Modelação de Propriedades de Estruturas em Modelos BIM

182 Pages·2014·7.2 MB·Portuguese

Modelação de Propriedades de
Estruturas em Modelos BIM

JOÃO PEDRO MORAIS DE SÁ

Dissertação submetida para satisfação parcial dos requisitos do grau de
MESTRE EM ENGENHARIA CIVIL — ESPECIALIZAÇÃO EM CONSTRUÇÕES

Orientador: Professor Doutor João Pedro Poças Martins

Co-Orientador: Professor Doutor João Filipe Meneses Espinheira Rio

JUNHO DE 2014
MESTRADO INTEGRADO EM ENGENHARIA CIVIL 2013/2014
DEPARTAMENTO DE ENGENHARIA CIVIL
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Editado por
FACULDADE DE ENGENHARIA DA UNIVERSIDADE DO PORTO
Rua Dr. Roberto Frias
4200-465 PORTO
Portugal
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 http://www.fe.up.pt

Reproduções parciais deste documento serão autorizadas na condição que seja
mencionado o Autor e feita referência a Mestrado Integrado em Engenharia Civil -
2013/2014 - Departamento de Engenharia Civil, Faculdade de Engenharia da
Universidade do Porto, Porto, Portugal, 2014.

As opiniões e informações incluídas neste documento representam unicamente o ponto de
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Este documento foi produzido a partir de versão eletrónica fornecida pelo respetivo Autor.
Modelação de Propriedades de Estruturas em Modelos BIM

À memória do meu Tio António Fernando Cavalheiro de Carvalho
e do meu Amigo e colega de curso Ricardo Filipe da Silva Correia

"Happiness does not come from doing easy work but from the afterglow of satisfaction that
comes after the achievement of a difficult task that demanded our best.”
Theodore Isaac Rubin

Modelação de Propriedades de Estruturas em Modelos BIM

AGRADECIMENTOS

A realização da presente dissertação foi apenas possível devido à presença de um conjunto de pessoas,
cujo apoio se mostrou crucial não só pela partilha de conhecimentos e pelos incentivos para fazer mais
e melhor, mas também por todo o sentido de motivação demonstrado. Apesar da elaboração de um
documento deste tipo estar associada a um processo solitário, toda a ajuda disponibilizada atenuou com
certeza esta afirmação.
Agradeço…
Ao meu orientador, Prof. Doutor João Pedro da Silva Poças Martins, pela dedicação, orientação, apoio
ao longo de todas as fases deste projeto, sugestões propostas, conhecimentos transmitidos e críticas
construtivas.

Ao meu co-orientador, Prof. Doutor João Filipe Meneses Espinheira Rio, por todas as manhãs e tardes
disponibilizadas de apoio ao desenvolvimento deste documento, pelo espirito crítico, perfecionismo,
incentivos, atenção e sábios conselhos.

Ao Prof. Doutor José Miguel de Freitas Castro, pelo primeiro contacto com a programação em Python,
pelo seu sentido entusiasta na utilização de aplicações informáticas aplicadas à Engenharia Civil e por
todo o apoio à implementação do Web service.

Ao Mestre Rui Manuel Santos Barros por tornar possível a transposição da ferramenta produzida para
um Web service.

Ao Mestre Gustavo Pinho Oliveira por toda ajuda crucial em torno da linguagem programática Python.

Ao Mestre Sérgio Miguel Ferreira de Pinho pela apresentação de conceitos fundamentais para uma
primeira abordagem ao IFC e pelo modelo IFC disponibilizado e utilizado nesta dissertação.

À minha família, particularmente à minha Mãe, ao meu Pai e à minha Irmã pelo apoio incondicional
durante todos estes anos de formação académica e pessoal e à minha namorada Ana Lúcia, por todo o
acompanhamento ao longo do trabalho, pelo interesse revelado, sugestões partilhadas e sobretudo pelo
apoio incondicional demonstrado.

A todos os meus amigos e colegas de curso que me acompanharam no meu percurso académico.

A todos, sem exceção, um muito obrigado.

