BIM no planeamento estrutural

Neste episódio do podcast da Dlubal, abordámos o tema pioneiro do BIM no dimensionamento de estruturas.

Aqui pode ouvir o episódio completo: #001 BIM na engenharia estrutural

BIM - o que'está por trás disso?

BIM significa Building Information Modeling e é o epítome da digitalização na construção. É um método de trabalho ou de planeamento com o qual é possível gerir a informação central do projeto com a ajuda de modelos de edifícios digitais. Também desempenha um papel no dimensionamento estrutural. Quando o arquiteto cria um modelo 3D, ele é transmitido a todas as pessoas envolvidas e pode depois ser utilizado imediatamente para o dimensionamento estrutural.

O networking é o foco: O modelo BIM funciona como um hub de dados central para a recolha, estruturação e distribuição de todos os dados do edifício. Todos os envolvidos na construção podem aceder a estes dados ao longo de todo o ciclo de vida de um edifício.

O BIM oferece grandes oportunidades - mas também alguns desafios.

Cooperação entre o arquiteto e o engenheiro de estruturas

Tradicionalmente, um arquiteto encaminha as suas plantas em PDF ou formato semelhante ao engenheiro de estruturas, que os utiliza para criar os modelos estruturais. O engenheiro estrutural utiliza-o para calcular o seu modelo estrutural. No caso do BIM, a troca de dados sem problemas é particularmente importante. Se o engenheiro de estruturas pode aceder ao modelo BIM do arquiteto', tem de filtrar todos os objetos estaticamente relevantes da vasta gama de dados e utilizá-los para o cálculo, o que significa um trabalho adicional. Uma diferença importante na forma de trabalhar é que os arquitetos trabalham com um modelo de estrutura física, enquanto os engenheiros de estruturas trabalham com um modelo de análise idealizado. Os arquitetos modelam os edifícios como objetos sólidos com as dimensões comprimento, largura e altura ou espessura. Os engenheiros de estruturas têm z. Por exemplo, apenas uma superfície para uma laje e apenas uma barra para um pilar.

O objetivo é que o software de arquitetura transporte diretamente sistemas estáticos e, em alguns casos, os crie automaticamente. Idealmente, as cargas também estão incluídas. O engenheiro de estruturas, enquanto utilizador, deve estar familiarizado com o cálculo estrutural e o programa de cálculo para que possa verificar se existem erros.

BIM - vantagens e requisitos

O BIM ainda não é amplamente utilizado na Alemanha. Uma das razões para isso é a troca de dados lenta e inadequada entre os gabinetes de arquitetura e os gabinetes de engenharia, uma vez que os arquitetos não são pagos para continuar os modelos de uma forma útil para os engenheiros de estruturas. Além disso, um arquiteto não pode saber quais os componentes estruturais que são importantes para o respetivo engenheiro de estruturas.

Atualmente, a análise MEF é frequentemente utilizada para cálculos estruturais. MEF, abreviatura de Método dos Elementos Finitos, é um método de aproximação numérica para o cálculo de estruturas. Ao importar um modelo BIM de um arquiteto', muitas vezes é necessário um retrabalho manual. O engenheiro de estruturas geralmente utiliza um sistema de análise diferente do utilizado no modelo. Na pior das hipóteses, os modelos BIM do arquiteto e do engenheiro de estruturas estão cada vez mais distantes, o que pode significar que os componentes já não podem ser atribuídos corretamente ou apenas podem ser atribuídos com dificuldade. Isto pode causar problemas se pretender tornar visíveis as alterações nos modelos.

Em determinadas ferramentas BIM, é possível adicionar suposições de carga e casos de carga. Um caso de carga é, por exemplo, B. No caso do clima, os efeitos do vento ou da neve nas estruturas. Conduzem a cargas que são adicionadas ao sistema estrutural. Para os engenheiros de estruturas, os resultados mais importantes do cálculo são as forças internas, as deformações e as tensões, que são utilizadas para realizar os dimensionamentos nos respetivos materiais. Os cálculos devem ser realizados sempre no programa de cálculo estrutural correspondente, porque são dimensionados muito melhor para isso. Após os cálculos, os engenheiros de estruturas reconhecem se é necessário alterar algo e informam o arquiteto sobre isso.

Mas o que acontece se o modelo BIM original for alterado e tiver de ser sincronizado? Neste caso, determinadas regulamentações e aprovações têm de ser fornecidas pelos colaboradores responsáveis. Deve ser determinado quem, onde e quando pode fazer alterações. O estado atual do projeto é regulado através da comunicação dos trabalhadores e dos programas.

Como é que os programas comunicam entre si?

Existem três cenários de troca típicos:

a) A transferência analógica clássica de documentos do arquiteto para o engenheiro de estruturas, com PDFs etc.

b) Formatos de ficheiro especialmente concebidos para a indústria da construção, e. B. Ficheiros IFC. IFC significa Industry Foundation Classes e é um formato de ficheiro independente do fabricante para a troca de informações sobre edifícios e projetos.

c) O acoplamento direto de dois programas diferentes, através do qual o programa de arquitetura comunica com o respetivo programa de análise estrutural numa troca de dados bidirecional.

A IFC inclui a vista de coordenação, na qual a geometria da estrutura é descrita com base em modelos sólidos. Por outro lado, existe a vista de análise estrutural, na qual os objectos estaticamente relevantes são transferidos e importados de uma forma idealizada. Aqui também pode ver as ligações, apoios e cargas. Por isso, com o BIM é sempre importante questionar que vistas os respetivos programas podem ler e emitir.

Conclusão

Os modelos BIM 3D também são úteis para os engenheiros de estruturas porque facilitam o entendimento de estruturas complexas e a transferência de dados pode ser utilizada para criar rapidamente um modelo de análise, o que poupa muito tempo. É importante ter em conta que os modelos BIM e de análise são geralmente diferentes e, portanto, necessitam de ser verificados.

A utilização do BIM requer um conhecimento aprofundado de todas as fases de planeamento. Todas as partes envolvidas devem também estar preparadas para repensar a divisão do trabalho tradicional, trabalhar em conjunto e entender a tarefa de planeamento como um trabalho de equipa.

No início do processo BIM, há um trabalho adicional, pois tudo tem de ser modelado com cuidado para que outras pessoas também possam utilizar o modelo. No entanto, no final, é possível obter poupanças e melhores resultados de planeamento em termos de custos e tempo, porque tudo está documentado e todos trabalham em conjunto.

O dimensionamento de estruturas é uma parte pequena mas não desprezável do BIM, por isso é importante que o software de dimensionamento de estruturas seja compatível com BIM. Tem de proporcionar vários cenários de trocas e diferentes opções de importação e exportação. A Dlubal está adaptada ao processo de troca baseado em BIM e oferece uma variedade de interfaces e ligações diretas para diversos programas de arquitetura.

As vantagens do BIM superam-nas em muito. Apesar de o BIM ainda ser principiante, especialmente na Alemanha, terá certamente uma palavra a dizer no futuro da construção.