Trajetórias do modelo BIM para o dimensionamento estrutural e vice-versa

Introdução

Os modelos tridimensionais de edifícios virtuais são muito impressionantes. Se é possível exibir tudo nas representações de forma tão realista até o último detalhe que é quase impossível distinguir a réplica digital do modelo real à primeira vista, por isso uma análise estrutural não deve ser um problema. No entanto, o que vê com os seus olhos é apenas uma parte da informação necessária para o dimensionamento estrutural. Não é possível ver facilmente as propriedades mecânicas do material, articulações, cargas e casos de carga ou resistências no modelo do edifício. Isto requer um enriquecimento adicional da informação e a capacidade de interpretação dos engenheiros para converter o modelo visível num modelo idealizado e mecanicamente equivalente. Um modelo BIM é mais do que, por exemplo, um modelo sólido 3D de um edifício e, portanto, uma introdução ideal para o dimensionamento estrutural de estruturas. Quais os caminhos que podem ser utilizados aqui?

Objetos relevantes em modelos BIM para o dimensionamento estrutural

Para o dimensionamento estrutural, apenas são relevantes determinadas partes estruturais, como paredes, pilares, tetos ou vigas. Primeiro de tudo, é necessário selecionar os componentes que são de interesse para a análise estrutural no modelo BIM. Isto também é conhecido como modelo estrutural. Normalmente, software BIM moderno permite-lhe destacar especificamente estas partes. No caso de troca de dados, o modelo estrutural é referido apenas como uma subestrutura assinalada como estutural. Exemplos de partes não relevantes incluem janelas, portas ou instalações, tais como, equipamento eléctrico ou canalização de água.

Geralmente, é necessário editar a subestrutura criada na análise estrutural. Os pilares e as vigas não ligados devem ser deslocados ou ligados através de elementos de acoplamento. Da mesma forma, é necessário conectar tetos e paredes se as suas linhas efetivas não se encontram numa extremidade. Se necessário, tem de decidir se um modelo completo ou sub-modelo tem de ser calculado. Por exemplo, pode ser suficiente para uma sala calcular um quadro que é idêntico de várias formas. O mesmo se aplica aos tetos nos edifícios de vários andares.

Tipos de interfaces

Se pretende transferir modelos de software para software, surge a questão, em que formato de dados pretende transferir e se pretende utilizar interfaces diretas.

Interfaces abertas

Se utiliza normas abertas (openBIM), o formato IFC é o o mais importante. A vantagem das normas abertas é que, idealmente, todas as empresas de software que utilizam esta norma podem trocar dados diretamente com todas as outras empresas de software que também utilizam esta norma. No entanto, a qualidade da troca de dados depende de quão bem os respectivos conversores para a leitura e escrita do IFC estão implementados e de como os dados IFC podem ser convertidos em dados nativos do respetivo programa. Na maioria dos casos, os modelos IFC são referenciados apenas noutro software. O programa utiliza sempre os dados com base no IFC 2x3 Coordination View 2.0 ou na versão mais recente da IFC 4 Reference View 1.2. Isto significa que pode visualizar os dados e obter informação. Da mesma forma, estes modelos são adequados para verificações de colisão. Para continuar a trabalhar com o modelo, no entanto, é necessário converter os modelos IFC no formato de dados nativo do software utilizado. A vista da análise estrutural é de interesse para os programas de análise estrutural. Esta visualização é utilizada para a troca de modelos estruturais e inclui a descrição dos modelos de análise com dados estruturais, tais como apoios, articulações, casos de carga e cargas. Quando troca dados através de IFC, é, por isso, muito importante que saiba qual é a vista que contém o correspondente ficheiro IFC.

