Il padiglione del Brasile, Expo 2015 – Tutti i vantaggi di un approccio integrato

DSC_4930Nell’ambito dell’attività di progettazione e nell’ottica di un approccio più integrato, il progettista delle strutture ETS ha avuto a disposizione nella fase di input un modello 3D strutturale generato dal software BIM Tekla Structures. E’ stato pertanto utilizzato il collegamento tra questo modellatore ed il programma di calcolo strutturale Midas Gen, in uso presso ETS. Il passaggio dei dati si è dimostrato semplice ed efficiente, preciso e veloce. Infatti alcuni elementi strutturali, ipotizzati in fase di modellazione, si sono dimostrati di sezione inadeguata dopo la verifica con MIDAS GEN. Il collegamento bidirezionale con Tekla Structures ha permesso l’aggiornamento automatico delle sezioni e del modello 3D.

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Le strutture e la copertura di Palazzo Italia – tutti i vantaggi del BIM

EXPO©LuigiFiletici-135Palazzo Italia, progettato dallo Studio Nemesi & Partners, è ispirato ad una “foresta urbana” e ricorda l’intreccio casuale dei rami di un albero, creando un gioco di luci e di ombre, di vuoti e di pieni dando forma ad un’architettura-scultura.

Per la realizzazione delle strutture di sostegno dell’involucro, realizzato con una nuova tipologia di cemento, è stato fondamentale, fin da subito, lavorare in modalità BIM. Sarebbe stato quasi impossibile, infatti, tradurre le geometrie complesse dell’intera struttura in disegni bidimensionali. Tutte le parti sono state tagliate al laser utilizzando direttamente il file IFC del singolo elemento. In cantiere il modello BIM è stato molto utile per mostrare i dettagli rilevanti e per risolvere le criticità riscontrate a livello topografico.  Continua a leggere

Paratie Plus: i numerosi strumenti per il controllo dei dati di input

ParatiegiugnoCon la versione Paratie Plus 2014 sono stati introdotti numerosi strumenti per il controllo dei dati di input. Si elenca di seguito il funzionamento dei principali.

  • Inclinazione equivalente del profilo superficiale irregolare.
    Nel caso di profilo superficiale irregolare, il programma può comportarsi in due modi differenti: può considerare il terreno al di sopra della testa della paratia come un sovraccarico oppure può modificare i valori dei coefficienti di spinta sulla base di un valore equivalente “beta” della pendenza. Entrambe le scelte sono visualizzabili sul modello.
  • Un altro strumento molto utile per il controllo dei dati di input è la visualizzazione della stratigrafia di analisi, soprattutto nel caso di stratigrafie irregolari con presenza di lenti. Questo strumento permette di capire quali terreni vengono presi in considerazione ad ogni quota della paratia per il calcolo della costante elastica delle molle.
  • Prima del lancio dell’analisi è utile effettuare le operazioni di Controllo del Modello lanciando l’apposito comando in basso a destra:
    Questo comando fornisce prima di tutto suggerimenti generali per il corretto uso del programma. Segue una breve descrizione delle problematiche riscontrate sul modello. Infine, elenca in modo schematico quanto riportato nella descrizione, distinguendo tra diversi livelli di segnalazioni che possono impattare diversamente sul motore e sulla bontà dei risultati.
  • Infine, è sempre possibile richiamare il file di input che rispetto alle precedenti versioni è stato scremato dai commenti e risulta ancora di più facile lettura.

Il controllo dei costi di costruzione con il BIM

VideoLavorare in modalità BIM fin dalla fase preliminare del progetto, consente di monitorare in tempo reale il computo metrico valutare i costi di costruzione. Il BIM consente di ricavare direttamente dal modello 3D dell’edificio, in modo semplice e rapido, le quantità necessarie per i calcoli planivolumetrici e per il calcolo dei costi di costruzione. Grazie al metodo BIM, è possibile redigere un computo metrico estimativo o seguire un progetto in tutte le fasi: dall’idea, alla messa in opera, fino all’utilizzo finale. Tutti i dati del progetto vengono registrati e presentati in modo trasparente dal momento dell’ordine, alla verifica del computo metrico, fino al controllo di acconti e pagamenti finali.

