A utilização da metodologia BIM (Building Information Modelling) é uma realidade que se está a converter num requisito legal obrigatório para a conceção de edifícios e obras públicas. As vantagens deste fluxo de trabalho (de menor desperdício de tempo e recursos na fase de conceção, gestão de dados mais eficiente durante a construção do edifício e ao longo do seu ciclo de vida, e redução dos custos de construção de cerca de 20%) tornam aconselhável que os diferentes atores do sector optem por trabalhar de forma sincronizada.
O BIM influenciou o processo de conceção tradicional ao proporcionar um processo altamente colaborativo permitindo que diferentes intervenientes e membros do projeto trabalhem simultanamente. Neste contexto, vamos analisar e propor uma forma de trabalho para integrar estruturas de betão armado no fluxo de trabalho do BIM. Uma especialidade que, devido à sua natureza (secções de betão e dimensionamento de armaduras), ainda gera problemas entre os profissionais que querem operar num ambiente BIM.
Para satisfazer as necessidades dos utilizadores que projetam em BIM, o software de modelação de estruturas de betão deve satisfazer os seguintes aspetos críticos:
- Resolver os casos abrangidos pelos regulamentos de dimensionamento.
- Utilizar processos estáveis de troca de informação que não dependam do software utilizado.
- Reduzir a introdução manual de dados que tenham sido previamente introduzidos noutro software.
- Apresentar os resultados de acordo com o mais recente quadro tecnológico.
Proposta de trabalho para alcançar estes objetivos
A proposta de trabalho do BIMserver.center para a modelação de estruturas de betão em BIM baseia-se, como nas restantes aplicações especializadas, no trabalho com ficheiros IFC, gerados de acordo com um modelo geométrico 3D produzido por qualquer software de modelação arquitetónica, como o CYPE Architecture (disponível gratuitamente no BIMserver.center).
Este modelo geométrico é partilhado na plataforma BIMserver.center, permitindo a comunicação direta entre todos os utilizadores e aplicações envolvidas no projeto. Este formato de ficheiro permite aos utilizadores utilizarem as aplicações que desejem, desde que importem e exportem ficheiros IFC.
a) Proposta inicial para a estrutura, introduzida no projeto durante a fase de conceção arquitetónica. b) Modelo estrutural desenvolvido a partir do modelo arquitetónico. c) Modelo analítico. d) Modelo das armaduras.
Gerar os diferentes modelos das estruturas
Para trabalhar neste ambiente BIM, o software ou softwares utilizados pelos projetistas devem ser capazes de gerar os diferentes modelos da estrutura de uma forma independente:
- Modelo arquitetónico (paredes exteriores, interiores, compartimentos, pisos, etc.). Na nossa plataforma contamos com o CYPE Architecture.
- O Modelo estrutural (vigas, pilares, lajes, paredes...); modelo analítico (elementos finitos, condições de fronteira, reações...) e modelo normativo (quantidades de armadura, secções resistentes, etc.). Para gerar estes modelos temos os seguintes programas disponíveis: CYPECAD, CYPE 3D, CYPE Connect e StruBIM Shear Walls.
- Modelo de armaduras (posição 3D, dobragem de varões, etc.). No BIMserver.center temos as aplicações StruBIM Rebar (para betão), StruBIM Steel (para aço) e CYPECAD, um programa que já gera o modelo de armadura pormenorizado nas suas últimas atualizações.
- Modelo de fabrico e implementação (sequências de máquinas, realidade aumentada interativa, etc.). O programa CYPECAD e o StruBIM Steel proporcionam estes modelos
Como vimos, no BIMserver.center temos vários programas que podem criar todos estes modelos, tornando-os independentes uns dos outros para que, uma vez resolvidas as necessidades de cada um deles, seja possível trabalhar integralmente através dos ficheiros IFC. Assim, por exemplo, o software CYPECAD pode fazer a modelação estrutural e analítica, enquanto a conformidade das paredes resistentes com o Eurocódigo 2 pode ser analisada no StruBIM Shear Walls.
