SE3671 - Da Arquitetura para as...
-
Upload
vuongduong -
Category
Documents
-
view
220 -
download
0
Transcript of SE3671 - Da Arquitetura para as...
SE3671 - Da Arquitetura para as Estruturas
Fernando Oliveira – CPCis S.A.
Integração multidisciplinar de projetos, utilizando modelos de Arquitetura para criação de projeto de Estruturas. Projeto de estruturas e análise estrutural integrada com produtos Autodesk®.
Objetivos de aprendizagem
Extrair desenhos de pormenores a partir do modelo. Entender a relação entre modelos de Arquitetura e de Estruturas. Criar modelos estruturais e efetuar a sua análise prévia. Aprender a extrair informação coordenada entre modelos.
Acerca do apresentador: Desde 1990 que Fernando Oliveira trabalha na venda, consultadoria e formação de utilizadores em soluções Autodesk® para o mercado de Arquitetura Engenharia e Construção, e em especial da tecnologia BIM. Ele é atualmente Consultor e Formador em soluções Autodesk® AEC na CPCis S.A e coordenador de implementação de soluções Autodesk® Revit® em empresas de Arquitetura, Engenharia e Construção. É formador com competências alargadas em soluções Autodesk® Revit®. É Autodesk® Technical Pre-Sales Certified Professional, Technical Services Manager e Consulting Specialist em Autodesk® AEC:Building Solutions. É detentor do “Autodesk® Revit® Architecture 2010/2011 Certified Professional”.
Moderador no fórum de língua portuguesa www.revitpt.com, Moderador internacional no Autodesk® AUGI® www.AUGI.com, e edita os Blogs http://revit-pt.blogspot.com/ http://cpcbimcadcamgis.blogspot.com [email protected]
Da Arquitetura para as Estruturas
2
O processo de desenvolvimento de um projeto de arquitetura, desde a conceção até à conclusão
e, depois de construído, naquilo que se chama o ciclo de vida do edifício, é um processo deveras
complexo e que deve poder ser avaliado e analisado desde os primeiros esquiços, ainda na fase de
conceção e de definição de formas.
Assim, este pequeno tutorial pretende definir um fluxo de trabalho desde o momento da
conceção do modelo de arquitetura até à definição estrutural. Salientamos a importância da utilização as
ferramentas de coordenação que se tornam cruciais para a relação dinâmica entre as especialidades.
Este tutorial é complementado pelas apresentações disponibilizadas no AU Virtual 2011, e
pretende aprofundar alguns dos tópicos apresentados.
Conteúdo
1. Analisar o projeto de Arquitetura. ................................................................................................. 4
2. Preparar o Revit® Structure para iniciar o trabalho de coordenação espacial. Níveis e eixos
estruturais. ........................................................................................................................................... 6
3. Desenvolvimento de elementos estruturais, pilares e paredes. ................................................... 12
4. Definição das lajes. .................................................................................................................... 14
5. Desenho das vigas..................................................................................................................... 17
6. Ligação entre lajes e vigas; apoios e interações. ........................................................................ 19
7. Sapatas e outros elementos de fundação. .................................................................................. 21
8. Conclusões finais. ...................................................................................................................... 22
Da Arquitetura para as Estruturas
3
Imagem 1 – Modelo do projeto de arquitetura
Imagem 3 - Modelo Analítico do Revit ®Structure Imagem 2 – Modelo Estrutural do Revit® Structure
Da Arquitetura para as Estruturas
4
1. Analisar o projeto de Arquitetura.
Vamos iniciar o nosso trabalho, começando por abrir o projeto de arquitetura que vai ser a nossa
base de trabalho. Uma das particularidades do Revit® é podermos abrir um ficheiro de Revit®
Architecture no Revit® Structure ou mesmo no MEP; esse processo não afeta em nada o trabalho, pois
as diferenças são ao nível das ferramentas disponíveis em cada uma das versões.
Quem vai realizar este tipo de trabalho, tem de compreender que existem diferenças na realização
de modelos entre as várias disciplinas, por exemplo na Arquitetura utilizamos para os pisos a cota de
limpo, ou do piso acabado, nas Estruturas a cota é das lajes a betonar, existindo assim uma diferença
que vai ser compensada por materiais de enchimento/regularização e por um pavimento de acabamento
final.