Il video propone un esempio pratico di applicazione della metodologia BIM per il controllo dei costi in un progetto architettonico.

CNI: Le nuove NTC sostituiranno le vecchie del 2008

 

 

L’Assemblea del Consiglio Superiore dei Lavori Pubblici ha approvato a maggioranza l’aggiornamento delle NTC 2008 il 14 novembre 2014. La bozza delle nuove NTC, che sostituiranno le NTC 2008, è stata pubblicata dal CNI. Il testo è stato inviato al Ministero delle Infrastrutture per l’iter legislativo, che prevede: il concerto tra Ministero delle Infrastrutture e Ministero dell’Interno, il parere del Dipartimento della Protezione Civile e della Conferenza Stato-Regioni, la verifica di coerenza con la normativa in sede europea ed al termine di questi passaggi, le nuove NTC potranno essere pubblicate in Gazzetta Ufficiale.

Si prevede che ciò avverrà entro la fine del 2015; fino ad allora continuano ad essere in vigore le NTC 2008. Già nel capitolo 2, nella definizione dei principi fondamentali, è possibile scorgere le prime differenze rispetto alle NTC 2008; infatti, qui si enuncia che le costruzioni devono essere progettate, oltre che per garantire sicurezza nei confronti degli SLU ed SLE, anche per porre la struttura nelle condizioni di affrontare un carico da incendio in termini di resistenza e stabilità degli elementi portanti e limitazione della propagazione del fuoco/fumi; infine, si accenna all’importanza della durabilità nel corso della sua vita nominale (funzione dei materiali, della geometria, dei dettagli costruttivi, tipologia costruttiva…).

In seguito, si nota che nel capitolo successivo è stato completamente rimosso il paragrafo relativo alle verifiche delle Tensioni Ammissibili: si renderà quindi obbligatoria la verifica agli Stati Limite. Nel capitolo 4 è interessante notare la possibilità di sfruttare maggiori risorse tenso-deformative per le opere in c.a. grazie all’introduzione di opportuni legami costitutivi che tengano conto del confinamento del calcestruzzo. Si sono introdotte ulteriori modifiche nel capitolo 7 riguardante l’analisi sismica di edifici nuovi; in particolare sono stati incrementati alcuni coefficienti ᵞRd per la classe di duttilità bassa; inoltre, in questo capitolo si accenna a come le nuove NTC rendono necessaria la verifica dei nodi trave-pilastro per strutture in c.a. progettate in classe di duttilità bassa, non obbligatoria con le attuali NTC 2008.

Confronto NTC

Prospetto dei coefficienti ᵞRd in funzione delle tipologie strutturali e confronto con le normative vigenti

 

Nello stesso capitolo sono stati meglio specificati i valori dei fattori di struttura da utilizzare in accordo alla seguente tabella:

Valori parametro

Valore del parametro q in funzione dei diversi Stati limite e della tipologia di analisi – confronto con le attuali normative

 

Per quanto riguarda il parametro q0, sono state aggiunte due nuove tipologie strutturali per le costruzioni in muratura (costruzioni in muratura confinata e confinata con progetto in capacità) ed una per le strutture in c.a. (strutture a pendolo inverso intelaiate monopiano), mentre per le costruzioni in muratura ordinaria il fattore q0 è diminuito di circa il 10% a parità di aU/aI.

Infine, si sono riorganizzati completamente i §7.3.6 e §7.3.7 specificando le tipologie di verifiche da effettuare per gli elementi strutturali primari (ST), non strutturali (NS) ed impianti (IM), differenziandole in funzione della classe d’uso; nelle NTC 2008 valgono le medesime regole per tutte le cU.

Si sono introdotte anche modifiche nel capitolo riguardante le strutture esistenti; in particolare, si è introdotto il coefficiente ζE (rapporto fra l’azione sismica massima sopportabile dalla struttura e l’azione sismica massima per progettare una nuova costruzione); nel caso di interventi di miglioramento il rapporto ζE potrà essere in generale inferiore all’unità, ma non inferiore a 0.4 per costruzioni di classe IV, non inferiore a 0.1 per costruzioni di classe III e II, pari a 1 nel caso di interventi che prevedano sistemi di isolamento.

