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Dato: 
Terça, 14 Maio, 2013
Idioma: 
Português
Software: 
Tipo: 
Press Review

Revisão Scia Engineer

Por John Evans, 6 de Maio 2013

A Scia foi fundada na Bélgica em 1974 e adquiriu ao longo dos anos 20.000 clientes, tornando-se a maior vendedora de software para área de engenharia estrutural da Europa.  Em 2006 ela se tornou uma empresa global e foi adquirida pela empresa de desenvolvimento de Softwares Alemã Nemetschek AG, mais conhecida  na Europa pelo seu software de arquitetura Allplan. Desde então a empresa obteve uma parte do mercado Americano adquirindo o Vectorworks e o ArchiCAD. Entretanto a Nemetschek ainda não é um nome familiar na America e preferiu confiar nas marcas já consolidadas de seus produtos.

Agora a Nemetschek adicionou o Scia Engineer para sua lista de aquisições.

  Figura 1: Tela de abertura do Scia Engineer

Scia Engineer (veja figura 1) é um complexo e completo software de análise e dimensionamento estrutural que oferece análise estrutural e modelagem completa. Possui uma gama de funcionalidades de importação tornando possível o uso de modelos BIM de diferentes softwares. Além disso, o Scia Engineer mantém funcionalidades “round trip” com alguns softwares tais como Autodesk Revit.

A solução faz análise estrutural usando representações 2D de estruturas, típicas de muitos programas de análises. Difere, entretanto dos softwares similares pois produz análises de primeira, segunda e terceira ordem e aplica o método de elementos finitos automaticamente. Usuários não precisam criar uma malha todas as vezes que há mudanças no projeto.

Entidades comuns para a indústria incluem vigas, treliças e elementos de placa. A representação 2D é entendida pelo software e um algoritimo leva em consideração o formato da seção transversal, material e espessura para produzir os cálculos. Essa representação resulta em respostas rápidas mesmo em estruturas complexas.
Outro fato interessante do Scia Engineer é que ele armazena todas as informações em um único arquivo. Ele mantém o modelo estrutural e o modelo analítico como dois processos diferentes unidos em um mesmo arquivo. Cada edição feita no Scia Engineer resulta em mudanças em ambos os modelos 3D. Isso propicia ao usuário avaliar dimensionamentos e fazer mudanças através de análises no ambiente, as mudanças são propagadas para o modelo estrutural automaticamente eliminando riscos de erros.
Eu revisei vários aspectos do Scia Engineer incluíndo o ground-up design e modelos de estruturas. Eu utilizei algumas das bibliotecas de aço e avaliei os processos de importação de modelos arquitetônicos usando o Open BIM. Vou falar um pouco da minha experiência com o Scia Engineer.

Impressão Inicial

Minha impressão inicial da interface do Scia Engineer  se mostrou um pouco complexa. Após algumas conversas com o suporte do Scia e algumas pesquisas da minha parte, eu comecei a me sentir mais confortável para atacar o programa. Minha experiência, entretanto, não me preparou para a complexidade do software. Ele é no mínimo, completo! Comparado com o FEA do SolidWorks, por exemplo, há muito mais funcionalidades.
Com isso dito, eu recomendo os ótimos manuais e tutoriais do Scia Engineer. Eles oferecem uma ótima base para aprendizado interativo que realmente me ajudou como usuário iniciante. Interessante foi o fato de eu não precisar do software para utilizar os tutoriais produtivamente. O aprendizado online utiliza a interface do Scia Engineer e me manteve interagindo com dicas e instruções ao longo do caminho. Eu recomendo muito o tutorial online para novos usuários. Eu fui capaz de criar uma nova estrutura, modificar componentes, adicionar carregamentos e interpretar resultados com facilidade.