Imagem 4 – Camadas das lajes
Também é conveniente conhecer o desenvolvimento dos níveis, pois muitas vezes criam-se níveis
de trabalho temporário ou auxiliar e que não convirá utilizar na integração multidisciplinar.
Imagem 5 – Vista de múltiplos níveis de trabalho
Da Arquitetura para as Estruturas
5
Finalmente é sempre conveniente verificar que tipo de elementos estruturais existem no modelo de Arquitetura para que futuramente tenham um trabalho mais simplificado no processo de “copy/monitor” se possível aconselho sempre a purgar os elementos estruturais não utilizados no projeto e que estejam no ficheiro.
Imagem 6 – Verificação dos componentes estruturais de projeto
Da Arquitetura para as Estruturas
6
2. Preparar o Revit® Structure para iniciar o trabalho de coordenação
espacial. Níveis e eixos estruturais.
Tendo o nossos projeto de Arquitetura pronto ou em desenvolvimento, vamos iniciar um novo
projeto de Estrutura, iniciamos um projeto novo baseado no nosso template, e inserimos um “Link” do
projeto de arquitetura.
Imagem 7 – Inserção de modelo de Arquitetura no Revit® Structure
De seguida abrimos uma vista de alçado como por exemplo a vista “South” para validar se os
projetos estão alinhados no mesmo nível. Aproveito para referir uma opção nas propriedades das vistas
que nem sempre é bem utilizada, o filtro de “Discipline”, esta opção permite-nos mudar a disciplina da
nossa vista e é extremamente útil para modificar rapidamente o que pretendemos visualizar. As opções
disponíveis são:
Architectural, os objetos aparecem todos.
Structural, os elementos das outras disciplinas são desligados, por exemplo as paredes
não estruturais ficam desligadas, mantendo-se as estruturais.
Mechanical, é dado prioridade gráfica aos elementos de AVAC e Hidráulica, que
inclusive são visíveis através de paredes e lajes.
Electrical, o mesmo que o anterior mas aqui são os equipamentos elétricos que ficam em
destaque.
Coordination, todas as disciplinas ficam visíveis com o mesmo nível de informação.
Da Arquitetura para as Estruturas
7
Imagem 8 - Verificação do posicionamento dos dois projetos
Recorrendo à ferramenta “Copy Monitor”, esta permite-nos não só copiar objetos de um ficheiro
externo (vinculado) para elementos similares no nosso projeto, mas também mantê-los coordenados.
Esta coordenação permite que havendo alguma alteração em um dos projetos vinculados, essas
alterações sejam facilmente replicadas nos outros modelos.
Imagem 9 - Ferramenta de cópia/monitorização do projeto
Da Arquitetura para as Estruturas
8
Vamos assim escolher elementos do projeto de arquitetura que de alguma forma serão
influenciadores do nosso projeto de estruturas. E que elementos são esses? Vamos analisar então o
processo:
Imagem 10 – Opções da ferramenta de cópia/monitorização
O Separador “Copy/Monitor” tem as seguintes opções:
“Modify”, opção presente em múltiplas barras de ferramentas e que nos permite sair da
operação ativa, ou alterar a que estávamos a utilizar.
“Options”, Caixa de diálogo onde vamos definir os parâmetros de importação.
“Copy”, processo de cópia dos elementos definidos na opção anterior.
“Monitor”, monitorização dos vínculos entre objetos de projetos vinculados. Permite
inclusive retirar o vínculo entre objetos caso pretendamos que um qualquer objeto perca
o vínculo ao outro projeto.
“Finish”, fim da operação.
“Cancel”, cancelamento do processo.
Na opção “Options” vamos definir previamente que tipos de elementos pretendemos copiar e com
que características físicas o pretendemos fazer. É importante notar que os objetos existentes no projeto
de Arquitetura, não têm de ser integralmente copiados para o projeto de Estruturas e que inclusive
podemos mudar a sua tipologia para a adequar melhor ao processo de construção e análise.
Este processo tem algumas regras que devemos cumprir para evitar futuros dissabores, nunca se
deve iniciar este processo sem ser pela cópia prévia dos pisos, pois caso isso aconteça todos os
objetos ficam vinculados aos pisos existentes no nosso ficheiro inicial e não aos originais da Arquitetura.
