Autodesk Currículo Estructural 2013 Libro de Ejercicios para los Estudiantes Unidad 3: Modelado en Estructuras de Edificación

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1 Autodesk Currículo Estructural 2013 Libro de Ejercicios para los Estudiantes Unidad 3: Modelado en Estructuras de Edificación Contenido Información General de la Unidad... 2 Información General... 2 Objetivos... 2 Ejercicios... 2 Términos claves... 2 Lección 1: La Teoría de los Objetos... 3 Información General... 3 Un Objeto de Línea, por Contraste... 3 Elementos, Familias, Tipos e Instancias... 3 Objetos Son Creados a Partir de un Tipo... 4 Instancias... 5 Ejemplo de BIM Versus CAD con las Listas de Columna... 5 La Intención de la Codificación de Diseño... 5 Especificando Que? y Dónde?... 6 Todo en Revit Structure es un Objeto... 6 Resumen... 6 Lección 2: Las Columnas, Muros, Vigas y Losas... 7 La Conexión... 7 Bocetos... 7 Lección 3: Cosas Para Considerar a la Hora de Modelar... 8 Nivel de Desarrollo... 8 La Vinculación de Revit Structure con Otras Plataformas... 9 Información General de los Ejercicios... 9 Ejercicio 3.1: Los Miembros Estructurales... 9 Ejercicio 3.2: Sistemas Estructurales para Suelo Ejercicio 3.3: Cerchas y Sistemas de Techos Ejercicio 3.4: El Desafío... 10

2 Información General de la Unidad Información General Esta lección introduce el concepto de objetos y proporciona ideas para la práctica de la creación de muros estructurales, losas, vigas, sistemas de vigas y columnas en el software Autodesk Revit Structure. Duración Estimada: 2 horas Objetivos Al finalizar esta lección, los estudiantes serán capaces de: Definir las herramientas básicas de modelado para las columnas, vigas, muros, losas y cerchas. Entender el concepto básico de los elementos de Revit Structure, las familias, tipos e instancias. Comprender cómo funcionan las herramientas básicas en Revit Structure relacionado con la colocación de objetos y el dibujo de objetos. Entender cómo los niveles de desarrollo afectan a los modelos. Entender cómo configurar un modelo que pueda integrar a otras plataformas Revit e integrarse en otros productos de Autodesk para la coordinación y el análisis. Ejercicios Estos son los ejercicios de práctica: Ejercicio 3.1: Los Miembros Estructurales Enmarcados. Ejercicio 3.2: Sistemas Estructurales de Suelo. Ejercicio 3.3: Cerchas y Sistemas de Techos. Ejercicio 3.4: El Desafío. Términos claves Los siguientes términos se utilizan en esta lección: Muro Columna Viga Losa Cercha Pilastra Mampostería de Hormigón Entresuelo Zapata continua Un elemento de una habitación o edificio que conecta el suelo y el techo o la base y el techo. Un pilar con soporte de carga, normalmente vertical. Es un elemento principal horizontal de soporte en la estructura de un edificio. Es un elemento estructural horizontal que tiicamente define los niveles de pisos. Elemento horizontal formado por columnas y vigas para crear un conjunto más amplio de los miembros y que pueden extenderse más allá de lo que se extienden las vigas por si solas. Es un elemento estructural vertical que es de planta rectangular, es estructuralmente un cilindro, y se proyecta hacia la pared donde se une. Ladrillo rectangular grande utilizado en la construcción. Un piso de techo bajo, entre dos pisos principales de un edificio. Un tipo de cimentación que consta de una sola losa de hormigón generalmente de entre 12 a 20 pulgadas de ancho en el que el muro de cimentación es colocado. Esta tiene una base relativamente grande que distribuye el peso, en lugar de concentrarlo en una área grande. 2

