Guías uBIM BuildingSMART D5: Diseño Estructural

marzo 27, 2024

¿Qué es el modelo estructural BIM?

Este documento se centra en el modelado BIM estructural y en la información que debe incluir el modelo creado por el diseñador de la estructura. El propósito del uso de modelos BIM es facilitar el control de las decisiones y el flujo de información entre los diversos participantes del proyecto, incluidos los responsables del proyecto, los propietarios y los constructores.

La guía se enfoca en el modelo estructural elaborado por el diseñador de la estructura y se refiere a él como el «modelo estructural». A medida que avanza el desarrollo del proyecto, el modelo estructural se va refinando y ampliando en su definición. Las fases del proyecto descritas en esta guía están alineadas con las fases establecidas en el documento TELU08. 

Es importante destacar que esta guía no tiene como objetivo dividir el modelo estructural entre las diferentes partes de la estructura, como pueden ser los elementos prefabricados de hormigón, la estructura metálica, etc.

Objetivos claves del modelado estructural BIM

Estructuras a modelar 

Se deben modelar todos los elementos estructurales que soportan cargas, así como los elementos de hormigón que no tengan función portante. Además, se deben modelar los elementos constructivos cuyo tamaño y ubicación tengan impacto en otras disciplinas.

Las estructuras deben ser modeladas de manera que su posición, nombre, tipo, geometría y contenido puedan exportarse mediante archivos de intercambio. El proyectista estructural debe asegurarse de que todos los elementos mostrados en el modelo IFC sean correctos, es decir, que un muro se vea como un muro y una viga como una viga.

Por ejemplo, es necesario modelar las placas de protección ignífuga para que el proyectista de MEP pueda visualizar claramente la parte inferior de la estructura en el modelo.

Sin embargo, elementos tipo lámina, como las membranas de impermeabilización, no deben ser incluidos en el modelo estructural.

En términos generales, el software BIM realiza estas tareas de forma automática, siempre y cuando la estructura sea modelada con las herramientas adecuadas (por ejemplo, el muro se modela con la herramienta específica para muros y la viga con la herramienta correspondiente para vigas).

Esquema estructural

Definición de secciones y plantas 

Las estructuras deben ser modeladas en plantas y secciones de acuerdo con el plan de ejecución y la ubicación del edificio. Las coordenadas se especifican en el documento 1 «Parte General». La información de las plantas y/o secciones se define en el modelo estructural para que pueda ser exportada al archivo IFC. La información del nivel y sección se utiliza para supervisar la visualización, revisión del proyecto y obtención de mediciones.

En proyectos de cierta magnitud, puede ser necesario dividir la estructura en varios modelos. Las estructuras se representan como elementos del edificio. Por ejemplo, una columna de tres plantas de altura se modela como un elemento que atraviesa los forjados (como pilares metálicos o de hormigón prefabricado).

El modelo estructural se divide en niveles para que cada uno contenga los pilares, muros portantes y el forjado correspondiente al nivel soportado por esos elementos verticales. Los elementos que atraviesan varios niveles se consideran parte del primer nivel en el que aparecen. Cuando sea conveniente, el proyectista estructural elaborará un modelo IFC para cada nivel basado en la concepción arquitectónica (pilares y muros portantes en el nivel y el forjado del mismo). Si estás buscando reforzar la eficacia de sus proyectos de infraestructura, consideraría sabiamente la contratación de servicios de BIM en infraestructuras.

Numeración y etiquetado 

El software BIM asigna un número único (GUID) a todos los elementos para permitir su identificación a lo largo de la vida útil del edificio. Se debe procurar mantener los identificadores GUID siempre que sea posible, modificando elementos existentes en lugar de eliminar uno y crear uno nuevo. Además del GUID automático, los elementos contarán con una nomenclatura y numeración lógica conforme al proyecto y los requisitos de la propiedad, para garantizar su fácil identificación, especialmente para fines de medición. La nomenclatura y numeración de cada elemento deben registrarse y distribuirse entre todos los participantes del proyecto para facilitar el uso del modelo.

Grado de finalización 

En un modelo estructural pueden estar presentes elementos correspondientes a diferentes etapas del proyecto. Para garantizar la adecuada utilización del modelo y sus datos asociados, es crucial determinar el nivel de detalle de cada elemento. Este nivel de detalle puede ser definido dentro del modelo o registrado en la «especificación del modelo». La forma de establecer este nivel de detalle debe especificarse en las bases del proyecto.

Por ejemplo, los responsables del proyecto MEP pueden emplear el nivel de detalle para evaluar la confiabilidad del nivel inferior de la estructura.