Da Arquitetura para as Estruturas
9
“Levels” Níveis/Pisos: obviamente que um dos princípios de coordenação serão os pisos de
Arquitetura estejam replicados nos outros projetos. As categorias e tipos permitem alterar os elementos
do projeto original por outros que se adequem mais ao nosso projeto. Aqui quero chamar a atenção para
um parâmetro com alguma importância. No projeto de Arquitetura a cota dos pisos é ao nível final de
acabamento, com a cota dos níveis de Estruturas é a chamada cota de enchimento podemos aqui copiar
os mesmos níveis atribuindo logo um valor de afastamento negativo no “Offset Level” fazendo com que
os níveis de Estruturas ficam na mesma vinculados aos de Arquitetura mas com essa diferença logo
definida.
Imagem 12 - Opções dos eixos
A ligação da malha de eixos estruturais também nos irá facilitar o alinhamento de elementos
estruturais, tem propriedades similares às da ligação dos níveis.
Vamos dar início ao processo de cópia dos objetos definidos anteriormente. Começamos sempre
pelos pisos como já referimos anteriormente. Ter em atenção a escolha da opção “Multiple” e que depois
de selecionar os pisos que nos interessam terminamos com o “Finish” da barra de opções.
Imagem 11 – Opções dos Níveis/Pisos
Da Arquitetura para as Estruturas
10
Imagem 13 – Seleção dos níveis a copiar
Neste caso além dos níveis de projeto a utilizar, tínhamos outros níveis na arquitetura que não
pretendemos importar, uma boa prática é esses níveis complementares terem um grafismo diferente de
forma a nos facilitar todo o processo.
Da Arquitetura para as Estruturas
11
Imagem 14 – Verificação da existência de vínculos
Reparem que passamos a ter uma duplicação da indicação dos níveis, com um grafismo diferente e
um símbolo que indica haver uma monitorização entre os objetos, ou seja se no projeto de Arquitetura for
alterada a cota de algum destes níveis, essa informação será dada no projeto de Estruturas, na próxima
atualização da ligação ou na próxima vez que abrirmos o projeto.
Da Arquitetura para as Estruturas
12
3. Desenvolvimento de elementos estruturais, pilares e paredes.
Vamos de seguida copiar os restantes objetos, este processo já pode ser feito todo de uma só vez.
Para a cópia destes elementos aconselho utilizar uma vista 3D que contenha todos os elementos, e
devemos garantir que nenhumas das categorias a importar estão desligadas no ficheiro inserido. Uma
boa prática é ter desenvolvido filtros, ou ”View Templates” que nos facilitem o ligar ou manusear a
representação de algumas categorias. Inclusive podemos utilizar “Worksets” para separar entidades por
elementos de estruturas, de arquitetura de especialidades, e desta forma termos uma mais fácil e leve
manipulação do nosso projeto.
Imagem 15 - Opções de inserção de pilares
A ligação dos Pilares é baseada em um processo que permite, a cópia, a substituição ou ignorar os
pilares colocados no projeto de Arquitetura. Na imagem 15, vemos que não foram copiadas as Colunas
M_Rectangular Column, que o modelo 250 x 350 foi copiado diretamente e que os outros serão
substituídos pelo 300x 450.
Da Arquitetura para as Estruturas
13
Este processo evita que tenhamos de carregar previamente os modelos necessários para o nosso
projeto de Estruturas, pois o próprio sistema copia modelos entres ficheiros. O último parâmetro, “Split
Columns by Levels” é muito útil se no modelo de Arquitetura tiverem sido utilizados pilares não
separados entre níveis. Esta opção permite que posteriormente se dimensionem mais facilmente os
objetos por nível.
.
Imagem 16 – Opções de paredes
A cópia das Paredes Estruturais é similar ao dos pilares, com as diferenças relativas aos objetos, a
opção adicional existente é definir se os vãos e aberturas também serão copiados ou se vão ser
ignorados neste processo.
Da Arquitetura para as Estruturas
14
4. Definição das lajes.
Este é um assunto complexo e que só a experiencia ou as práticas de cada utilizador podem definir,
copiamos ou não as lajes da arquitetura?
Na prática, a maioria das lajes criadas em arquitetura raramente estão definidas em termos de
projeção no mesmo perímetro onde serão construídas, isto pode ser causado por múltiplas razões desde
logo a indefinição no projeto de arquitetura das juntas de dilatação, a definição se as lajes de varanda
são um prolongamento ou não das lajes interiores, a construção de lajes, ou de telhados para as
coberturas.