3 Autodesk Currículo Estructural 2013 Libro de Ejercicios para los Estudiantes Unidad 3: Modelado en Estructuras de Edificación Lección 1: La Teoría de los Objetos Lección 1: La Teoría de los Objetos Información General El diseño BIM procede en "colocar" los objetos en un modelo y posteriormente a ajustar sus parámetros. Estos objetos son elementos completos de construcción, tales como paredes, suelos, columnas, vigas y cerchas. Aunque sus parámetros pueden variar, los objetos colocados conservan sus identidades fundamentales, es decir una columna que se ha ampliado es todavía una columna. Un Objeto de Línea, por Contraste Los objetos que componen un boceto en CAD son vectores simples sin información integrada sobre lo que representan. Las líneas crean imágenes que no son más que ilustraciones vectoriales digitales. Una línea es una línea y un punto es un punto. Tener la opción de seleccionar la línea y cambiar sus propiedades, como el espesor o capa, indica que esta línea es un objeto con parámetros. Esto es una característica de una clase de línea con los parámetros de espesor y capa. CAD solo manipula los objetos a nivel del boceto. El objeto de nivel superior que se representa con sus objetos de línea no recibe el apoyo explícito de CAD. CAD sólo permite la producción de la representación, en cambio, el diseño BIM permite la creación de un modelo de construcción con la información completa la cual puede generar automáticamente las representaciones de la misma. Los objetos en el diseño de BIM son ricos con más datos que la geometría pura de CAD. Elementos, Familias, Tipos e Instancias Cada objeto en el proyecto de Revit Structure pertenece a una jerarquía que ayuda a organizar los objetos en el modelo de construcción. Los términos que describen esta clasificación jerárquica de amplios detalles, son los elementos, las familias, tipos e instancias. Esta es la organización fundamental de la base de datos del modelo de construcción. La mayoría de los aspectos del modelo de construcción, incluyendo las vistas tienen esta estructura organizativa. Este concepto es importante porque cada objeto tiene control paramétrico en estos diferentes niveles de organización. Elementos o categorías: A todos los objetos en el modelo de construcción se les asigna una categoría. Todas las columnas de un proyecto pertenecen a la categoría Columna. Esta categoría se amplia y se subdivide en familias. Familias: Las familias son las agrupaciones de elementos con geometría determinada. Continuando con el ejemplo en la columna, una columna de acero estructural de lado ancho pertenece a una familia diferente de una columna de hormigón estructural porque la geometría de los dos tipos de columnas es diferente. Tipos: Todos los objetos tienen un tipo de diseño. (Un tipo es el mismo significado que una clase). El tipo define las propiedades del objeto, cómo interactúa con otros objetos, y cómo se dibuja en cada tipo de diferente representación. Por ejemplo, un W8x31 y un W10x49 son dos diferentes tipos de la familia de columna estructural brida ancha.

4 Instancias: Una instancia es simplemente un objeto único de un tipo en el modelo de construcción. Por ejemplo, la columna W8x31 en el lado norte del edificio es un ejemplo de la familia y el tipo de columna, y la columna W8x31 en el lado sur es una instancia diferente de la misma familia de la columna y tipo. Figura 1: Elementos, Familias, Tipos e Instancias: La figura anterior muestra la relación de los elementos, las familias, tipos e instancias. Losa 1 representa el elemento o categoría, en este ejemplo es una columna. Losa 2 muestra los elementos de columnas hechas de diferentes familias en base a sus respectivas geometrías. En este ejemplo, el elemento de columna tiene familias de hormigón o de madera. La losa 3 representa los tipos presentes en cada familia y muestra dos ejemplos de cada uno. Por ejemplo, la familia hierro esta representada por un tipo W10x33 y un tipo W14x43. Objetos Son Creados a Partir de un Tipo Cuando se coloca un objeto en un modelo, usted está creando una instancia de una familia. La mayoría de las familias disponen de varios tipos. Un tipo especifica los valores predeterminados de los parámetros de una familia. Un tipo de una columna tiene una geometría específica. Algunos de ellos pueden ser cambiados. Por ejemplo, una columna puede ser cambiada por otra columna una vez que el objeto ha sido creado. Por ejemplo, una columna de acero puede ser fácilmente intercambiada por una columna de una familia diferente, tal como una columna de hormigón o madera. El software se encarga de todas las representaciones gráficas necesarias. Se puede hacer una columna de madera y cambiar su estructura posteriormente pero su espesor puede cambiar como resultado. Este tipo de cambio es asimilado por el sistema. No obstante, puede cambiar de un tipo de objeto a un tipo totalmente diferente porque este no tiene ninguna asignación de las propiedades y funcionalidades para el programa a seguir. Por ejemplo, no se puede hacer una columna que luego se transforme en un muro estructural o viga. 4