Control de calidad

Los modelos estructurales publicados deben estar exclusivamente compuestos por elementos diseñados por el proyectista de la estructura, sin incluir objetos de otras disciplinas, incluso si fueron utilizados como referencia. Antes de la publicación del modelo, el proyectista responsable de la estructura debe llevar a cabo un control de calidad de acuerdo con el sistema de calidad de ingeniería. Este control de calidad debe realizarse siguiendo las pautas establecidas en la sección correspondiente y en el «Documento 6» de control de calidad. Además, se debe adjuntar una lista de control firmada a la especificación del modelo.

La información contenida en el modelo IFC que se va a publicar puede ser adaptada en función del uso requerido. Se puede simplificar el modelo, por ejemplo, eliminando partes como las armaduras pasivas del hormigón. Si está considerando optimizar su proyecto de construcción, nuestros servicios de modelado BIM podrían ser la solución perfecta para usted

Fase de implementación del modelado estructural BIM

Los requerimientos del modelo estructural establecen los objetivos y criterios necesarios para el diseño estructural. Estos requerimientos pueden presentarse de diversas formas, como tablas, dibujos, texto, modelos, o combinaciones de ellos. Es recomendable que los requerimientos del diseño estructural abarquen aspectos como las normas obligatorias, los requisitos específicos de la propiedad, así como otros criterios relevantes como las ordenanzas municipales o regionales.

Fase de anteproyecto

Durante la etapa de anteproyecto, el proyectista encargado de la estructura analizará la viabilidad de las diferentes opciones presentadas por el arquitecto. En esta fase, no existen requerimientos específicos para el proyectista de la estructura. Sin embargo, basándose en las directrices del proyecto, el proyectista de la estructura puede evaluar diversas alternativas estructurales para determinar su viabilidad y costo. Es importante que la precisión del análisis cumpla con los estándares establecidos para la fase general de diseño.

Fase de diseño

Durante la fase general de diseño o proyecto básico (TELU 08-Structural C4), el anteproyecto evoluciona hacia un modelo de mayor fiabilidad. Los detalles y la precisión del modelo están especificados en el apéndice 1 de este documento. Se recomienda que durante esta fase, el proyectista de la estructura trabaje en estrecha colaboración con el responsable de las instalaciones para asegurar la compatibilidad entre los sistemas MEP y los elementos estructurales.

Fase de ejecución o licitación

Durante la fase de ejecución o licitación (TELU 08 – structural C6), el modelo y la documentación asociada se desarrollan según los estándares establecidos en las bases de la misma. Los requisitos implican que tanto los elementos estructurales portantes como los no portantes de hormigón deben ser modelados con sus dimensiones y posiciones precisas. Se recomienda que el modelo sea utilizado por el diseñador MEP para anticipar y planificar la ubicación de aberturas y pasajes necesarios.

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Fase de ajuste de detalles

En la fase de proyecto de detalle (TELU – structural C7), el contenido y la precisión del modelo estructural están definidos dentro del alcance de las responsabilidades del proyectista de la estructura. Los detalles específicos del modelo se encuentran en el apéndice 1 de este documento. Los requisitos establecen que si el proyectista de la estructura también se encarga de los detalles de los elementos de hormigón y/o estructura metálica, y si el contrato no establece lo contrario, todos los elementos y uniones deben ser modelados de acuerdo con el nivel de precisión de la fase anterior. Si la elaboración de los detalles de las estructuras de hormigón y/o metálicas es realizada por un tercero, el proyectista de la estructura puede seguir desarrollando otras partes del modelo. En este caso, la colaboración entre los proyectistas estructurales y la forma de compartir y fusionar los modelos debe estar regulada por las especificaciones del proyecto.

Conclusión

En resumen, la guía sobre diseño estructural que plantea buildingSMART dentro del contexto de la metodología BIM, ofrece un valioso recurso para los profesionales de la industria. Estas directrices detalladas proporcionan un marco claro para la creación y gestión de modelos estructurales, de esta forma se fomenta la integración efectiva de información, la colaboración interdisciplinaria y la mejora de la calidad en todas las etapas del proyecto. 

Sin lugar a dudas, seguir estas pautas puede representar un gran beneficio para los equipos de proyecto, ya que pueden optimizar la coordinación, minimizar errores y aumentar la eficiencia en la planificación y ejecución de proyectos de construcción.

La implementación adecuada de prácticas BIM en el diseño estructural no solo conduce a resultados superiores en proyectos individuales, sino que también impulsa el progreso general de la industria hacia estándares más elevados de excelencia y sostenibilidad. Esta evolución continua refleja el compromiso de la comunidad de construcción con la innovación y la mejora constante, lo que a su vez beneficia a clientes, profesionales y el medio ambiente en general.

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