In tutte le tipologie di interventi di adeguamento ζE dovrà essere pari almeno ad 1; nel caso di interventi che comportino variazioni di classe d’uso e/o destinazione d’uso, ai quali conseguano incrementi dei carichi verticali in fondazione maggiori del 10% per la combinazione caratteristica dei carichi, ζE dovrà essere pari ad almeno 0.8.

Come si evince da questo breve excursus, a meno della futura pubblicazione di una Circolare (che comunque, difficilmente, interverrebbe in modo invasivo a livello procedurale, ma costituirebbe piuttosto un’integrazione/chiarimento delle regolamentazioni già in essere), i metodi di verifica non subiscono modifiche e rimangono nell’ambito dell’approccio probabilistico agli Stati Limite. I cambiamenti riguardano principalmente coefficienti e definizioni: ciò rende facile l’allineamento da parte delle software house alle nuove NTC.

In particolare, i programmi della famiglia Midas, nello specifico Midas Gen, grazie alla completa personalizzazione dei dati di input, è già ampiamente operativo. Si ricorda che Midas Gen è il software prodotto dalla società coreana Midas IT specifico per analisi (lineare e non lineare) e progettazione/verifica di strutture civili in acciaio e calcestruzzo armato. Attualmente sono disponibili gli Eurocodici con Annesso Italiano che permette l’applicazione delle norme NTC 2008 ed anche le norme, mai entrate in vigore, NTC 2012. Gli sviluppatori stanno già lavorando per fare in modo che le maschere predisposte alla gestione dei dati input secondo NTC 2012 siano adattate alle nuove NTC, conservando quindi in parallelo le due normative per tutto il tempo di transizione in cui saranno ugualmente entrambe applicabili.

 

ANALISI DI FILTRAZIONE E STABILITA: DA OGGI PUOI GESTIRLI MEGLIO.

Analisi di filtrazione e di stabilità di versanti con Paratie Plus 2014

Da più di vent’anni il motore non lineare Paratie Plus consente lo studio di opere di sostegno flessibili, prevedendo un’ampia gamma di situazioni gestibili ed analizzabili. La moderna interfaccia permette un utilizzo facile e veloce delle innumerevoli funzionalità, grazie all’avanzata interattività degli oggetti.

Con la nuova versione 2014 è anche possibile eseguire analisi di filtrazione stazionarie grazie al modulo SEEPAGE.

Il modulo Seepage consente una analisi di tipo FEM 2D, che sfrutta le potenzialità dello storico motore Xfinest (già solutore di altri pre-post processori leader da anni nel campo dell’ingegneria strutturale). Il programma offre un meshatore completamente automatico, in grado di recepire anche la più complessa delle stratigrafie, con la presenza dell’opera di sostegno, la disomogeneità e l’anisotropia della permeabilità, le condizioni al contorno (definite o indefinite, in cui la falda non è nota a priori) e l’eventuale presenza di punti di emungimento (pozzi o trincee drenanti).

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Discretizzazione ad elementi finiti del dominio 2D per l’analisi di filtrazione

Il solutore Xfinest del Seepage è in grado di studiare moti confinati e moti non confinati, riuscendo a calcolare iterativamente la superficie piezometrica risultante.

Il modulo Seepage è inoltre completamente integrato con le possibilità di analisi offerte da Paratie Plus:

  • Il modulo Seepage fornisce il regime di pressioni da fornire in input per l’analisi non lineare dell’opera di sostegno.

  • Il modulo Seepage fornisce le sottospinte idrauliche al modulo VSP per l’analisi all’equilibrio limite di stabilità dei versanti.

Tra i risultati disponibili ci sono le curve di iso-pressione e di iso-pressione in eccesso, i cui valori sono proporzionali alla perdita di altezza piezometrica, ed infine i vettori di flusso.

Un altro utile strumento è il cosiddetto Flow Inspector, con cui l’Utente può calcolare il flusso che attraversa una frontiera permeabile, come ad esempio il flusso captato da un pozzo o da una trincea.

