aplicação de conceitos bim à instrumentação de estruturas

128 Pages·2011·4.4 MB·Portuguese

APLICAÇÃO DE CONCEITOS BIM À INSTRUMENTAÇÃO DE
ESTRUTURAS

BRUNO FILIPE VIEIRA FERREIRA

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

Orientador: Professor Doutor João Pedro da Silva Poças Martins

Co-Orientador: Professor Doutor João Filipe Meneses Espinheira Rio

JULHO DE 2011
MESTRADO INTEGRADO EM ENGENHARIA CIVIL 2010/2011
DEPARTAMENTO DE ENGENHARIA CIVIL
Tel. [phone]
Fax [phone]
(cid:1) [email protected]

Editado por
FACULDADE DE ENGENHARIA DA UNIVERSIDADE DO PORTO
Rua Dr. Roberto Frias
4200-465 PORTO
Portugal
Tel. [phone]
Fax [phone]
(cid:1) [email protected]
(cid:1) 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 -
2010/2011 - Departamento de Engenharia Civil, Faculdade de Engenharia da Universidade
do Porto, Porto, Portugal, 2011.

As opiniões e informações incluídas neste documento representam unicamente o ponto de vista do
respectivo Autor, não podendo o Editor aceitar qualquer responsabilidade legal ou outra em relação a
erros ou omissões que possam existir.

Este documento foi produzido a partir de versão electrónica fornecida pelo respectivo Autor.
Aplicação de Conceitos BIM à Instrumentação de Estruturas

Aos meus Pais e Irmã

Aplicação de Conceitos BIM à Instrumentação de Estruturas

AGRADECIMENTOS
Ao meu orientador, o Professor João Poças Martins, o profundo reconhecimento pelos ensinamentos,
pelas suas orientações, disponibilidade, apoio permanente e motivação que sempre manifestou.
Ao meu co-orientador, João Rio, um agradecimento especial pela disponibilidade na troca de
impressões, pelas longas trocas de ideias, discussões e interpretações dos mais variados problemas,
pela motivação e incentivo dados no decorrer do meu trabalho e cujo entusiasmo me motivou a ir
sempre um pouco mais além.
Ao Engenheiro André Monteiro, pela disponibilidade e ajuda necessária na elaboração do caso de
estudo deste trabalho.
Ao INEGI pela informação disponibilizada sobre o seu edifício e pela disponibilidade para
prontamente me mostrarem as instalações.
Aos meus amigos e colegas de curso, por terem feito parte de tamanha etapa da minha vida. Sou
obrigado a destacar a amizade e o companheirismo do André Dias, Bruno Nascimento, Francisco
Sousa, Inês Madureira, João Torres, Jorge Ribeiro, Nuno Moreira e Rui Ribeiro, que estiveram sempre
presentes nos cinco anos do Mestrado Integrado e com os quais passei momentos únicos.
Aos meus amigos de longa data por toda a sua paciência e compreensão durante todo este tempo e em
especial pela sua amizade.
Por fim, queria agradecer à minha família, em particular aos meus pais e irmã a quem dedico este
trabalho. Pelo acompanhamento em toda esta fase, pelo de incentivo, apoio incondicional e carinho
nesta e em tantas outras etapas, o meu mais sincero obrigado.
A todos aqueles que colaboraram de alguma forma para que este trabalho se pudesse realizar.
A todos o meu muito obrigado.

i
Aplicação de Conceitos BIM à Instrumentação de Estruturas

ii
Aplicação de Conceitos BIM à Instrumentação de Estruturas

RESUMO
A instrumentação e monitorização estrutural têm vindo a ganhar uma importância crescente na área da
construção civil. No entanto, a informação dela resultante nem sempre é devidamente organizada,
armazenada e utilizada. Pretende-se por isso integrar os dados recolhidos em sistemas de gestão de
informação como os BIM (Building Information Model). Os BIM assentam na ideia de integrar toda a
informação relacionada com um edifício ou projecto num único modelo digital. Essa informação pode
ser prévia ou ser associada durante a construção do edifício ou durante a sua vida útil. Estas
ferramentas têm-se desenvolvido rapidamente, aumentando a possibilidade de gestão de informação na
indústria da construção.
O objectivo deste estudo passa por manipular a informação decorrente da instrumentação e
monitorização estrutural e integrá-la num modelo padrão de construção, com a utilização de uma
linguagem comum que serve de standard (padrão) para a indústria da construção, conhecido como
IFC (Industry Foundation Classes). Neste trabalho, é feita uma avaliação da aplicabilidade do
standard IFC, como formato para troca de informação entre os sensores e as aplicações BIM. Propõe-
se também a extensão do modelo IFC existente para passar a incluir sensores cinemáticos, uma vez
que este só engloba sensores ambientais, actualmente.
Com base no modelo exposto e recorrendo a programas BIM, realizou-se um caso de estudo real
relativo ao edifício da Nave do INEGI, no campus da FEUP (Faculdade de Engenharia da
Universidade do Porto), utilizando dados provenientes de medições reais. Realizou-se um modelo
tridimensional do edifício, verificou-se a interoperabilidade entre várias ferramentas BIM compatíveis
e criaram-se propriedades dentro do modelo IFC capazes de transportar as informações registadas
pelos sensores.
Aborda-se assim, o tema da monitorização e instrumentação de estruturas enquadrados nos BIM a uma
escala mais próxima da real, onde as adversidades e os problemas levantados diferem
substancialmente dos apresentados teoricamente. Os resultados sugerem que a gestão de informação
por parte dos BIM relativamente aos dados obtidos pelos sensores é viável.

PALAVRAS-CHAVE: IFC, BIM, Sistemas de monitorização, Gestão de informação, Instrumentação
estrutural.

iii
Aplicação de Conceitos BIM à Instrumentação de Estruturas

iv
Aplicação de Conceitos BIM à Instrumentação de Estruturas

ABSTRACT
The instrumentation and structural health monitoring has gained a growing importance in the
construction industry. However, the resulting data is not always properly organized, stored and used.
For this reason, is intended to integrate the data collected in an information management system such
as BIM (Building Information Model). BIM is based on the idea of integrating all information related
to a building or project in a single digital model. This information can be associated prior, or during,
the construction of the building or even during its lifetime. These tools are being developed rapidly,
increasing their chances of information management.
The purpose of this study is to manage information from the instrumentation and structural health
monitoring. As to achieve this goal, it was studied a standard construction model, with the use of a
common language that serves as the industry standard, known as IFC (Industry Foundation Classes).
In this work is performed an assessment of the applicability of the IFC standard, as a format for
information exchange between sensors and BIM. It was also proposed the extension of the model
based on kinematic sensors, since it presently only includes environmental sensors.
Based on the model above, and using BIM programs, a real case study was done concerning the “Nave
do INEGI” building using data from actual measurements. It was conducted a three-dimensional
model of the building, studied the interoperability between various BIM tools and compatible
properties were created within the IFC model capable of delivering the information recorded by the
sensors.
Thus, it was studied the issue of the instrumentation and structural health monitoring framed on the
BIM software on a scale closer to the real, where the adversities and the problems substantially differ
from those presented theoretically. The results suggest that the management of information from the
BIM with the data obtained by the sensors is achievable.

KEYWORDS: IFC, BIM, Structural health monitoring, Information management, Structural
instrumentation.

v
Aplicação de Conceitos BIM à Instrumentação de Estruturas

vi