Automatização da Modelação BIM de Armaduras no Projeto de Estruturas

Abstract

A pormenorização de lajes é um processo moroso e repetitivo que requer bastantes horas de trabalho por parte de desenhadores especializados ou até mesmo engenheiros projetistas. O BIM veio alterar este paradigma, introduzindo novas funcionalidades e novas ferramentas que apoiam o engenheiro de estruturas permitindo criar algoritmos para automatizar este tipo de tarefas que consomem demasiado tempo quando executadas manualmente.

O uso da metodologia BIM tem como objetivos melhorar a visualização das armaduras nos modelos e possibilitar a partilha de informação entre o projeto e a montagem. A modelação BIM de armaduras no projeto de estruturas, em lajes de betão armado, ainda é uma atividade muito recente, necessitada de ser estudada e melhorada no que respeita à sua automatização. Existe muito pouca informação disponível e poucos softwares BIM com capacidade de modelar de uma forma automática. Por essa razão, os projetistas ainda preferem os métodos tradicionais como o CAD.

O objetivo desta dissertação passa pela criação automática de elementos tridimensionais de armaduras em lajes maciças a partir do dimensionamento, em modelos BIM da estrutura. Neste sentido, o presente trabalho tem por base a criação de um algoritmo capaz de automatizar a modelação 3D de armaduras em lajes simplesmente apoiadas. Foi desenvolvida uma folha de cálculo automática no Excel que permite o dimensionamento da laje. É apresentado um fluxo de trabalho entre Robot – Excel – Dynamo – Revit. Paralelamente, e como complemento ao objetivo proposto, foi desenvolvido um algoritmo com capacidade de automatizar a modelação de armaduras em lajes encastradas nos quatro bordos. Deste modo, cria-se um fluxo de trabalho automático possibilitando a visualização das armaduras no modelo BIM bem como a extração de mapa de quantidades.

De forma a avaliar as ferramentas desenvolvidas, será apresentado um caso de estudo de forma a ilustrar a sua aplicabilidade e interesse prático.

Alternate abstract:

The detailing of slabs is a lengthy and repetitive process which requires considerable hours of work by specialized designers and design engineers. BIM has changed this paradigm by introducing new features and new tools that support the structure engineer allowing the creation of algorithms to automate this type of tasks which are too time-consuming when executed manually.

The improvement of rebar visualization in the models and the possibility of sharing the information between the design and the assembly are objectives of the use of the BIM methodology. The BIM rebar modeling in the design of structures, in reinforced concrete slabs, is still a very recent activity, which needs further study and improvement regarding its automation. There is very little information available and few BIM software with the ability to model in na automatic way. Therefore, designers tend to prefer raditional methods such as CAD.

The objective of this thesis is the automatic creation of three- dimensional rebar elements of reinforcement by the sizing of solid slabs, in BIM models of the structure. In this sense, the present work is based on the creation of an algorithm capable of automating a 3D modeling of reinforcement in simply supported slabs. It was necessary to develop an automatic Excel spreadsheet that allows the slab dimensioning. It is introduced the workflow between Robot – Excel – Dynamo – Revit. In parallel, and in addition to the proposed objective, an algorithm was developed with the ability to automate the of the reinforcement in slabs fixed at the four edges.

In this way, an automatic workflow is created allowing the rebar visualization in the BIM model, as well as the map extraction of quantities. To evaluate the tools developed, a case study will be presented in order to illustrate its applicability and practical interest.