 

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linee equipotenziali (rosse) e linee di flusso del reticolo del Flow Net

 

La completa compatibilità tra i tre diversi tipi di analisi disponibili in Paratie Plus 2014 permette di analizzare la filtrazione in ogni fase, i cui risultati vengono recepiti sia dal motore PARATIE sia dall’analisi VSP di stabilità.

Nell’immagine seguente vengono mostrati: la superficie piezometrica calcolata, il regime di pressioni applicato sulla parete ed infine le superfici di scivolamento. Per queste ultime vengono, in particolare, rappresentate le condizioni al contorno, stabilite dall’Utente, intese come due intervalli in cui la superficie critica “entra” ed “esce”; la superficie critica è evidenziata in rosso; si intravede inoltre la discretizzazione in conci.

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Esempio di output del modulo Seepage applicato all’analisi di stabilità pendio

Risultano, a questo punto, evidenti le potenzialità offerte da un’analisi avanzata come quella del Seepage, tuttavia gestita con una interfaccia consolidata, facilmente fruibile da parte dell’Utente e i cui risultati sono agevolmente accessibili e fortemente personalizzabili.

Seepage e VSP, di fatto, ampliano notevolmente i campi di applicabilità del software Paratie Plus 2014, aggiungendo importanti caratteristiche per analisi di stabilità e idrauliche, tema quanto mai attuale per il territorio italiano oggi. Con un unico strumento, l’Utilizzatore può dimensionare e progettare l’opera di sostegno, verificare la stabilità di eventuali versanti a monte dell’opera stessa e monitorare il regime di filtrazione che si instaura al variare delle condizioni al contorno idrauliche.

Nuovi strumenti per il rilievo (parte seconda)

In questo secondo appuntamento dedicato alle nuove tecnologie applicate al rilievo, vogliamo dedicare la nostra attenzione alla disciplina della fotogrammetria digitale tridimensionale.

In questi ultimi anni abbiamo visto lo sviluppo di una serie di tecnologie hardware e software che hanno portato la fotogrammetria tridimensionale ad un livello di diffusione mai avuto fino ad ora.

Cosa è possibile rilevare con questa tecnologia?

Partendo da una serie di immagini digitali opportunamente scattate (o da una nuvola di punti tridimensionale), è possibile ottenere un modello tridimensionale di superficie, eventualmente completo di textures. L’origine dei dati può essere molteplice, le principali sono:

imgBIM

Scanner laser

Caratteristiche

Il rilievo che ha come origine una scansione laser è sicuramente quello più conosciuto. Il risultato è una nuvola di punti che descrive gli oggetti alla risoluzione impostata (anche molto elevata).

Pro

Ha il vantaggio di essere una tecnologia ormai matura in grado di ottenere una precisione molto alta unita ad una velocità di realizzazione considerevole. Permette di acquisire anche le textures degli oggetti / manufatti scansiti.

Contro

Punti critici di questa tecnologia possono essere: costi elevati delle attrezzature (stazione laser 3D) così come portabilità delle stesse (anche se le ultime versione presenti sul mercato offrono delle attrezzature sempre più portatili e poco ingombranti). Inoltre le nuvole di punti possono essere anche particolarmente pesanti da gestire su computer poco potenti.

Video digitali

Caratteristiche

La possibilità di utilizzare una videocamera professionale per ottenere un rilievo rende questa tecnologia di facile utilizzo e diffusione.

Pro

Permette di rilevare velocemente aree anche molto vaste. La trasportabilità degli apparecchi e la autonomia rendono questi strumenti molto indicati per rilievi in aree poco accessibili.

Contro

Le apparecchiature a standard professionali hanno ancora dei costi alti, ma decisamente più abbordabili rispetto a quelli di uno scanner laser.

Fotografie digitali

Caratteristiche

Poter utilizzare una fotocamera digitale come strumento di rilievo permette di rendere ancora più semplice e accessibile questa tecnologia.

Pro

Ha permesso di realizzare fotogrammetria tridimensionale a basso costo. È sufficiente scattare ad una risoluzione di immagine ormai standard e alcuni criteri di ripresa abbastanza semplici (markers specifici e calibrazione della macchina) per poter avere dei risultati validi.

Contro

La precisione che si può ottenere è direttamente proporzionale alla risoluzione delle immagini così come alla qualità dello scatto. È particolarmente sensibile al tipo di illuminazione della scena.

