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ESTUDO DE CASO: MODELAGEM EM BIM DE UMA EDIFICAÇÃO APLICANDO O SISTEMA WOOD FRAME

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Academic year: 2023

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Dentre essas inovações, destaca-se o sistema wood frame, predominantemente industrializado, formado por estruturas constituídas por peças leves de madeira, reforçadas com placas de madeira. E durante o processo de modelagem, esses componentes foram aplicados no estudo de caso adaptado ao sistema de moldura de madeira.

Justificativa

A utilização do BIM para estruturas de madeira pode melhorar os processos de projeto e construção, permitindo a criação, teste e avaliação de um maior número de alternativas antes mesmo do início da obra (NAWARI, 2012). Existem alguns estudos na literatura nacional que ilustram o uso do BIM para estruturas de madeira.

Definição do problema

Diante dessas lacunas levantadas, este trabalho visa contribuir com o tema apresentando opções de projeto de edifícios com estrutura de madeira utilizando ferramentas BIM visando a qualidade do produto final. Considerando esta lacuna, este trabalho busca responder à seguinte questão: como modelar uma construção em madeira utilizando ferramentas BIM.

Objetivos

Objetivo geral

Para contribuir com a qualidade do projeto deste sistema, existem no mercado ferramentas BIM adequadas para esquadrias de madeira que facilitam a inclusão de componentes de acordo com diretrizes técnicas pré-estabelecidas. Conforme mencionado anteriormente, observou-se que em geral ainda não existem estudos mais aprofundados de processos de modelagem de estruturas de madeira com ferramentas BIM.

Objetivos específicos

19 engenheiros e arquitetos não especificam o sistema construtivo de madeira em seu projeto, alegando não compreenderem completamente suas características (OLIVEIRA, 2014). Neste tópico serão apresentados conceitos relevantes para a compreensão da obra em apreço, nomeadamente: (1) sistema construtivo em moldura de madeira; 2) Projetar edifícios de madeira; (3) Modelagem de Informação de Construção (BIM); e (4) ferramentas BIM para sistemas em madeira.

Sistema construtivo wood frame

  • Fundação
  • Paredes
  • Plataforma de piso
  • Cobertura
  • Wood frame no Brasil

A Figura 9 mostra a passagem das instalações entre as vigas do painel de parede do sistema wood frame. Adicionalmente, destaca-se o primeiro edifício em madeira construído no país, em 2016, no município de Araucária, Paraná, apresentado na Figura 14.

Figura 1 – Subsistemas de uma edificação em wood frame
Figura 1 – Subsistemas de uma edificação em wood frame

Projeto de edificações estruturadas em madeira

Medidas gerais de projeto para durabilidade das construções em

As Tabelas 2 a Tabela 6 apresentam as especificações dos subsistemas de parede e piso do sistema de madeira, conforme Diretriz SINAT nº 005 (BRASIL, 2017) e DATec nº 020C (BRASIL, 2018). A Tabela 5 e a Tabela 6 apresentam as especificações dos componentes do caixilho estrutural e do revestimento/acabamento do mezanino, respectivamente.

Modelagem da Informação da Construção (BIM)

Níveis de desenvolvimento

A Figura 15(c) mostra o LOD 350, onde há mais detalhes das vigas de suporte e dimensões definidas com precisão da placa estrutural. Por fim, a Figura 15(d) mostra o LOD 400, onde pode-se observar que estão incluídos fixadores como pregos e cola (BIM FORUM, 2019).

Figura 15 - Representação de piso em wood frame do LOD 200 ao LOD 400
Figura 15 - Representação de piso em wood frame do LOD 200 ao LOD 400

Ferramentas BIM para sistemas estruturados em madeira

Autodesk Revit

  • MWF Pro Wood

Este software possui três tipos de elementos em projetos: elementos de modelo, elementos de dados e elementos específicos de visualização. Os elementos de dados ajudam a definir o contexto do projeto, como níveis, eixos e planos.

ArchiCAD

  • ArchiFrame

SEMA

44 Para iniciar este trabalho foram definidas duas variáveis ​​gerais: sistema construtivo em madeira e ferramentas BIM para construção em madeira. Com isso foi identificado o principal problema, que relaciona a qualidade dos projetos de construção em madeira com a necessidade de inserir especificações e detalhes do sistema construtivo utilizado.

Figura 17 - Fluxograma do método da pesquisa
Figura 17 - Fluxograma do método da pesquisa

Estudo de caso

Com base nessas variáveis, foi definido o tema da pesquisa: a aplicação de ferramentas BIM em projetos de construção de wood frame. Em seguida, para identificar estudos semelhantes e lacunas neste tema, foi realizada uma pesquisa bibliográfica utilizando as palavras-chave: sistema construtivo de estrutura de madeira, projeto de construção de madeira e software BIM para estruturas de madeira. Assim, colocou-se a seguinte questão de pesquisa: como modelar uma construção em madeira utilizando ferramentas BIM.

