João Calheiros. Tese de Mestrado. FEUP 2014. BIM, Modelação Paramétrica, Rhino3D, Grasshopper
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PROCESSOS INTEGRADOS DE MODELAÇÃO, ANÁLISE E OTIMIZAÇÃO DE PROJETOS NA AECEXPLORAÇÃO DE FERRAMENTAS DE SUPORTE À PROTOTIPAGEM DIGITAL
MESTRADO INTEGRADO EM ENGENHARIA CIVIL – ESPECIALIZAÇÃO EM CONSTRUÇÕESJOÃO DIOGO CALHEIROS BRITOJULHO 2014
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DEFINIÇÃO DO PROBLEMA▪ A EFICIÊNCIA É CADA VEZ MAIS PREPONDERANTE NO PROCESSO DE PROJETO
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DEFINIÇÃO DO PROBLEMA▪ COMO SE MEDE O DESEMPENHO DE UM EDIFÍCIO?▪ COMO SE OTIMIZA O DESEMPENHO?
Custos
Função
Estética
Produção
Estrutura
Materiais
SustentabilidadeDESEMPENHO
Localização
Manutenção
Segurança
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▪ A COMPATIBILIZAÇÃO MULTIDISCIPLINAR É FUNDAMENTAL
DEFINIÇÃO DO PROBLEMA
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▪ OS EDIFÍCIOS SÃO CADA VEZ MAIS COMPLEXOS
DEFINIÇÃO DO PROBLEMA
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▪ É NECESSÁRIO ENSAIAR OS EDIFÍCIOS, LOGO DESDE A ETAPA CONCETUAL
DEFINIÇÃO DO PROBLEMA
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▪ NOÇÃO DE PROTÓTIPO DIGITAL, SUPORTADO EM FERRAMENTAS COMPUTACIONAIS
PROTOTIPAGEM DIGITAL
▪ BASEIA-SE EM MODELOS CONCETUAIS EXPEDITOS, ADAPTADOS AOS REQUISITOS DE PROJETO
▪ EXPLORAÇÃO DE MÚLTIPLAS ALTERNATIVAS
▪ PERMITE SIMULAR, TESTAR, AJUSTAR E APERFEIÇOAR COM VISTA A INCREMENTAR O DESEMPENHO GLOBAL
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PROTOTIPAGEM DIGITAL
MODELAÇÃO PARAMÉTRICA
▪ AS REGRAS/PARÂMETROS DEFINIDOS É QUE CONDUZEM A FORMAÇÃO DO MODELO
▪ BASEADO EM PROGRAMAÇÃO VISUAL
▪ FLEXIBILIZA O MODELO
▪ ECOSSISTEMAS DIGITAIS
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PROTOTIPAGEM DIGITAL
SIMULAÇÃO E ANÁLISE DE DESEMPENHO
▪ FOCADO EM ANÁLISES PRELIMINARES
▪ PERMITEM FEEDBACKS DE DESEMPENHO EXPEDITOS
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PROTOTIPAGEM DIGITAL
TÉCNICAS EVOLUCIONÁRIAS DE OTIMIZAÇÃO
▪ BASEADAS EM ALGORITMOS GENÉTICOS
▪ CONSEGUEM LIDAR COM MÚLTIPLAS VARIÁVEIS E OBJETIVOS SIMULTANEAMENTE
▪ ADEQUADOS A PESQUISAR A MELHOR RELAÇÃO DE COMPROMISSO ENTRE DIVERSOS CRITÉRIOS DE DESEMPENHO
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▪ PROCESSO INTEGRADO DE MODELAÇÃO, ANÁLISE E OTIMIZAÇÃO FOCADO NA OTIMIZAÇÃO DO DESEMPENHO GLOBAL
▪ ENFÂSE NA FASE CONCETUAL
▪ SUSTENTADA NA RÁPIDA GERAÇÃO E AVALIAÇÃO DE ALTERNATIVAS
▪ FOMENTA PROCESSOS COLABORATIVOS
▪ ESTIMULA A EQUIPA A SUPERAR-SE
▪ SUPORTE À TOMADA DE DECISÃO
▪ COMPLEMENTA AS CAPACIDADES DA METODOLOGIA BIM
PROJETO ORIENTADO PELO DESEMPENHO
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1. DEFINIÇÃO DO PROBLEMA
PROJETO ORIENTADO PELO DESEMPENHO
▪ É FUNDAMENTAL ESTRUTURAR O MODELO DE FORMA LÓGICA E COERENTE
▪ QUAIS OS PARÂMETROS?
▪ QUAIS OS OBJETIVOS?
▪ QUAIS AS RESTRIÇÕES?