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RESUMO

A presente dissertação tem como objetivo avaliar a possibilidade de utilizar o formato aberto do BIM,
o IFC, para constituição de ferramentas que permitam a obtenção automática de quantidades de
elementos estruturais, disponibilizadas remotamente através de um navegador da internet ou dispositivo
móvel.
Este tema insere-se no âmbito das Tecnologias da Informação e Comunicação (TIC) e na sua
importância na colaboração em tarefas-tipo da Engenharia Civil.
Os métodos empregues para o seu desenvolvimento baseiam-se na aplicação de ferramentas BIM
(Autodesk Revit, Tekla Structures e Graphisoft ArchiCAD) para modelação de estruturas (compostas por
vigas, pilares, lajes e fundações diretas), associando diferentes propriedades geométricas e materiais,
nomeadamente betões. Os modelos concebidos são exportados/ gravados como ficheiros IFC-SPF, de
modo a avaliar a possibilidade da sua utilização como suporte de tarefas de extração de quantidades.
Segue-se o desenvolvimento de rotinas para a sua extração automática, recorrendo para tal à ferramenta
programática Python. Existem diferentes projetos referentes a ferramentas que permitem a manipulação
das bases de dados de conhecimento do IFC, cujas API’s (Application Programming Interface) são
disponibilizadas para utilização por terceiros. Através do programa idealizado é possível o
desenvolvimento de um Web service que permita o acesso remoto aos seus serviços por parte de qualquer
utilizador e a partir de diversas plataformas. Pretende-se que os dados de passagem do programa sejam
baseados em estruturas XML para posterior manipulação via Microsoft Office Excel, entre outros.
O tema das medições na construção é composto por inúmeras condicionantes que devem ser alvo de
estudos detalhados através da constituição de casos de estudo em ferramentas BIM e, posterior, análise
via IFC. Cada ferramenta BIM apresenta estruturas bem definidas e distintas para a conversão da
informação para o IFC e, por isso, o mesmo modelo BIM pode gerar ficheiros IFC distintos. A
quantidade de informação acoplada num modelo BIM tem influência direta no tamanho do ficheiro IFC,
sendo, portanto, o poder de cálculo da ferramenta idealizada tanto mais eficiente quanto menor o
tamanho do ficheiro. Com efeito, os modelos utilizados para extração de quantidades devem ter por
base, numa primeira abordagem, modelos estruturais em detrimento de modelos arquitetónicos, ou seja,
modelos com nível de detalhe inferior.

PALAVRAS-CHAVE: BIM, IFC, Medições na Construção, API, Web service.

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ABSTRACT

This dissertation aims to evaluate the possibility to use the open format of BIM, IFC, for the
establishment of tools that allow the obtainment of structural elements quantities in an automatically
way, by providing its remote access through a web browser or other mobile devices.
This topic is inserted into the Information and Communications Technologies (ICT) and in its
importance in the collaboration in Civil Engineering tasks.
The methods used for its development are based in the application of BIM tools (Autodesk Revit, Tekla
Structures and Graphisoft ArchiCAD) for modelling of structures (formed by beams, columns, slabs and
footings), associating different geometric properties and materials, namely concretes. The conceived
models are exported/ saved as IFC-SPF files, to evaluate the possibility of its use as tasks support, in the
extraction of quantities. Follows the development of routines for its automatic extraction, through the
programmatic tool Python. There are different projects regarding tools that allow the manipulation of
data bases of knowledge of IFC, whose API's (Application Programming Interface) are available for the
use of a “third person”. Through the idealized program it is possible the development of a Web service
that allows the remote access to its services by any user and starting from several platforms. It is intended
that the output of the program is based in XML structures for its subsequent manipulation through
Microsoft Office Excel or others.
The topic of the measurements in construction is composed by countless conditioning factors that should
be the aim of detailed studies, through the establishment of cases of study in BIM tools and,
subsequently, in its analysis via IFC. Each BIM tool presents well defined and distinguished structures
to convert to the IFC format and, consequently, the same BIM model can generate different IFC files.
Moreover, the amount of information coupled in a BIM model has direct influence in the size of the IFC
file. Therefore, the power of calculation of the tool idealized is so more efficient as the file size is much
smaller. With effect, in a first approach to this problem, the models used for extraction of quantities
should be based in structural models instead of architectonic models, in other words, models with less
details.

KEYWORDS: BIM, IFC, Measurements in Construction, API, Web service.

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