O projeto arquitetônico foi elaborado utilizando o sistema construtivo tradicional – estrutura de concreto armado e alvenaria de tijolos – e elaborado no software Autodesk Autocad.

Figura 18 - Planta do estudo de caso
Figura 18 - Planta do estudo de caso

Seleção de ferramentas BIM para o sistema wood frame

Especificação dos componentes de parede e entrepiso

Modelagem de um estudo de caso aplicando ferramentas BIM

Seleção das ferramentas BIM para modelagem

Especificações dos componentes de parede e entrepiso

A Tabela 11 apresenta as especificações dos componentes do subsistema de parede e a Tabela 12 apresenta as especificações do contrapiso. Segundo Brasil (2017), as áreas úmidas incluem: lavabo ou banheiro sem ducha, cozinha e varanda coberta; e áreas molhadas: banheiro com ducha, incluindo piso de ducha, lavanderia e áreas descobertas. WC PNE Masculino + WC PNE Feminino WC PNE Feminino + WC Masculino WC Masculino + WC Feminino WC Feminino + Cozinha Tipo 7 Exterior + Molhável interior Tanque de água.

Modelagem do estudo de caso

Abertura de template do Revit

Em seguida, as unidades de medida do projeto foram alteradas para metros e centímetros, já que a unidade ao abrir um template do Revit é em milímetros. O nível ósseo refere-se ao nível da estrutura e o nível acabado refere-se ao nível da cobertura.

Preparação dos componentes dos subsistemas no Revit

  • Piso/fundação
  • Paredes
  • Entrepiso/Cobertura

Ao escolher uma das cotas do projeto, foram configurados os níveis, mostrados na figura 22, conforme projeto arquitetônico. A fundação foi criada duplicando o tipo “Genérico 300 mm” e renomeando-o para “Radier – 500 mm”, conforme Figura 23. Concreto moldado no local, “cascalho”, “bico de pista compactada” e alteração de espessuras. , conforme mostrado na figura 24.

As paredes foram criadas duplicando o tipo “Genérico – 150 mm”, conforme indicado na Figura 28, e alterando as propriedades de cada uma, conforme lista de tipos de paredes feita no tópico 4.2. À semelhança da criação dos pisos anteriores, foi criado o tipo “piso intermédio” com espessura de 0,19 cm, apresentada na Figura 37, igual à altura das vigas. Além disso, também foi criada a camada impermeabilizante, mostrada na Figura 38, que será aplicada no contrapiso e sob a cobertura.

Em seguida, as duas camadas foram modificadas adicionando “Madeira macia” em sua estrutura e “Telhado, Telha” como acabamento, conforme visto na Figura 40.

Figura 23 - Criação do radier
Figura 23 - Criação do radier

Preparação do projeto original

  • Limpeza do projeto
  • Inserção da planta no Autodesk Revit
  • Criação do terreno

Após realizar as configurações iniciais no template, clique na aba “Inserir” no Revit e em seguida no comando “Importar CAD”, indicado na Figura 42, será aberta a janela conforme Figura 43, para inserção do arquivo .dwg no Revit. Em seguida foi selecionado o item “colocar ponto” e inseridos pontos nos quatro cantos das paredes do projeto original e clicado no item “controle”, conforme Figura 44. Após criado o terreno, ele foi selecionado e material foi alterado para “Grass” por questões estéticas, conforme mostrado na Figura 45.

Figura 42 - Importar CAD
Figura 42 - Importar CAD

Inserção dos componentes de fundação e parede

  • Fundação
  • Paredes
  • Colocação das esquadrias

Em seguida foi feito um ajuste na modulação das paredes para evitar cortes entre elas, discrepâncias e também para instalação de painéis com largura máxima de 4,20 metros, já que este é um múltiplo da largura dos painéis OSB e também para o transporte dos painéis. Além disso, os limites da fundação foram modificados para seguir os alinhamentos das paredes externas. A Figura 47 mostra uma comparação da modulação do projeto original, sombreada em azul, com a nova modulação das paredes.

Esta alteração resultou num aumento da área de 43,94 metros quadrados, enquanto a área de construção nova foi de 213,00 metros quadrados. Concluída a adequação da modulação da parede, foram inseridas as esquadrias com dimensões conforme o projeto original.

