04/09/2014

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Avaliação da metodologia BIM através de um estudo de caso

Nicolas Alexandros Papadopoulos

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Departamento de Engenharia Civil – PUC-Rio Rua Marquês de São Vicente, 225 Prédio Cardeal Leme - 3º andar Gávea Rio de Janeiro, RJ - Brasil - CEP: 22451-900

Avaliação da Metodologia BIM Através de um Estudo de Caso

• Motivação

• Tendência Global

• A Metodologia BIM

• Dificuldades de Implementação do BIM

• Ferramentas Utilizadas

• O Estudo de Caso

• Conclusões – Metodologia BIM

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Motivação

• Documentação impressa e desconexa.

• Mesmas ferramentas computacionais de décadas anteriores.

• Dificuldades de comunicação.

• Documentos gerados com erros e omissões.

• Custos adicionais, atrasos e retrabalho.

• Pressão para atender os prazos.

• Duplicidade nas informações e perda de confiabilidade.

• Dificuldade e muito tempo gasto para acessar as informações.

Metodologia tradicional:

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Tendência Global

• Tecnologia em constante avanço.

• Diversas equipes trabalhando em conjunto.

• Globalização dos envolvidos no projeto.

• Aumento da complexidade dos projetos.

• Projeto centralizado em um modelo 3D parametrizado.

• Utilização de ferramentas de análise.

• Crescente demanda pela interoperabilidade.

• Construção sustentável.

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A Metodologia BIM

• Building Information Modeling

• É um processo para gerenciar um empreendimento.

• Utiliza uma única base de dados.

• Integra práticas de trabalho.

• Utiliza um modelo 3D paramétrico.

– Representa os objetos como elementos parametrizados.

– Descreve relações espaciais entre os componentes.

– Contém lógica que facilita a extração das informações.

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Fluxo de Trabalho Tradicional x Fluxo de Trabalho BIM

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Adaptado de Eastman, 2010

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Dificuldades de Implementação do BIM

• Mudar a forma de pensar das pessoas.

• Gerar novos fluxos de trabalho.

• Buscar pessoas com conhecimento na área de BIM.

• Compreender ou reunir pessoas capacitadas nos recursos necessários de hardwares, redes e banco de dados.

• Promover a integração e interoperabilidade.

• Promover o entendimento aos responsáveis pela documentação legal.

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Ferramentas Utilizadas

• Revit Architecture 2012.

• Revit Structure 2012.

• Revit MEP 2012.

• Robot Structural Analysis Professional 2012.

• Navisworks Manage 2012.

• AutoCAD 2012.

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Abordagem do Trabalho

• Simulação da Metodologia BIM.

• Utilização de um projeto feito da maneira tradicional utilizando AutoCAD.

• Modelagem 3D paramétrica.

• Comparação da metodologia BIM com a tradicional 2D.

• Buscar inconsistências no projeto original.

• Avaliação da integração entre a ferramenta de análise estrutural, Robot.

• Avaliação do formato IFC.

• Análise de interferência. 9

O Estudo de Caso

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O Projeto Executivo

• Laboratório de análises químicas.

• Aproximadamente 2500 m².

• PAV 1 – Laboratórios e área administrativa.

• PAV 2 – Piso técnico (equipamentos, reservatório de água).

• Instalações complexas.

• Estrutura mista. 11

Documentação de Projeto • Desenhos no formato DWG, texto no formato DOC e 1 arquivo

Excel especificando o que é cada arquivo totalizando 291 arquivos.

• 12 Memórias de cálculo .

• 18 Listas de materiais.

• 20 Folhas de dados.

• 9 Especificações técnicas.

• 11 Memoriais descritivos.

• 15 Requisições de material.

• 205 Desenhos - Tradicionalmente usa-se AutoCAD 2D.

• Todos arquivos desconexos!

Disciplina Quantidade

Arquitetura 63

Civil 46

Instalações 182

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Projeto Arquitetônico

• O projeto arquitetônico é a base para as demais disciplinas.

• Na metodologia BIM é fundamental na integração entre as equipes.

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Projeto Estrutural • Necessidade de diversas vistas (plantas, cortes,

Detalhes).

• Todas as vistas são documentos independentes.

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Instalações • Grande complexidade nos projetos de instalações.

