Cálculo automático de encofrados con Revit. Parte 2

Cálculo automático de encofrados con Revit. Parte 2: Programación con Revit -uso de la API de Revit. Calculo de áreas para encofrado en vigas.

En mi anterior articulo había expuesto acerca del cálculo de las áreas de encofrado tanto para muros, vigas y vigas peraltadas con encuentro de losa, en este último caso es donde tuve que solucionarlo haciendo uso de programación mediante la API de Revit.

Antes de continuar, quisiera aclarar que la Addin que presente en la PARTE 1, no utiliza el comando Pintura, ya que como lo mencione en el artículo, este comando de pintura pinta toda una cara y no es lo que necesitamos, lo que use fue geometría tridimensional que nos brinda la API de Revit.

Personalmente a la API de Revit lo veo que se compone de dos partes: La Información y la Geometría. En la Información se encuentran los parámetros, los planos, las tablas de planificación, etc., y en la Geometría tenemos los elementos 3D como muros, vigas, columnas, etc.

La Addin que desarrolle para calcular los encofrados en vigas hace uso del lenguaje c# de la Geometría de la API.

¿Cómo es que funciona la Geometría en Revit API?

Tanto la Geometría como la Información son temas muy extensos, tengo poco tiempo de haber empezado a investigar la parte Geométrica por lo que no podría explicarlo a profundidad, pero si puedo dar una idea de algunos conceptos generales que use para desarrollar la Addin que calcula los metros cuadrados para el encofrado.

En la API de Revit, a los elementos 3D se les conoce como sólidos, estos solidos están conformados por Caras y Bordes, en la API son Faces y Edges respectivamente.

Las Faces o Caras se determina por un punto de origen XYZ y vectores en X (VX), en Y (VY) y en Z (VZ). Los vectores VX y VY son los vectores de planta y el VZ es el vector correspondiente a la altura.

Con esto sabemos que Revit utiliza vectores para la creación de elementos en 3d.

En el addin desarrollado usamos las áreas de las Faces para calcular el encofrado y luego calculamos la intersección entre estas Faces cuando se crucen otros elementos para restarlas, tal como sucedió en el artículo anterior (CALCULO AUTOMATICO DE ENCOFRADOS CON REVIT. PARTE 1) cuando se explicó el caso 3, Encofrado de Viga Peraltada con encuentro de Losa.

En la PARTE 1 presenté el área de encofrado entre un encuentro de viga con losa y le añadí dos columnas en sus extremos, en este artículo se explicará casos más complejos sobre vigas.

Caso 1: Nudo / Columna – Viga y Nudo / Viga – Muro

Como primer caso, tendremos en un extremo de la viga a una columna y al otro extremo un muro estructural de concreto armado. Tal como vemos en la imagen.

Le he puesto colores a los elementos para identificarlos de manera sencilla:

Azul = Columna

Verde = Viga

 Amarillo = Muro de Concreto

Recordando que la viga tiene por datos:

L (Longitud de viga) = 2.00 metros

H (Altura de viga) = 0.60

B (Base de viga) = 0.30

La columna es 0.30 x 0.30 y el muro de concreto es de 0.30 de espesor, por lo tanto, la columna como el muro cubrirán las áreas de sección de la viga es decir 0.60 x 0.30 en ambos extremos

La fórmula para calcular el área seria:

Área a encofrar = Área de encofrado de la viga – (Área de contacto con columna + Área de contacto con muro de concreto)

Hay que considerar que las vigas tienen dos laterales y 2 costados o Tapas

El área de encofrado de la viga seria la siguiente:

Área de encofrado de la viga = 2 Laterales + Fondo + 2 Costados

Las áreas de contacto a sustraer serian la siguientes:

Área de contacto con columna = Costado

Área de contacto con muro de concreto = Costado

Vamos a restar las áreas de encuentro con la columna y el muro de concreto:

Área a encofrar = 2 Laterales + Fondo + 2 Costados – 2 Costados

Área a encofrar = 2 Laterales + Fondo

Área a encofrar = 2 x H x L + B x L

Área a encofrar = 2 x 0.60 x 2.00 + 0.30 x 2.00

Área a encofrar = 3.00 m2          

Vemos que la Addin nos da ese resultado sin ningún problema

Caso 2: Viga Intermedia en Muro

Como segundo caso, tendremos un muro de ladrillo de soga de 0.15 de espesor y por encima del muro hay una viga de 0.15 x 0.15 m, este caso representa el caso típico de las vigas intermedias en muros de albañilería

Le he puesto colores a los elementos para identificarlos de manera sencilla:

Verde = Viga

 Rojo = Muro de Ladrillo

Contamos con estos por datos:

L (Longitud de viga) = 2.00 metros

H (Altura de viga) = 0.15

B (Base de viga) = 0.15

Espesor de Muro = 0.15

El área de encofrado de la viga seria la siguiente:

Área de encofrado de la viga = 2 Laterales + Fondo + 2 Costados

Las áreas de contacto a sustraer serian la siguientes:

Área apoyada en muro = Fondo

Esto nos da como resultado:

Área a encofrar = 2 Laterales + Fondo + 2 Costados – Fondo

Área a encofrar = 2 Laterales + 2 Costados (los costados son opcionales ya que suponen todo el tramo de la viga si debería considerarse, pero de encontrarse con otros muros no se consideraría)

Área a encofrar = 2 x H x L + 2 x B x H

Área a encofrar = 2 x 0.15 x 2.00 + 2 x 0.15 x 0.15

Área a encofrar = 0.64 m2          

De igual forma la Addin puede calcularlo.

Caso 3: Viga Chata en Losa Aligerada:

Como tercer caso, tenemos que calcular el encofrado de una viga chata, las vigas chatas son aquellas que su altura es el mismo valor que el espesor de la losa (e=0.20m).

Le he puesto colores a los elementos para identificarlos de manera sencilla:

Azul = Columnas

 Verde = Vigas

Violeta = Viga Chata

Las vigas chatas tienen una medida de 0.20 x 0.20 de longitud 1.5m

Como se puede ver en la imagen, la viga chata esta en medio del paño de losa.

En este caso el área del encofrado de la viga chata seria solo el Fondo de la viga:

Fondo = Longitud x base = 1.5 x 0.20 = 0.3 m2

Vemos que el Addin lo calcula correctamente.

Caso 4: Vigas de Cimentación

Como cuarto caso, vamos a probar para las vigas de cimentación

Tenemos una zapata de dimensiones 1.8 x 1.8 y de 0.70 de altura

Mientras que la viga de cimentación tiene 0.30 m de base, 0.60 m de altura y 3.25 metros de longitud.

Le he puesto colores a los elementos para identificarlos de manera sencilla:

Marrón = Viga de Cimentación

Gris = Zapata

 Área a encofrar = 2 Laterales + Fondo + 2 Tapas – 1 Costado

Área a encofrar = 2 Laterales + Fondo + 1 Costado

Área a encofrar = 2 x H x L + B x L + B X H

Área a encofrar = 2 x 0.60 x 3.25 + 0.30 x 3.25 + 0.30 x 0.60

Área a encofrar = 3.9 + 0.975 + 0.18 = 5.05 m2  

Como podemos ver en los cuatro casos anteriores, la addin funciona encontrando el área a encofrar de las vigas, así también descuenta las áreas de los elementos que tengan contacto con la viga. 

Cualquier caso adicional que presente el mismo procedimiento la addin encontrara la solución.

Caso 5: Vigas de Sección Variable

En este quinto caso vamos a evaluar una viga de sección variable, para esto tendremos que modelar una familia de viga ya que no es convencional, no viene en las familias por defecto de armazones estructurales (categoría de las vigas) que nos trae Revit.