Outro fator a ter em conta é que no Revit Structure, realizamos a modelação para a execução do
projeto, mas também para a análise e a construção, logo existem uma quantidade de definições
importantes sobre o comportamento e definição das lajes que diferencia muito o modelo em relação á
Arquitetura. Neste exemplo vou copiar as lajes, no entanto posteriormente no desenvolvimento do
projeto de Estruturas iremos modelar novos elementos e ignoro estes, servindo apenas para coordenar
futuras alterações na Arquitetura.
Imagem 17 – Opões de cópia das lajes
Da Arquitetura para as Estruturas
15
Nas Lajes, é em tudo similar ao que já explicámos anteriormente, mais uma vez temos a
possibilidade de copiar apenas as lajes estruturais, ignorando lajes de pavimento ou outros elementos
não estruturais.
Imagem 18 – Modelo após a cópia dos pilares e lajes
Para finalizar esta fase, não nos podemos esquecer de criar as plantas resultado dos níveis
vinculados. Basta aceder ao separador “View”, escolher a opção “Plan View”, e aceitar na caixa de
diálogo apresentada que plantas pretendemos criar.
Da Arquitetura para as Estruturas
16
Imagem 19 - Criação das plantas geradas pelos níveis criados em Revit Structure
O resultado é a criação imediata das plantas correspondentes de forma a podermos trabalhar nos
pisos pretendidos. Seguidamente processa-se todo o trabalho de ajuste estrutural, validação de
dimensionamentos prévios, definição de vigas e outros elementos estruturais como sapatas, ou sistemas
de vigamento.
Caso ocorram alterações na Arquitetura que influenciem o projeto de Estruturas, a ferramenta de
“Coordination Review” vai-nos facilitar a análise dessas alterações e consequente ajustamento do projeto
de forma simples e coordenada.
Da Arquitetura para as Estruturas
17
5. Desenho das vigas.
Chegamos à fase de modelação de vigas e outros elementos de ligação estrutural. Este processo é
relativamente simples, acedemos á ferramenta de vigas/”Beam” no menu do Revit®, e escolhemos o tipo
de dimensão prévia inicial a utilizar. As vigas podem ser colocadas ponto a ponto, ou utilizando a opção
“On Grids” que nos permite selecionar os eixos a utilizar e o sistema coloca vigas no seu alinhamento.
Imagem 20 – Colocação de vigas
Posteriormente podemos analisar as ligações dos componentes analíticos das vigas e pilares para
garantir a integridade do modelo, caso não exista um correta ligação, podemos ajustar os eixos
analíticos em separado do elemento estrutural. Colocando as opções da vista em modo “Analytical
Mode” podemos facilmente proceder a ajustes com a própria função de “Analytical Adjust”, desta forma
otimizamos o nosso modelo de análise e evitamos erros posteriores no desenvolvimento do cálculo.
Da Arquitetura para as Estruturas
18
Imagem 21 - Diferença entre os eixos analíticos e os elementos de modelo
Estas funções de ajuste e integridade do modelo analítico são passiveis de uma análise mais
exaustiva que aconselho especialmente a quem está a integrar o modelo de Revit® com o Autodesk®
Robot Structural Analysis, ferramenta de cálculo estrutural.
Da Arquitetura para as Estruturas
19
6. Ligação entre lajes e vigas; apoios e interações.
Nesta fase de desenvolvimento do projeto temos de ter em consideração algumas variáveis;
Estamos apenas a criar um modelo para validação e coordenação interdisciplinar
Pretendemos desenvolver todo o projeto de estruturas a partir deste modelo.
Vai haver uma ligação direta entre o modelo de Revit® e a aplicação de cálculo analítico
a ser utilizada.
Pretendemos quantificar exaustivamente e com absoluta precisão as quantidades de
materiais utilizadas.
Estas questões são pertinentes pela necessidade ou não que existe de entender como o Revit gere
a relação entre objetos.
Imagem 22 – Relação entre lajes e vigas
Como se pode ver na imagem 22, o Revit® quando encontra elementos sobrepostos dá prioridade
às lajes sobre as vigas e pilares, e aos pilares sobre as vigas, mantendo a sua definição analítica, mas
reduzindo o seu volume, pelo que em casos de medições, podemos obter resultados que contrariem as
medições pretendidas.