• A documentação 2D possui limitações proporcinando falta de informações.

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Inconsistências Encontradas no Projeto Original

• Plantas e cortes não batem.

• Nomenclatura de elementos errada.

• Referência de documento errada.

• Erros de cota na planta estrutural.

• Erro nas dimensões dos equipamentos nos desenhos.

• Erros de digitação.

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Modelagem 3D (Usando BIM)

• Desenhos e qualquer tipo de documento é proveniente de uma base de dados única, o modelo 3D paramétrico.

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Modelagem 3D (Usando BIM)

• Diversas vistas são geradas a partir do modelo 3D.

• Informações sempre consistentes.

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Modelagem 3D (Usando BIM)

• Plantas, Cortes, Detalhes, Lista de materias sempre consistentes.

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Revisão de Projeto (Design Review) As ferramentas de revisão executam as seguintes

tarefas:

• Navegar na maquete 3D.

• Acessar informações paramétricas dos elementos.

• Gerar vídeos e imagens realísticas.

• Criar comentários dentro de um projeto.

• Simular a construção em um ambiente 4D

• Realizar análises de interferência.

Neste trabalho é usado o Navisworks da Autodesk.

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Interface - Navisworks

Nome da interferência acusada

Status de cada interferência definidos pelo usuário. A hora e o nome do usuário ficam registrados.

Comentários onde automaticamente o nome a data e hora de quem comentou ficam registrados junto ao comentário. 21

Análises de Interferência Realizadas

• Análise 1: Estrutura x Instalações

• Análise 2: Estrutura x Instalações

• Análise 3: Instalações x Instalações

• Análise 4: Arquitetura x Instalações

*(Com dutos rebaixados)

(Elétrica, Hidráulica e VAC)

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Análise de Interferência (Clash) Resultados:

Erro Análise 1

(estr. x Inst.)

Análise 2

(estr. x Inst.)

Análise 3

(Inst. x Inst.)

Análise 4

(Inst. x Arq)

Tipo 1 22 22 11 18

Tipo 2 146 0 72 0

Tipo 3 0 0 23 0

Tipo 4 1 1 1 0

Tipo 5 7 8 18 6

Total: 176 31 125 24

•Tipo 1: Erro de projeto. •Tipo 2: Erro de modelagem devido à omissão da informação. •Tipo 3: Erro de modelagem devido à falta de informação. •Tipo 4: Erro de modelagem devido à falta de famílias necessárias para representar o projeto real. •Tipo 5: Colisões não significativas.

Tolerância: 1 cm

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Análise 1 – Est. x Inst.

• Muitos erros do tipo 2 (omissão da informação).

• Essa colisão não teria acontecido no momento da construção.

• O modelo 3D foi alterado rebaixando os dutos onde colidiam com a estrutura.

Análise 1

(estr. x Inst.)

Tipo 1 22

Tipo 2 146

Tipo 3 0

Tipo 4 1

Tipo 5 7

Total: 176

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Análise 2 – Est. x Inst. (Dutos Rebaixados)

• As colisões entre a estrutura e os dutos de ar-condicionado foram manualmente corrigidas.

• 8 interferências do Tipo 5.

• 1 interferência do tipo 4.

• 22 interferências do tipo 1.

Análise 2

(estr. x Inst.)

Tipo 1 22

Tipo 2 0

Tipo 3 0

Tipo 4 1

Tipo 5 8

Total: 31

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Análise 3 – Inst. X Inst. Análise 3

(Inst. x Inst.)

Tipo 1 11

Tipo 2 72

Tipo 3 23

Tipo 4 1

Tipo 5 18

Total: 125

• 19 interferências do tipo 4 e 5 desconsideradas.

• 23 interferências do tipo 3 (Falta de Informação).

• As 72 interferências do tipo 2 (omissão da informação).

• 11 interferências do tipo 1.

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Análise 4 – Inst. X Arq. Análise 4

(Inst. x Arq)

Tipo 1 18

Tipo 2 0

Tipo 3 0

Tipo 4 0

Tipo 5 6

Total: 24

• 18 interferências entre o forro e os dutos de ventilação.

• Não é um problema grave.

• As 6 interferências do tipo 5 foram desprezadas.