Así que vamos a crear nuestra propia familia de viga de sección variable.

La familia de la viga de sección es paramétrica, se puede ver en la imagen que cuenta con parámetros de longitud a lo largo de la viga para cada una de sus caras., en este caso solo son 3 parámetros (d1, d2 y d3), como la viga es simétrica usamos los mismos parámetros en el lado derecho respecto al eje. Debemos considerar que la base de la viga es 0.40 y la altura es 0.80

 d1 = 1.08; d2 = 1; d3 = 1.08

Esto de poner parámetros a la viga no lo hicimos en los casos anteriores, en este caso se hace de esta forma ya que la addin tiene que identificar una geometría distinta.

Por lo que tuvimos que añadir unas fórmulas para que halle los metros cuadrados del elemento (de la viga variable).

Podemos calcular el área de encofrado de la viga:

Área de encofrado viga variable = Fondo + 2 Laterales + 2 Costados

Fondo = [base de la viga x d1 + base de la viga x d2 + base de la viga x d3] x 2 =

= [0.43 + 0.4 + 0.43] x 2 = 2.52 m2

Lateral = [número de trapecios x [(altura de la viga + base de la viga) x altura trapecio/2] + base de la viga x d2] x 2 lados simétricos

= [2 x [(0.8 + 0.4) x 1/2] + 0.4 x 1] x 2 = 3.2 m2

Costado = altura de la viga x base de la viga = 0.8 x 0.4 = 0.32 m2

Área de encofrado viga variable = Fondo + 2 Laterales + 2 Costados

Área de encofrado viga variable = 2.52 + 2 x 3.2 + 2 x 0.32 = 9.56 m2

Ejecutamos el addin y obtenemos este mismo resultado.

De similar forma podemos adicionarle solidos que tengan contacto con la viga.

En la imagen hemos añadido una pequeña sección de losa, ejecutamos el addin y podemos comprobar que efectivamente descuenta el área de intersección de la losa y de la viga.

Caso 6: Vigas Curvas

Tenemos una viga curva pequeña de 0.20 x 0.20

Para este último caso presentamos una viga curva, la formula sería lo mismo, es decir la suma del fondo + los laterales, lo que va a cambiar va ser la longitud la cual se halla de esta manera

L = Radio x ángulo en radianes

Tal como vemos en la imagen, el radio es de 3.35 y el ángulo 82.21 grados sexagesimales, esto lo convertimos a radianes siendo 1.435 radianes.

Por lo tanto, la Longitud es igual a: L = 3.35 x 1.435 = 4.807 metros

Área del encofrado = Fondo + Laterales = B x L + 2 x L x H + 2 X B X H

= 0.20 x 4.807 + 2 x 4.807 x 0.60 + 2 x 0.20 x 0.20

= 6.809 m2

De igual forma se puede extraer los metros cuadrados si tuviera contacto con una losa u otro elemento como lo vimos en los casos anteriores.

Como podemos ver en los diversos casos, el funcionamiento de la addin es hallar el área de fondo y los laterales, a esto le resta las áreas que tenga contacto con otros elementos (si los tuviese).

Esto quiere decir que para cualquier caso que tenga contacto con otros elementos el addin lo restara. En el caso 5 si hay que personalizar una parte del código del addin, pero igual de forma puede hallar el área de encofrado sin inconvenientes.

Como conclusión podemos ver que los metros cuadrados del encofrado de las vigas se puede calcular, y el proceso de obtención del resultado es muy rápido y muy simple, solo basta con dar un clic a la viga que se desee y la API nos da el resultado instantáneamente.

También podemos personalizar la addin quedando de esta forma:

El propósito de hacer estos artículos es mostrar los beneficios que nos da el manejar la API de Revit ya que podemos utilizar nuestros propios conceptos aprendidos en la construcción y usarlo de manera conjunta con el software Revit.

Diego Mauricio Motta De la Cruz, Redactor oficial de Bimchannel