5 Figura 2: Los tipos de elementos no pueden cambiar: No se puede cambiar un objeto de un tipo a otro tipo diferente. Por ejemplo, no se puede cambiar un elemento de tipo columna a un elemento de tipo pared o un elemento de tipo viga. Instancias Las instancias de una familia son los objetos reales de un modelo, mientras que una familia es una receta y descripción de cómo crear cada objeto en el modelo. Las instancias de los objetos son el resultado de la creación de un modelo de un objeto único de la definición de la familia de este. El objeto es una forma de realización de los parámetros y la geometría que un tipo establece. Los tipos W10x33, columna de acero, por ejemplo, son únicos pero puede haber muchas instancias idénticas de cualquier tipo. Estas instancias pueden estar situados en lugares diferentes dentro del diseño. Algunos pueden tener parámetros establecidos en valores diferentes (por ejemplo, la altura de un W10x33 es diferente de otro W10x33 en el edificio) Fundamentalmente, sin embargo, comparten un tipo (W10x33) y familia (de acero W-Wide columnas de brida) y están en la clase de un mismo elemento (Columnas Estructurales). Ejemplo de BIM Versus CAD con las Listas de Columna Los ingenieros estructurales operan con los tipos e instancias, aunque no siempre de forma explícita. Un programa de columnas, por ejemplo, debe enumerar todas y cada una de las instancias y columnas por su tipo (W10x33, por ejemplo). CAD no tiene noción de tipo versus instancias, por lo que no puede ayudarle con esto. CAD tampoco no puede diferenciar entre la línea de trabajo de bajo nivel que representa una columna en el plano de cimentación de la obra y de la línea de trabajo que representa la misma columna en el plano del segundo piso. Sin embargo, con un modelo de construcción completo orientado a objetos, cada objeto utiliza y mantiene la categoría de elemento, la familia, el tipo y la información de la instancia. El software utiliza esta información para generar programas gráficos de columnas basado en la instancia o el tipo que se está trabajando. La Intención de la Codificación de Diseño Si usted sabe que un elemento es una pared, puede definir cómo funciona ese elemento. Usted sabe que tiene que unir a otros muros las esquinas o TS (estructura en estructura, que termina hasta el final). Cuando se mueve el extremo de una pared, se requiere que ambos lados de la pared se muevan. Es posible que también quiera que las cosas incrustadas en la pared, tales como aperturas estructurales, puedan moverse con la pared durante la edición. Esto es exactamente lo que el software BIM de diseño realiza. 5

6 Para que el software de diseño utilize la codificación intención, es necesario saber cuáles son los objetos creados y que representan en realidad. En CAD, es posible que haya dibujado una pared como un rectángulo largo y delgado, también pudo dibujar una viga larga, recta de hormigón de la misma manera. Cómo funciona el software que reconoce a uno como una pared de hormigón y al otro como una viga de concreto? Se requiere de una sofisticada inteligencia artificial que no existe. Incluso los seres humanos a menudo tienen dificultad para descifrar los bocetos de los demás y también la necesidad de pedir una aclaración o tener varias secciones cortadas en el plano. En resumen, el software no puede leer tu mente. Dada esta brecha en el entendimiento, Cómo puede BIM solucionar el reto para diseñar la intención de codificar? Especificando Que? y Dónde? El flujo de trabajo en el diseño de BIM procede de la siguiente manera: Seleccione el tipo de objeto que desea colocar en el modelo. A continuación, especifique toda la información necesaria acerca de ese objeto para que el software la coloque correctamente. La información necesaria para especificar depende del tipo de objeto que se está colocando. Para una pared, se debe especificar al menos su inicio y su punto final. También puede elegir de antemano qué tipo de muro es (bloques de concreto, CMU, y así sucesivamente) y su altura, pero se puede cambiar más adelante. De esta manera no hay ninguna ambigüedad en el proceso. Cada vez que se crea un modelo estructural, se especifican algunos parámetros de un objeto que se vaya a colocar en el modelo. Una viga de hormigón es una viga de hormigón, y una pared es una pared desde su inicio. Tenga en cuenta esta metodología que le liberara de trabajo innecesario. No es necesario dibujar cuatro líneas para completar una pared, el escoger dos puntos de una pared recta o tres puntos de una pared curva se define la geometría. De manera similar, cuando se modela una estructura, el flujo de trabajo debe seguir el mismo proceso que la construcción real. Este procedimiento permite al modelador identificar y abordar los problemas factibles que puedan surgir en el proceso de construcción en campo, así como obtener un conocimiento de como los elementos encajan entre sí. Todo en Revit Structure es un Objeto Los modelos están conformados por objetos de diseño- pisos, columnas, vigas, tirantes, etc. Sin embargo, no sólo los objetos de construcción físicos son "objetos" en Revit Structure. Cualquier cosa con propiedades variables es un objeto de Revit Structure, incluyendo cosas tales como las vistas. Una vista tiene propiedades que especifican lo que es visible. Usted puede optar por mostrar apoyos estructurales, por un momento, o no. Una sección determina la ubicación del corte y la dirección de visualización. Resumen La orientación de objetos es un método de gran alcance que ha hecho su camino desde la ingeniería de software hasta el diseño estructural en la forma de diseño de BIM. El diseño BIM permite a los ingenieros estructurales especificar la intención de diseño a un nivel superior. Teniendo así la libertad para componer los modelos de componentes para la construcción prefabricados (los equivalentes digitales y tipos) y luego variar los parámetros. 6

