Dissertação

{pt_PT=BIM-based parametric optimisation of structural systems} {} EVALUATED

{pt=O objetivo desta dissertação é avaliar o estado de arte em termos de impressão 3-D e fabricação digital no sector da construção e como estas podem beneficiar os processos existentes ao nível do projeto de estruturas de casca fina com betões de ultraelevado desempenho. Este trabalho pretende propor uma abordagem inovadora á conceção estrutural de forma a avaliar o potencial da aplicação de algoritmos evolutivos no projeto de estruturas em casca. Este trabalho de investigação propõe uma plataforma baseada em BIM de forma a gerar parametricamente uma estrutura em casca e implementar um algoritmo de otimização genética sobre a mesma. Esta implementação permitirá calcular a redução de peso desses modelos otimizados em comparação com os modelos tradicionais. Tirando partido da informação estruturada e a interoperabilidade oferecida por tecnologias BIM, ligando a análise de elementos finitos com um módulo de otimização, de forma a obter uma forma mais estética e eficiente, do ponto de vista estrutural. A heurística avalia as soluções possíveis e escolhe, em cada etapa, aquela que é mais adequada. A componente inovadora deste projeto é integrar a otimização paramétrica e fabricação digital dentro de uma plataforma BIM. Esta interface é comparada com soluções comerciais de forma a avaliar o potencial de ser utilizada comercialmente como um plugin para os softwares de modelação existentes. Estas interfaces baseadas em BIM podem ajudar os projetistas a entender melhor o impacto de cada alteração de conceção em fases preliminares do projeto bem como testar diferentes alternativas através de uma modelação paramétrica. , en=The objective of this dissertation is to evaluate the current state of the art regarding 3-D printing and digital fabrication in the construction sector and how they can benefit current design processes of ultra-high performance concrete thin shell structures. This work intends to propose an innovative approach to structural design to evaluate the potential of the application of evolutionary algorithms applied to shell structures design. The research work conducted introduces a BIM-based platform to parametrically generate a shell structure and implement a genetic optimisation algorithm over it. This implementation allows calculating the weight reduction of these optimised models compared to the traditional shaped models. Taking full advantage of the structured information and interoperability provided by BIM technologies, connecting finite element analysis with an optimisation module to achieve a more aesthetic and efficient form, from the structural point of view. The heuristic evaluates the possible solutions and selects the more suitable solutions at each step. The innovative component of this project is to integrate of parametric optimisation and digital fabrication within a BIM platform. This framework is compared to commercial solutions to evaluate its potential for further commercial use as a plugin for existent modelling software. These BIM-based frameworks can help designers to better understand the impact of each design change in preliminary stages of the project and well as test different alternatives via a parametric modelling. }
{pt=BIM, Otimização Topológica, Impressão 3-D, Fabricação Digital, Otimização Estrutural, en=BIM, Topology Optimisation, 3-D Printing, Digital Fabrication, Structural Optimisation}

Novembro 2, 2017, 18:0

Publicação

Obra sujeita a Direitos de Autor

Orientação

ORIENTADOR

António Morais Aguiar da Costa

Departamento de Engenharia Civil, Arquitectura e Georrecursos (DECivil)

Professor Auxiliar

ORIENTADOR

Eduardo Nuno Brito Santos Júlio

Departamento de Engenharia Civil, Arquitectura e Georrecursos (DECivil)

Professor Catedrático