Caso o projetista esteja a trabalhar numa estrutura mista de betão e aço, os elementos de betão e as fundações são resolvidas no CYPECAD e os elementos de aço no CYPE 3D, CYPE Connect e StruBIM Steel.
Que objetivos podem ser alcançados com a utilização do BIM em estruturas?
Objetivo 1: Resolver os casos abrangidos pelos regulamentos de dimensionamento.
Para resolver este objetivo, no BIMserver.center contamos com softwares específicos CYPE que se encarregam de verificar o modelo estrutural de acordo com os regulamentos de dimensionamento selecionados, graças aos resultados do modelo analítico. Por exemplo, o StruBIM Shear Walls é capaz de efetuar a verificação das paredes resistentes depois de as importar juntamente com os seus esforços, estas últimos provenientes da análise de elementos finitos do modelo analítico.
Contudo, este é apenas um exemplo dos casos regulamentares que podem ser resolvidos com o software, disponível no BIMserver.center, uma vez que ferramentas como o CYPECAD ou o CYPE 3D verificam os requisitos dos regulamentos estruturais (de diferentes países) no seu ADN.
Os dados importados e exportados neste processo de trabalho BIM devem ser os dados básicos e resultados da especialidade que se pretende resolver em cada um dos modelos, para que todos os programas possam trocar informação de forma estável.
Objetivo 2: Utilizar processos estáveis de troca de informação que não dependam do software utilizado.
Como acabámos de dizer, a troca de informação entre programas deve ser realizada utilizando os dados necessários que não dependam dos requisitos de ergonomia que proporciona cada programa (entendendo que um programa com mais requisitos de ergonomia é mais intuitivo). A única coisa que deve ser transmitida entre diferentes programas, mesmo de diferentes fabricantes de software, são os dados estritamente necessários. Transmitir estes dados (a geometria, materiais e esforços como no exemplo anterior) entre aplicações permite alcançar o objetivo conseguindo-se uma troca de informação estável.
Quando não se trabalha com os dados estritamente necessários, geram-se situações nas quais um software utiliza determinados dados enquanto uma segunda aplicação utiliza dados diferentes para resolver o mesmo problema. Isto torna impossível a comunicação entre ambos. Dentro do BIMserver.center, o pacote de software StruBIM dá a opção ao utilizador de inserir dados básicos, além de um nível superior utilizando requisitos de ergonomia.
Objetivo 3: Reduzir a introdução manual de dados que já tenham sido introduzidos noutro software.
Este objetivo é alcançado empregando a filosofia apresentada na secção anterior. Os programas podem importar toda a informação de que necessitem (anteriormente introduzida noutro programa) sem a necessidade de reintroduzir os dados manualmente.
Este objetivo é fundamental para aumentar a produtividade dos especialistas, uma vez que se estima que o processo de introdução manual de dados representa 80% do tempo gasto na resolução de uma determinada especialidade de um projeto.
Objetivo 4: Apresentar resultados de acordo com o mais recente quadro tecnológico.
Um dos principais objetivos do BIM é proporcionar uma melhor visualização do projeto para reduzir os erros e melhorar a compreensão das soluções adotadas. A visualização 3D nos programas tem sido sempre uma importante função para o software BIM. Sem dúvida que há que ter em conta as oportunidades que geram as novas tecnologias como a Realidade Aumentada e a Realidade Virtual.
No BIMserver.center é possível obter uma visualização 3D dos diferentes modelos e, ao mesmo tempo, tirar partido de todos os benefícios da realidade aumentada porque todos os projetos desenvolvidos utilizando o fluxo de trabalho do BIMserver.center podem ser imediatamente visualizados em AR, utilizando a aplicação da nossa plataforma em dispositivos móveis e sem a necessidade de realizar quaisquer passos prévios.
A visualização dos resultados não se deve restringir aos elementos estruturais, mas também é aconselhável visualizar os resultados de cálculo, como por exemplo, a interação entre pilares e vigas. Isto é possível no BIMserver.center que facilita a utilização da informação em qualquer fase do projeto, incluindo na fase de manutenção, ao colocar em hipótese a reabilitação.