7 Autodesk Currículo Estructural 2013 Libro de Ejercicios para los Estudiantes Unidad 3: Modelado en Estructuras de Edificación Lección 2: Las Columnas, Muros, Vigas y Losas Lección 2: Las Columnas, Muros, Vigas y Losas La Conexión Claramente, las paredes agregadas a un proyecto son los objetos del modelo. Cuando se modifican en una sola vista, estas se modifican en todos los puntos de vista, lo que indica que están presentes en un modelo abstracto subyacente de información de edificios. Ahora como los estudiantes ya entienden el concepto de objetos, en los ejemplos de esta lección, presten atención a la forma en que se completa con un nuevo tipo de objeto con interdependencias. Bocetos Un bosquejo en Revit Structure es un marco informativo de un componente complicado, tal como una losa utilizada para controlar su forma. La mejor manera de pensar de un boceto es como un parámetro gráfico que se utiliza para controlar la forma Figura 3: Ejemplo de Estructura. de un componente. Puede editar el boceto más tarde y el componente puede atribuir los cambios en consecuencia. No hay tal cosa como un boceto sin un componente asociado. El boceto puede hacerse primero para definir una forma predeterminada del componente, pero el boceto no es el componente, solo son una propiedad de la misma. La interfaz de un boceto puede ser pensado como un entorno sub-software del dibujo. Cuando usted se encuentra en el modo de boceto, sólo se puede crear y editar artículos en ese boceto para el objeto dado. Mientras que usted pueda ver otros objetos separados en el modo de boceto, usted no puede editarlos. De hecho, hay muchas formas de croquis diferentes adaptados a cada categoría de elemento (losa, sistema de vigas, etc.) Algunos medios son esquemas volumétricos, algunas formas en 2D, algunas formas cerradas, algunos abiertos. En todos los casos, sin embargo, para salir del modo de boceto debe elegir Terminar boceto para aceptar el boceto o croquis Salir para descartarlo. Otra forma de pensar sobre el medio de boceto es un conjunto de parámetros geométricos de un objeto. Una pared plana ortogonal sólo necesita dos puntos de selección y una altura para determinar su extensión. Una losa de piso, sin embargo, exige que se designen sus límites con al menos tres puntos para definir el plano (geometría plana triangular). Esto se hace mediante el establecimiento de su boceto, pasando después esta geometría al objeto como parámetro de borde.

8 Autodesk Currículo Estructural 2013 Libro de Ejercicios para los Estudiantes Unidad 3: Modelado en Estructuras de Edificación Lección 3: Cosas para Considerar a la Hora de Modelar Lección 3: Cosas Para Considerar a la Hora de Modelar Nivel de Desarrollo A si como BIM se apodera poco a poco de las industrias de la construcción y el diseño, el alcance de un modelado claramente definido es crucial. Históricamente, cada persona o empresa modelan el detalle que consideran es importante, pero esto es relativo y contenido que es necesario para otros oficios puede no estar presente en el modelo. La idea del grado de desarrollo (LD) o nivel de detalle proporciona una plataforma a los modelos que se pueden utilizar para definir fácilmente su ámbito de trabajo para cada proyecto. El Instituto Americano de Arquitectos (AIA), define los LD con la creación de el documento AIA 202. Este documento contiene un desglose de LOD de los niveles de 100 a 500. Los elementos se definen como: LOD 100 Los elementos pueden ser representados gráficamente con un símbolo, pero no tienen ninguna indicación de la geometría física real. LOD 200 Cada elemento se representa gráficamente como un sistema genérico, un objeto o conjunto el cual aproxima las cantidades, tamaño, forma, ubicación y orientación. LOD 300 Cada elemento se representa gráficamente como un sistema específico, objeto o conjunto el cual determina los términos de cantidad, tamaño, forma, ubicación y orientación. LOD 350 Cada elemento se representa gráficamente en el modelo con el detalle necesario para la relación recíproca en la coordinación y el diseño de la construcción. LOD 400 Cada elemento se representa gráficamente como un sistema específico, objetos o conjuntos los cuales determinan los términos exactos en los tamaños, forma, localización, cantidad y orientación con el detalle, fabricación, montaje, y la información de instalación. LOD 500 Cada elemento contiene Proceso de construcción e información de gestión de la instalación que se integra en el modelo.