2. DESENVOLVIMENTO DO PROTÓTIPO BASE▪ DESENVOLVER O CONCEITO INICIAL
▪ DEFINIÇÃO PARAMÉTRICA DO MODELO
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PROJETO ORIENTADO PELO DESEMPENHO3. MANIPULAÇÃO PARAMÉTRICA▪ FORMAÇÃO DE INPUTS PARA SIMULAÇÃO E ANÁLISE
DE DESEMPENHO
4. GERAÇÃO DE NOVAS SOLUÇÕES▪ POTENCIAL DE VISUALIZAÇÃO
INPUTS
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PROJETO ORIENTADO PELO DESEMPENHO5. SIMULAÇÃO DE DESEMPENHO▪ CAPACIDADE DE INFORMAR ACERCA DO
COMPORTAMENTO DE CADA SOLUÇÃO
6. PROCESSO DE OTIMIZAÇÃO
▪ CONTROLA O PROCESSO GERATIVO
▪ EVOLUI A GERAÇÃO DE SOLUÇÕES EM FUNÇÃO DOS OBJETIVOS DEFINIDOS
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PROJETO ORIENTADO PELO DESEMPENHO7. CLASSIFICAÇÃO DE RESULTADOS▪ APRESENTAÇÃO GRÁFICA DAS SOLUÇÕES
SATISFATÓRIAS/OTIMIZANTES
▪ TRADE-OFF
▪ BENCHMARKING
OUTPUTS
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PROJETO ORIENTADO PELO DESEMPENHO9. ANÁLISE, PONDERAÇÃO E TOMADA DE DECISÃO▪ FOMENTA DECISÕES SUSTENTADAS EM CRITÉRIOS
OBJETIVOS DE DESEMPENHO
▪ PERMITE APRESENTAR DIVERSAS SOLUÇÕES AO CLIENTE
▪ CANALIZA OS ESFORÇOS NO PROCESSO CRIATIVO
10. INTEGRAÇÃO BIM▪ MECANISMOS DE INTEROPERABILIDADE
▪ AS METODOLOGIAS COMPLEMENTAM-SE
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CASO DE ESTUDO
ANIMAÇÃO
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▪ SUBDIVISÃO DO MODELO EM FAMÍLIAS DE ELEMENTOS, DEFINIÇÃO DE TODAS AS CONDIÇÕES INICIAIS (APOIOS, AÇÕES, TIPOS DE SEÇÕES A UTILIZAR...)
▪ OBJETIVOS▪ SELEÇÃO DA SECÇÃO MAIS APROPRIADA A CADA ELEMENTO
▪ MINIMIZAR A MASSA TOTAL DO FUSTE CENTRAL
▪ MINIMIZAR O DESLOCAMENTO MÁXIMO NODAL
▪ PARÂMETROS
▪ NÚMERO DE LADOS DO FUSTE [3 – 10]
▪ NÚMERO DE ANÉIS DO FUSTE [3-15]
▪ RESTRIÇÕES
▪ DESLOCAMENTO MÁXIMO = H/200 = 175 MM
▪ TODOS OS ELEMENTOS DEVEM VERIFICAR A CAPACIDADE RESISTENTE
CASO DE ESTUDO
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CASO DE ESTUDO
ANIMAÇÃO
KARAMBA – OTIMIZADOR DE SECÇÕES
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CASO DE ESTUDOKARAMBA – VISUALIZAÇÃO DE
RESULTADOS
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CASO DE ESTUDOOCTOPUS – RESULTADOS DA OTIMIZAÇÃO MULTI-
OBJETIVO
Parâmetros/Genes Objetivos/Funções Fitness
Nº Anéis Nº de LadosDeslocamento Máximo Nodal
Massa
- - mm kg
1 15 10 161.97 137 358
2 9 6 162.33 133 461
3 8 6 164.95 130 497
4 9 5 169.12 126 187
5 14 6 172.00 125 568
6 10 6 172.21 125 593
7 10 8 174.09 124 382
8 7 5 176.92 121 532
9 9 8 177.43 119 036
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▪ PREPARAÇÃO DO MODELO PARA EXECUÇÃO E PRODUÇÃO
CASO DE ESTUDOSUPERB LYREBIRD – INTEROPERABILIDADE BIM
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▪ A METODOLOGIA POD POTENCIA O SUCESSO DO PROJETO LOGO DESDE A SUA IDEALIZAÇÃO
▪ FOMENTA A INTERLIGAÇÃO DE MÚLTIPLOS CRITÉRIOS DE DESEMPENHO
▪ PERMITE A REVELAÇÃO DE NOVAS DIREÇÕES DE PROJETO
▪ INCREMENTA A FLEXIBILIDADE DO PROJETO
▪ ASSENTA EM SCRIPTS REUTILIZÁVEIS
▪ OS MECANISMOS DE INTEROPERABILIDADE NÃO SÃO, AINDA, TOTALMENTE EFICAZES
▪ BASEIA-SE EM RESULTADOS CONFIÁVEIS, AINDA QUE NÃO DETALHADOS
▪ É UM SUPORTE À TOMADA DE DECISÃO NAS FASES EMBRIONÁRIAS
▪ IMPULSIONA MÉTODOS DE FABRICAÇÃO DIGITAL.
CONCLUSÕES
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OBRIGADO!
“Forget about the way it looks, think about how it behaves”
Neri Oxman