Software di fotogrammetria tridimensionale

Caratteristiche

Accanto allo sviluppo di strumenti laser e fotografici professionali, nella disciplina della fotogrammetria tridimensionale di questi ultimi anni è stato fondamentale lo sviluppo di strumenti software in grado di trasformare i dati acquisiti in modelli tridimensionali, intendendo “modelli di superfici tridimensionali” e non dei veri e propri modelli BIM costituiti da solidi parametrici. Le piattaforme software dedicate a questo scopo sono caratterizzate soprattutto da:

  • capacità di gestire grandi quantità di dati tridimensionali
  • poter leggere i formati file più diffusi
  • poter filtrare e classificare i dati di imput
  • gestire fasi di trasformazione in mesh e poterne gestire la densità
  • creare le texture derivate dallo strumento di rilievo
  • esportare in formati file conosciuti il risultato tridimensionale

Pro

efficaci nei risultati e abbastanza semplici da usare. Costi accettabili.

Contro

Le richieste hardware, laddove l’elaborazione dei dati è in locale e non in cloud, è particolarmente onerosa. La precisione dei risultati può dipendere da diversi fattori, a volte difficili da settare. La tolleranza di precisione può non essere adeguata a tutti i tipi di lavori.

 

La domanda che sorge spontanea è: i rilievi ottenuti attraverso queste tecnologie possono essere considerate BIM o interoperare con piattaforme di authoring BIM?

Rimandiamo la risposta ad un prossimo appuntamento.

Con il BIM risparmi tempo e aumenti la qualità dei tuoi lavori

Con il BIM risparmi TEMPO e aumenti la QUALITA’ dei tuoi lavori

È possibile ridurre i tempi di consegna?

Yes, We can…

 

Negli ultimi anni si è consolidata la tendenza da parte dei committenti a richiedere il completamento delle commesse in tempi sempre più ridotti, inducendo fornitori, progettisti,costruttori, architetti e ingegneri, a dotarsi di tecnologie sempre più avanzate per far fronte alle richieste e soddisfare le aspettative della propria committenza.

 

cloud-bim-harpaceas

 

Rimanere al passo con le tecnologie permette ai progettisti di soddisfare i propri clienti ma rischia di rilevarsi, per loro, anche un’arma a doppio taglio qualora non si possegga un adeguato livello di know-how interno nel proprio team di lavoro per gestire con efficacia i carichi di lavoro richiesti. Si riscontrano con sempre più frequenza collaborazioni e cordate tra gruppi di progettisti tecnici, costruite con lo scopo di potersi proporre nei confronti della committenza con tutte le carte in regola per ottenere successo e soddisfazione: conoscenza, attrezzature informatiche, capacità di lavoro, competenze, etc.

La possibilità tecnica di poter lavorare con un modello condiviso, non trova sponda in queste situazioni di estrema frammentazione progettuale. I modelli BIM condivisi tra committenti, fornitori di servizi di ingegneria e progettazione e sub-fornitori, trovano scarsa applicazione e difficoltà legate ai limiti tecnologici nell’utilizzo della rete, accentuati in Italia dalla scarsa esperienza di lavoro in condizioni di multiutenza operativa e condivisione fisica dei dati tra le varie realtà coinvolte.

In Tekla Structures, ad esempio, gli utilizzatori più esperti potevano contare sulle potenzialità di lavoro in modalità multiutenza che il package metteva loro a disposizione, tuttavia la condivisione dei modelli si realizzava prevalentemente in ambito LAN o comunque in ambienti VPN).

 

scegli BIM di harpaceas

 Model Sharing con TEKLA Structures

 

Con il progredire delle performance e la diffusione dei sistemi basati su Cloud, si è riusciti a bypassare questi limiti andando ad inserire nel ciclo di produzione dei modelli le tecniche di Model Sharing che permettono condivisione e sincronizzazione avanzata dei modelli assemblati su server online sempre raggiungibili dagli utilizzatori.

Il servizio di Model Sharing di Tekla Structures permette di lavorare contemporaneamente sullo stesso modello sia in modalità offline che online e di utilizzare Internet per la sola sincronizzazione indipendentemente dall’ubicazione fisica o dalla velocità della connessione di rete.