9 La Vinculación de Revit Structure con Otras Plataformas Asi como diciplinas individuales tienen distintos diseños, herramientas y filosofías,asi mismo, las plataformas de Revit se especializan en operaciones individuales distintas tambien. Con el fin de simplificar el proceso y mejorar las capacidades de modelar, Autodesk tiene diferentes plataformas de Revit para las operaciones individuales. Revit Structure es sólo un ejemplo del poder de la Plataforma de Autodesk Revit, junto con Revit MEP y Revit Architecture las cuales pueden modelar, mostrar y coordinar hasta el más pequeño de los detalles. Aunque sería difícil, crear componentes del MEP en un modelo de Revit Structure, estos pueden ser vinculados fácilmente en un modelo controlado por Revit Structure y mostrar todos los componentes del MEP para ayudar con la visualización y la coordinación. Los modelos de Revit no se limitan a la comunicación entre plataformas, si no que estan desarrollados para interactuar con varios productos de Autodesk, incluyendo pero no limitado a Navisworks Manage y el nuevo Autodesk Robot, un sólido software de análisis estructural. La relación directa entre ellos permite a los ingenieros estructurales desarrollar modelos de diseño, así como al mismo tiempo la creación de un modelo de elementos finitos para el uso en el análisis detallado de la estructura. No sólo se pueden analizar modelos Revit en el Robot, pero los cambios en el modelo de Robot se pueden reflejar en el archivo de Revit o viceversa. Al vincular los modelos o exportar archivos a programas independientes, la clave del éxito es el concepto de coordinación del modelo. Cada elemento del modelo creado se le asignan las coordenadas de su ubicación. Estas coordenadas son relativas al origen del proyecto. Usted puede fácilmente cambiar al mover todo el modelo o simplemente moviendo el origen. Cuando se trabaja en un archivo o modelo fácilmente puede pasar por alto esta clave del éxito al colocar los elementos, pero cuando se mueven modelos para otras plataformas o programas estas coordenadas no se alinearan. Cada modelo tiene un origen definido en un plano tridimensional y cada elemento es relativo a ellos. Las coordenadas dentro del modelo son conocidas como las coordenadas internas del proyecto. Las Coordenadas utilizadas en un modelo de coordinación son las coordenadas compartidas shared coordinates y pueden ser diferentes o las mismas coordenadas internas del proyecto, en función del procedimiento de exportación. Información General de los Ejercicios Para completar los ejercicios siguientes, debe tener acceso en línea a la página de Autodesk BIM Workshop ( Haga clic en la pestaña de ingeniería estructural y seleccione la Unidad 3. También necesitara auriculares si se encuentra en un entorno de laboratorio entre otros equipos. Ejercicio 3.1: Los Miembros Estructurales Utilice el fichero de datos SE_Unit3_Exercise1_Start.rvt, que muestra el video en línea para llevar a cabo este ejercicio. 1. Inicie Revit Structure y abra el archivo de datos. 2. Modele las columnas y vigas de acero para el entresuelo como se muestra. 9

10 Ejercicio 3.2: Sistemas Estructurales para Suelo 1. Utilice el conjunto de ficheros de datos SE_Unit3_Exercise2_Start.rvt y la muestra proveida en el video en línea para llevar a cabo este ejercicio. Inicie Revit Estructure y abra el archivo SE_Unit3_Exercise2_Start.rvt 2. Modele la losa para el entresuelo mostrado. Ejercicio 3.3: Cerchas y Sistemas de Techos Utilice el fichero de datos SE_Unit3_Exercise3_Start.rvt, y la muestra proveida en el video en línea para llevar a cabo este ejercicio. 1. Inicie Revit Structure y abra el archivo de datos SE_Unit3_Exercise3_Start.rvt. 2. Modele las cerchas para el sistema de techo como se muestra. Ejercicio 3.4: El Desafío Cómo fue el modelo simple de acero creado con columnas, vigas, y un sistema de vigas? En la lección 3, después de revisar las herramientas, Puede crear este modelo con una bahía de columna de 8 metros por 8 metros y 3 metros de piso a piso de altura nominal (las columnas y las vigas son compensados por sus extremos hacia arriba o abajo por 1.5 metros)? Por qué si o por qué no? Explique la categoría, la familia, el tipo y la instancia utilizadas para hacer este sencillo modelo. Qué herramientas usó el modelador en este ejercicio? Figura 4: Ejercicio Isométrico