O documento discute processos integrados de modelagem, análise e otimização de projetos na indústria da construção civil. Ele explora como ferramentas digitais podem apoiar a prototipagem digital para testar e aprimorar o desempenho de edifícios desde as primeiras fases de projeto. Um caso de estudo é apresentado para ilustrar como algoritmos genéticos podem ser usados para otimizar a estrutura de uma torre considerando múltiplos objetivos.

1. PROCESSOS
INTEGRADOS DE
MODELAÇÃO, ANÁLISE
E OTIMIZAÇÃO DE
PROJETOS NA AEC
EXPLORAÇÃO DE FERRAMENTAS DE
SUPORTE À PROTOTIPAGEM DIGITAL
MESTRADO INTEGRADO EM ENGENHARIA CIVIL – ESPECIALIZAÇÃO EM
CONSTRUÇÕES
JOÃO DIOGO CALHEIROS BRITO

2. DEFINIÇÃO DO PROBLEMA
▪ A EFICIÊNCIA É CADA VEZ MAIS PREPONDERANTE NO PROCESSO DE
PROJETO

3. 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

4. ▪ A COMPATIBILIZAÇÃO MULTIDISCIPLINAR É
FUNDAMENTAL
DEFINIÇÃO DO PROBLEMA

5. ▪ OS EDIFÍCIOS SÃO CADA VEZ MAIS
COMPLEXOS
DEFINIÇÃO DO PROBLEMA

6. ▪ É NECESSÁRIO ENSAIAR OS EDIFÍCIOS, LOGO DESDE A ETAPA CONCETUAL
DEFINIÇÃO DO PROBLEMA

7. ▪ 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

8. PROTOTIPAGEM DIGITAL
MODELAÇÃO PARAMÉTRICA
▪ AS REGRAS/PARÂMETROS DEFINIDOS
É QUE CONDUZEM A FORMAÇÃO DO
MODELO
▪ BASEADO EM PROGRAMAÇÃO VISUAL
▪ FLEXIBILIZA O MODELO
▪ ECOSSISTEMAS DIGITAIS

9. PROTOTIPAGEM DIGITAL
SIMULAÇÃO E ANÁLISE DE DESEMPENHO
▪ FOCADO EM ANÁLISES PRELIMINARES
▪ PERMITEM FEEDBACKS DE DESEMPENHO
EXPEDITOS

10. 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

11. ▪ 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

12. 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

13. PROJETO ORIENTADO PELO DESEMPENHO
3. MANIPULAÇÃO PARAMÉTRICA
▪ FORMAÇÃO DE INPUTS PARA SIMULAÇÃO E ANÁLISE
DE DESEMPENHO
4. GERAÇÃO DE NOVAS SOLUÇÕES
▪ POTENCIAL DE VISUALIZAÇÃO
INPUT
S

14. PROJETO ORIENTADO PELO DESEMPENHO
5. 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

15. PROJETO ORIENTADO PELO DESEMPENHO
7. CLASSIFICAÇÃO DE
RESULTADOS
▪ APRESENTAÇÃO GRÁFICA DAS SOLUÇÕES
SATISFATÓRIAS/OTIMIZANTES
▪ TRADE-OFF
▪ BENCHMARKING
OUTPUT
S

16. PROJETO ORIENTADO PELO DESEMPENHO
9. 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

17. CASO DE ESTUDO
ANIMAÇ
ÃO

18. ▪ 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

19. CASO DE ESTUDO
ANIMAÇÃO
KARAMBA – OTIMIZADOR DE SECÇÕES

20. CASO DE ESTUDO
KARAMBA – VISUALIZAÇÃO DE RESULTADOS

21. CASO DE ESTUDO
OCTOPUS – RESULTADOS DA OTIMIZAÇÃO MULTI-OBJETIVO
Parâmetros/Genes Objetivos/Funções Fitness
Nº Anéis Nº de Lados
Deslocamento
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

22. ▪ PREPARAÇÃO DO MODELO PARA EXECUÇÃO E
PRODUÇÃO
CASO DE ESTUDO
SUPERB LYREBIRD – INTEROPERABILIDADE BIM

23. ▪ 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

24. OBRIGADO!
“Forget about the way it looks, think about
how it behaves”
Neri Oxman