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Integração: Revit->Robot

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Exportações: Revit->Robot (Pórtico Simples)

• No Revit - Viga analítica no topo da viga física.

• Correção nas propriedades da viga analítica.

• A terceira opção é usar os offsets automáticos

durante a exportação para o Robot. 29

Exportações: Revit->Robot (Pórtico Simples)

• Carregamentos (kN.m): • Os 3 modelos avaliados:

10 kNm

8 kNm

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Modelo 1

Resultados (Pórtico Simples)

Modelo 2 Modelo 3

Unidade: kN.m 31

Resultados (Pórtico Simples)

M. 1 (kN.m) M. 2 (kN.m) M.3 (kN.m)

A 34,80 29,01 35,80

B -37,20 -29,31 -29,00

C (My max) 28,24 15,76 16,10

D 36,00 29,16 28,80

Diferença

M.1 – M.2 M.1 - M.3 M.2 - M.3

A 17% 3% 19%

B 21% 22% 1%

C (My max) 44% 43% 2%

D 19% 20% 1%

Modelo 3

Modelo 1

Modelo 2

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A

B C

D

A

B C

D

A

B C D

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Análise Estrutural do Estudo de Caso

• Exportação direta.

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Estrutura do Estudo de Caso

• Estrutura complexa.

• Estrutura mista de concreto pré-moldado e perfis metálicos.

• Muitos níveis de vigas.

• Laje em steel deck sobre vigas metálicas.

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Problemas da Exportação Direta Avaliados em Estruturas Complexas:

• Colunas sobrepostas.

• Ligações Rígidas (Rigid Links) pode causar erros de sobreposição.

• Malha da laje insatisfatória.

• Não exporta diretamente novas famílias criadas no Revit.

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Colunas Sobrepostas

• Análise do problema:

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Colunas Sobrepostas

• Solução: Unificar as colunas ao invés de dividir por pavimentos.

• Um modelo simples foi estudado para a avaliação dos impactos.

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Colunas Sobrepostas

• No Revit os elementos 2 e 3 não foram divididos.

• Carregamento de 100 kNm.

• Os resultados não são afetados.

• Solução: Unificar as colunas ao invés de dividir por pavimentos.

Modelo convencional (Ftool)

38 Modelo criado pelo Revit (Robot)

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Ligação Rígida (Rigid Links) • Modelo analítico

utilizando o Rigid Link.

• Modelo analítico sem utilizar um Rigid Link.

• Uso do Rigid Link no Estudo de caso:

• Sobreposição com outros elementos. • Solução: Não usar os Rigid Links do Revit. • OBS: Será necessário usar o Rigid Link manual do

Revit para melhorar a malha da laje no próximo caso.

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Melhorando a Malha das Lajes

• Malha irregular.

• É necessário ajustar as vigas de bordo.

• Em alguns casos é necessário usar os Rigid Links.

Malha ruim

Malha melhorada 40

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Exportações para Ferramentas de Análise

• Exportação indireta - Formato IFC (ainda em aperfeiçoamento).

• IFC é o formato de interoperabilidade para os projetos de Eng. Civil.

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• Informações mais consistentes e unificadas.

• Os projetos realizados da maneira tradicional são suscetíveis a erros.

• Capacidade de visualização e realização de análises avançadas.

• Muitas das interferências e inconsistências encontradas não teriam ocorrido caso a metodologia BIM tivesse sido empregada.

• Utilização de uma ferramenta de análise de interferência é parte intrínseca da metodologia BIM.

Conclusões – Metodologia BIM

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• Integração Revit-Robot funciona porém é necessário cuidados em projetos complexos.

• A utilização dos offsets apresenta resultados próximos do usado na teoria para os momentos fletores nas vigas, porém no topo das colunas os momentos fletores podem ser afetados quando carregamentos laterais são aplicados.

• A melhor maneira de exportar o modelo analítico é usando os ajustes automáticos.

• Os pilares não precisam ser subdivididos por pavimento conforme a Autodesk sugere.

Conclusões – Metodologia BIM

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• Os Rigid links do Revit devem ser usados em situações específicas, pois podem causar problemas no Robot.

• Nesse trabalho não foi possível realizar a integração Revit-Robot via IFC.

Conclusões – Metodologia BIM

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Obrigado!

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