti con anni di esperienza esaminano i risultati dei calcoli, utilizzando la propria esperienza per individuare potenziali incongruenze o anomalie.

Questo approccio a due livelli garantisce un elevato livello di fiducia nei risultati generati da KOLEO Static Library e ne conferma l'affidabilità come strumento per soluzioni ingegneristiche di importanza critica nell'edilizia.

Lo sviluppo di KOLEO Static Library non si ferma ai risultati raggiunti. L'azienda studia e implementa attivamente le tecnologie più recenti, in particolare l'intelligenza artificiale (IA) e gli algoritmi di apprendimento automatico, per aumentare ulteriormente la sua funzionalità, precisione e intelligenza. Il futuro della libreria è visto nella sua trasformazione in uno strumento proattivo, capace non solo di calcolare, ma anche di ottimizzare e persino generare soluzioni costruttive.

Una delle direzioni chiave è l'integrazione dell'IA per il design generativo. Questo permetterà alla libreria non solo di verificare la resistenza delle soluzioni proposte dall'ingegnere, ma di proporre autonomamente configurazioni ottimali di elementi in legno lamellare (ad esempio, GL24h) e nodi di collegamento, tenendo conto dei vincoli assegnati (luce, carichi, costo, disponibilità dei materiali). L'IA sarà in grado di analizzare milioni di varianti, selezionando le più efficienti in termini di consumo di materiale e di manodopera, riducendo al minimo gli scarti e aumentando la velocità di progettazione.

Un altro aspetto importante è l'individuazione proattiva dei rischi. Grazie agli algoritmi di apprendimento automatico, Static Library sarà in grado di analizzare i dati storici dei progetti, individuare errori tipici o nodi problematici e avvisare l'ingegnere di potenziali punti deboli ancora prima dell'esecuzione dei calcoli dettagliati. Ciò consentirà di evitare costose rilavorazioni nelle fasi avanzate della costruzione. È inoltre prevista una migliore interfaccia utente e l'ampliamento del database dei materiali e dei nodi tipici, incluso il loro comportamento sotto diversi tipi di carichi climatici, aspetto particolarmente rilevante per l'Ucraina. L'obiettivo è creare un sistema adattivo che apprenda da ogni nuovo progetto, migliorando costantemente le proprie capacità predittive ed efficienza. Questo rappresenterà un passo significativo verso una precisione e un'innovazione senza precedenti nella costruzione di strutture in legno.

L'efficacia di KOLEO Static Library si dimostra al meglio attraverso esempi concreti della sua applicazione in progetti edilizi reali. Questo calcolatore interno è diventato uno strumento indispensabile per gli architetti e gli ingegneri di KOLEO, consentendo di risolvere compiti ingegneristici complessi e realizzare ambiziose idee architettoniche, rispettando al contempo rigorosi requisiti normativi e standard di sicurezza.

Caso 1: Progetto di una casa con grandi luci. In uno dei progetti era necessario creare uno spazio aperto con il minor numero possibile di pilastri, il che prevedeva l'uso di travi in legno lamellare GL32h con una luce superiore a 9 metri. Static Library ha permesso di calcolare rapidamente e con precisione la sezione necessaria della trave, di verificarne la freccia sotto il carico completo (peso proprio, neve, carico di esercizio) secondo la ДБН В.2.6-160:2010. Lo strumento ha inoltre aiutato a ottimizzare la disposizione dei nodi di collegamento ai pilastri, garantendo la trasmissione di momenti flettenti e forze di taglio significativi, evitando un eccessivo impiego di elementi metallici. Il risultato è una struttura elegante ed estremamente resistente, conforme ai requisiti estetici e funzionali.

Caso 2: Ottimizzazione del sistema di falda di un tetto complesso. Per una casa con una geometria del tetto complessa, comprendente elementi a padiglione e mansardati, KOLEO Static Library è stata utilizzata per calcolare ogni elemento del sistema di falda. La libreria ha tenuto conto dei carichi asimmetrici da neve e da vento tipici delle zone montuose dell'Ucraina, dove la velocità del vento può raggiungere i 25 m/s e il carico da neve i 240 kg/m². È stata eseguita un'analisi dettagliata di centinaia di nodi che collegano i vari elementi (puntoni, cordoli, monaci, arcarecci), con la verifica di ogni bullone e spinotto. Ciò ha permesso di progettare una struttura il più possibile leggera, ma allo stesso tempo stabile e affidabile, in grado di resistere a condizioni meteorologiche estreme senza rischio di deformazioni o collassi. Gli ingegneri KOLEO utilizzano soluzioni avanzate nella progettazione, il che conferma la nostra reputazione.

Questi casi evidenziano che KOLEO Static Library non è semplicemente uno strumento ausiliario, ma una base fondamentale per le decisioni ingegneristiche, che garantisce elevata qualità, sicurezza e durabilità delle strutture in legno.