Da Arquitetura para as Estruturas
20
Neste exemplo (imagem 23) como a laje foi desenhada ao perímetro da estrutura, alinhada pelas
vigas e pilares, rasgou os mesmos, resultando num modelo que pode desvirtuar as medições apesar de
manter a integridade analítica do mesmo.
Imagem 23 – Resultado da relação de junção entre elementos estruturais
A melhor solução nestes casos será desenhar a laje contornado as lajes e pilares, dependendo
apenas da forma que pretendemos obter e da relação entre objetos, neste exemplo (imagem 24) a laje
corta parte da viga, transformando a mesma num elemento em L, apesar de na base de dados estar
referenciada como um perfil retângular. Possivelmente a solução da (imagem 25) será a mais correta
para medições de elementos.
Imagem 25 - Laje á face da viga e do pilar
Em qualquer dos casos, os eixos analíticos são sempre os mesmos e não sofrem influência destas
opções.
Imagem 24 - Laje recortada a contornar pilar e a escavar viga
Da Arquitetura para as Estruturas
21
7. Sapatas e outros elementos de fundação.
Após o desenvolvimento da estrutura de pilares, vigas lajes e paredes, passamos á colocação dos
elementos de fundação.
Estes elementos podem ser sapatas individuais, sapatas sob paredes, ou lajes de fundação. O
processo de aplicação é simples, pode ser realizado em planta, ou em vistas 3D. Como todos os objetos
de Revit, estes são perfeitamente paramétricos e vinculáveis aos pisos e aos outros objetos, como
pilares ou paredes.
Imagem 26 – Elementos de fundação
Da Arquitetura para as Estruturas
22
8. Conclusões finais.
Imagem 27 – Modelo final
O resultado final é um modelo criado em Revit® Structure, que contém pilares, lajes e paredes, que
são copias sincronizadas com os mesmos elementos do Revit® Architecture. A partir deste momento
havendo alterações em qualquer dos ficheiros, sendo o mesmo gravado e o seu vínculo atualizado
vamos receber automaticamente um aviso de haver a necessidade de consolidar as alterações no nosso
ficheiro.
Paralelamente ao desenvolvimento do modelo, podemos submete-lo total ou parcialmente a
aplicações de análise e cálculo estrutural, como por exemplo o Autodesk® Robot Structural Analysis,
neste caso a ligação é bidirecional, qualquer alteração numa das aplicações pode se refletir
automaticamente na outra. Na prática entre o Revit® Structure e o Robot Analysis existirá também um
vínculo de níveis, eixos e elementos estruturais.
Da Arquitetura para as Estruturas
23
Imagem 28 – Modelo em Robot, por exportação bidirecional do Revit® Structure
Depois dos resultados de dimensionamento podemos começar a definir as armaduras e reforços
estruturais do modelo.
Imagem 29 – Ferramenta para criação de armaduras
Para isso podemos utilizar as ferramentas do Revit® Structure para gerar desenhos e informação
sobre quantidades e volumes de materiais.
Da Arquitetura para as Estruturas
24
Imagem 30 – Exemplo de armadura 3D
O Revit® Structure através das suas extensões disponibiliza múltiplas ferramentas para modelação
3D das armaduras em todos os elementos estruturais, assim como para aplicação e reforços das lajes,
também existem ferramentas de pré-análise e de auxílio á tomada de decisão durante o
desenvolvimento do modelo, existe ainda uma ligação ao AutoCAD® Structural Detailing para efeito de
criação automática de desenhos, ou de modelação avançada de ligações metálicas.
Da Arquitetura para as Estruturas
25
Imagem 31 – Desenho automaticamente criado no AutoCAD® Structural Detailing
Em resumo, podemos concluir que a integração completa entre modelos de Revit® Architecture /
Structure nos permite coordenar em tempo real a evolução do projeto, alterações que as várias
disciplinas vão introduzir e a sua influência nos outros projetos. Podemos assim garantir uma melhor
coordenação e gestão multidisciplinar dos nossos projetos.
Esta introdução aos conceitos de desenvolvimento do projeto estrutural em Revit® Structure, será
melhor compreendida com o apoio do vídeo e da apresentação disponíveis no AU Virtual 2011.
Espero que este tutorial tenha ido ao encontro das vossas expectativas e tenha servido para os
ajudar a desenvolver mais facilmente os vossos projetos. Não se esqueçam que me podem contactar e
solicitar qualquer esclarecimento adicional.
Sempre ao vosso dispor
Fernando Oliveira