Modelo de construção no visualizador IFC (parte inferior) e modelo calculado no RFEM (parte superior)

Interfaces diretas

Se duas soluções de software estiverem acopladas diretamente, o caminho através do formato IFC ou de outro formato de dados não é necessário. Nenhum ficheiro de transferência é criado. A informação é lida diretamente a partir da aplicação A através das APIs necessárias (interfaces de programação de aplicação, interfaces programáveis) e os objetos nativos são criados imediatamente na aplicação B. Uma vez que existe o risco de perder dados a cada troca de dados, o acoplamento direto tem determinadas vantagens porque já não são necessárias as duas etapas de conversão para escrever e ler o ficheiro IFC. Apenas é necessário um processo de conversão diretamente do software A para B. Além disso, as estruturas de definição em falta não desempenham um papel no formato IFC para acoplamentos diretos e não tem de se preocupar com a forma como os objetos especiais podem ser descritos no formato IFC. A desvantagem do acoplamento direto é que tem de ser programado individualmente para cada par de programas e os fornecedores não podem ser alterados facilmente. Enquanto isso, também foram realizados projetos em que os escritórios de engenharia criaram interfaces de programa adaptadas exatamente aos seus próprios processos. O pré-requisito para isso é que os pares de programas forneçam as APIs e a documentação do programa esteja disponível. Esses tipos de interfaces adaptadas oferecem um grau de automação do processo de planeamento consideravelmente mais alto, com custos administráveis e, portanto, um enorme potencial para economizar tempo, custos e evitar erros. Além disso, é possível construir dependendo dos parâmetros, especialmente na fase de dimensionamento.

Caixa de diálogo RFEM para importar dados

Sincronizar alterações

Os cálculos estruturais já são necessários na fase de dimensionamento (fases de desempenho 1 a 3) de forma a otimizar o dimensionamento do sistema estrutural e especificar os tamanhos de secção. Geralmente, são considerados vários esboços e o esboço arquitetónico e o dimensionamento estrutural são coordenados entre si. Com base no dimensionamento estrutural no software BIM (arquiteto, sistema estrutural), os componentes estruturais são transferidos para o software de análise estrutural (RFEM, RSTAB) como um modelo completo ou parcial e aí calculados. As possíveis alterações da análise estrutural podem afetar o conceito de reforço ou as secções. O estado da técnica atual é que as alterações podem ser trocadas digitalmente. Por exemplo, para a interface direta entre o RFEM e o Autodesk Revit ou o Tekla Structures, é possível atualizar as alterações na secção ou adicionar novos elementos estruturais ao modelo de dimensionamento. Os desenvolvimentos recentes também tornaram possível a transferência digital de dimensionamentos de armaduras (módulo adicional RF-CONCRETE) na forma de armadura real (barras e malhas). Isso cria os pré-requisitos ideais para a quantidade de partida e para o planeamento adicional.

• Visualizador 3D | Google
• Visualizador 3D | Babylon
• Realidade virtual

Conteúdo de armaduras no RFEM (em cima) e no Revit (em baixo) após a exportação através de interface direta

União de dados de análises estruturais e modelos BIM

O BIM é sinónimo de coordenação interdisciplinar entre departamentos e fases de trabalho. Para uma avaliação inicial da viabilidade ou para o processamento adicional de resultados em outras empresas ou outros fornecedores de serviços, pode ser útil exibir ou disponibilizar resultados estruturais no modelo BIM (deformações, forças internas). Além do mais, é possível combinar as vantagens específicas de um software BIM para a elaboração do plano com as de um software típico para análise estruturais. Desta maneira, é possível exibir itens de um modelo estrutural no modelo BIM, ou dependendo da aplicação, gera diretamente desenhos de armaduras com base no modelo estrutural. Também é possível transferir diretamente os resultados do dimensionamento do programa de elementos finitos RFEM para o Revit como armadura 3D.

Mantenha-se atualizado e teste-o

Ao promover métodos de planeamento digital, as empresas de software estão constantemente oferecendo novas soluções e melhorias. Portanto, é importante informar-se e conhecer os possíveis fluxos de trabalho. Pode encontrar toda a informação importante sobre BIM na Dlubal Software em www.dlubal.com/BIM onde encontra artigos técnicos, seminários web , vídeos, etc.