La tecnologia del Model Sharing ha permesso inoltre agli utilizzatori di poter ottenere il modello principale attraverso la progettazione in una serie di modelli più piccoli e più gestibili che i vari esperti disciplinari assembleranno successivamente in un contesto generale. Si può pensare a situazioni nelle quali si preveda la suddivisione dei compiti, anche decentralizzata ma pur sempre contestuale, ad esempio tra la progettazione degli assemblaggi generali, travi e colonne principali, di una struttura e lo studio dei dettagli operativi locali, collegamenti, armature ed inserti, piuttosto che per la definizione degli elementi secondari come scale, parapetti, attacchi per impianti tecnici, etc.

Il proprietario amministratore del modello in lavorazione ha facoltà di decidere quali siano i progettisti abilitati a “modificare” gli oggetti, piuttosto che soltanto a “visualizzarli” interrogandoli nei loro aspetti geometrici, relazionali e informativi.

Scarichi solo una volta l’intero progetto e poi risparmi tempo

Gli utenti autorizzati scaricano inizialmente l’intero modello da repository Cloud per poi iniziare a lavorare, successivamente, aggiornando il modello sia in modalità upload sia che download qualora fossero intervenuti aggiornamenti da parte di altri progettisti. Tutto ciò avviene attraverso lo scambio di pacchetti di dati ridotti nelle dimensioni in quanto costruito sulla base delle sole modifiche apportate. Ciò garantisce un notevole risparmio in termini di tempo operativo senza tralasciare gli aspetti della sicurezza, garantita dalla crittografia dei dati e dalla loro gestione in accordo ad adeguati protocolli di sicurezza.

Abbiamo analizzato alcune statistiche fornite da Tekla durante la fase di deployment della potenzialità di Model Sharing avvenuta nel corso del 2014–2015 a livello mondiale e siamo rimasti impressionati dalla riduzione di traffico dati che la tecnologia Model Sharing di Tekla è riuscita ad ottenere rispetto a quella del Multi-User già da alcuni anni disponibile.

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Abbiamo riscontrato anche strumenti di verifica automatici i quali, basandosi sugli identificativi univoci GUID che di norma presiedono le attività di condivisione nei modelli BIM, permettono un veloce confronto tra le modifiche effettuate dai vari utenti potendo poi identificare le potenziali incoerenze e segnalare all’utente o risolvendole se possibile in via automatica.

Il Model Sharing si pone quindi come la risposta che i fornitori cercavano per assicurare incrementi di produttività sia individuali che collettivi nei confronti delle aspettative e delle richieste dalla committenza.

 

FLAC 8 e il nuovo modello costitutivo Plastic Hardening

Con l’imminente rilascio della versione 8 di Flac, verrà reso disponibile il nuovo modello costitutivo Plastic Hardening: un modello costitutivo in grado di simulare numericamente il comportamento non lineare dei terreni (teoria della plasticità + incrudimento).

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In particolare il modello Plastic Hardening include sia il comportamento volumetrico sia quello deviatorico (a taglio); quando soggetti a carichi deviatorici, i terreni solitamente mostrano un decremento in termini di rigidezza, accompagnato dall’accumulo di deformazioni irreversibili, come si nota dal grafico seguente, tratto da una prova drenata su sabbia:

Questo modello costitutivo è disponibile anche per la versione 3D di Flac, in particolare:

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Questo modello costitutivo è in grado di riprodurre:

  • la relazione sforzo-deformazione che il terreno mostra durante una prova di compressione assiale drenata, ad andamento tipicamente parabolico (Duncan and Chang, 1970).
  • Incrudimento a taglio
  • Incrudimento volumetrico
  • La rigidezza dipendente dallo stato di sforzoFLAC3
  • Tiene conto della storia tensionale
  • Adotta il criterio di rottura di Mohr Coulomb
  • Permette di differenziale le rigidezze in carico vergine e in scarico-ricarico.

 

Il Plastic Hardening è indicato, quindi, per lo studio di:

  • Scavi
  • Fondazioni
  • Opere in sotterraneo (scavo di gallerie)
  • Interazione terreno-struttura.