Figura 46 - Inserção da fundação
Figura 46 - Inserção da fundação

Criação dos painéis padrões de parede com o MWF Pro Wood

  • Carregamento de dados/configurações
  • Carregar famílias
  • Criação de painéis de parede a partir de um template padrão
  • Criação de novos modelos de painéis
  • Mapeamento de paredes e painéis
  • Criação de template das chapas de revestimento
  • Criação automática dos painéis
  • Correção de encontros entre painéis
  • Comando Regenerate
  • Renumerar painéis

No navegador de desenho do projeto com vista plana, foi selecionada uma parede existente no desenho do Revit e na aba MWF Pro Wood, clicou-se na aba Modelo de Parede e em seguida foi selecionado o comando criar, conforme Figura 53. Para criar um novo template, primeiro selecione o painel padrão criado no tópico 4.3.5.3 e, na aba MWF Pro Wood, clique na aba Modelo de Parede e em seguida selecione o comando Propriedades, conforme Figura 56. Na aba Diversos, mostrado na Figura 59, no item Horizontal, clique em Editar e uma nova janela será aberta para adicionar peças horizontais extras ao painel.

Em seguida clique em adicionar conforme mostrado na Figura 60, por fim clique em fechar e retorne à janela de propriedades do painel. Na aba Diversos, no item Moldura de Abertura, clique em Editar, indicado na Figura 61, e uma nova janela foi aberta com configurações das aberturas dos painéis, conforme Figura 62. Para criar os templates para os revestimentos dos painéis, no MWF Na guia Pro Wood, clique na guia Wall MultiLayer e depois em Configurações, conforme mostrado na Figura 69, e a janela Configurações do Projeto será aberta.

A primeira forma é selecionar todas as paredes e em seguida, na aba Parede Modelo, clicar em Criação Rápida, conforme mostrado na Figura 76. A segunda forma de criar painéis automaticamente é selecionar todas as paredes e em seguida, na aba Parede Multicamadas. , clique em Criação Rápida, conforme Figura 77. Para corrigir essas inconsistências, selecione primeiro as paredes onde estão inseridos os painéis cujas reuniões devem ser corrigidas, e em seguida, na aba MWF Pro Wood, clique em Modelo de Parede, e Uniões e finalmente. no Local Conjunto, conforme mostrado na Figura 82.

Figura 49 - Janela Select Data Directory
Figura 49 - Janela Select Data Directory

Inserção dos elementos do piso do térreo

Inserção do entrepiso

Criação dos painéis padrões de entrepiso com o MWF Pro Wood

103 Para criar um novo template, o painel de piso intermediário padrão criado foi selecionado e na aba MWF Pro Wood - Floor model clicou-se em Propriedades, conforme Figura 100. 104 Na aba Member Properties, primeiro selecione o item Tracks para configurar o arestas perpendiculares às vigas, conforme Figura 102. 105 O segundo item configurado foram as Vigas Finais, que são as arestas paralelas às vigas, conforme Figura 104.

Neste item foi aberta uma janela semelhante à do item Trilhas e as configurações utilizadas foram as mesmas, conforme mostrado na Figura 105. 106 O terceiro item configurado foram Trilhas Laterais, que são as peças laterais dos painéis não retangulares, conforme indicado na Figura 106. Neste item o espaçamento entre as peças é definido em 0,60m, sendo selecionada a família e o tipo, conforme indicado na Figura 109.

Por fim, em Tipo, seleciona-se o item alternativo, para que as placas sejam colocadas alternadamente, conforme mostra a Figura 111.

Figura 98 – Criar painel de entrepiso
Figura 98 – Criar painel de entrepiso

Inserção dos elementos da cobertura

Inserção dos painéis da cobertura

Disponível em: http://www.abimci.com.br/comissao-de-estudos-da-abnt-avalia-texto-da-norma-para-o-wood-frame/. TCC (Pós-Graduação) - Curso de Pós-Graduação em Gestão de Obras, Universidade Tecnológica Federal do Paraná, Curitiba, 2013. Tese (Doutorado) - Curso de Pós-Graduação em Engenharia Civil, Universidade Federal de Santa Catarina, Florianópolis, 2005.

Tese (Doutorado) - Curso de Engenharia de Construção Civil e Urbana, Escola Politécnica da Universidade de São Paulo, São Paulo, 2002. Tese (Doutorado) - Curso de Engenharia, Departamento de Engenharia e Construção Civil, Escola Politécnica da Universidade de São Paulo, São Paulo, 1994. Avaliação ambiental de uma casa social pré-fabricada de madeira utilizando o sistema de madeira no estado do Rio de Janeiro.

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Figura 120 - Revestimento dos painéis de parede
Figura 120 - Revestimento dos painéis de parede

Imagem

Figura 11 - Estrutura do piso
Figura 12 - Principais elementos da cobertura
Figura 15 - Representação de piso em wood frame do LOD 200 ao LOD 400
Figura 16 - Representação de parede em wood frame do LOD 200 ao LOD 400
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Referências

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