Layout and interface

A interface do usuário no Scia Engineer é arranjada com o seguinte layout padrão ( veja figura 2)

  • Menu
  • Barras de ferramentas (toneladas delas)
  • Janela gráfica
  • Janela de propriedades com filtros
  • Barras de ferramentas de navegação
  • Barra de status
  • Linha de comando

De uma maneira geral, tudo que é preciso para qualquer tipo de trabalho está em uma barra de ferramentas ou nas barras de navegação. Eu não utilizei muitos tipos diferentes de fluxo de trabalho. Várias fases do trabalho são feitas utilizando-se a barra de ferramentas do navegador, o qual carrega sozinho dependendo do fluxo de trabalho utilizado. Isso tornou fácil para mim, como novo usuário lembrar onde eu estava em cada processo. Além disso, novas barras de ferramentas específicas ao fluxo de trabalho são introduzidas no final da janela gráfica. A mesma desaparece quando você sai do fluxo de trabalho utilizado. Uma simples checagem dessas ferramentas de navegação me ajudaram a manter-me no caminho certo. Retornar para o ambiente padrão é tão fácil quanto apertar um botão.

  Figura 2: A interface do Scia Engineer

Outra funcionalidade notável é a visualização de diferentes vistas. Vistas isométricas padrões são disponíveis na barra de ferramentas e duas barras de deslizamento na direção X e Y e zoom.

O modelo é dividido por camadas, definidas pelo usuário, possibilitando a visualização ou não do que o usuário queira no modelo estrutural com uma metodologia CAD que é entendida universalmente. Opções de vistas incluem membros 2D e 3D, sombreados ou não (opção disponível facilmente através de um clique), exemplos do qual podem ser vistos na figura 2.

Bibliotecas e arquivos de modelos

O Scia Engineer tem uma biblioteca extensa. Varias seções pré-definidas estão disponíveis, incluindo aço comum, concreto e usos específicos para pontes. Além disso usuários podem criar suas próprias seções transversais usando uma gama de ferramentas disponíveis para essa tarefa.
Perfis em aço e concreto mais comuns na indústria são pré-definidos na caixa de dialogo de materiais e um editor de materiais permite o usuário definir seus próprios perfis (veja figura 3).

  Figura 3: Caixa de diálogo de materiais

A biblioteca de perfis em aço parece não ter fim ( veja figura 4). Os perfis disponíveis são baseados nos padrões da Indústria dessa maneira todos os perfis padrões da indústria estão disponíveis nas bibliotecas do Scia. A interface permite aos ususários escolher os perfis  necessários para determinado projeto e carregar os mesmos na estrutura em análise. Isso torna o processo de dimensionamento mais fácil.
A interface do Scia Engineer está filtrada com configurações contidas na caixa de diálogo de dimensionamento do projeto. Isso permite ao usuário incluir e excluir tudo desde ferramentas, processos e materiais com o intuito de remover todas as interferências desnecessárias do fluxo de trabalho.

  Figura 4: Janela de perfis

Configurações de projeto com vistas. Barra de ferramentas, janela gráfica, arquivos, parâmetros de dimensionamento , perfis transversais etc...podem ser armazenados em um modelo template de arquivo e ser usado posteriormente, tornando o começo do processo de análise mais rápido.

Modelagem e Catálogo de Blocos

Um grande número de templates e assistentes estão disponíveis para iniciar projetos de uma maneira rápida com mínimo esforço. Eu mesmo consegui modelar mísulas usando parâmetros básicos 2D desenvolvidos em uma única seção. Eu usei o comando de cópias múltiplas para adicionar quatro ou mais seções ao meu layout.
Isso tudo foi possível com o benefício do Catálogo de blocos do Scia Engineer, o qual oferece seções típicas de aço e concreto com suas partes pré- conectadas. Eles estão selecionados em uma caixa de diálogo gráfica que permite inserção de parâmetros antes de carregar o bloco no dimensionamento da estrutura. Uma vez inserido o mesmo pode ser copiado quando necessário. O comando de cópias múltiplas cria um conjunto de objetos selecionados e oferece uma opção maravilhosa; conectar nós selecionados com novos elementos 1D ( veja figura 5). Essa opção é maravilhosa uma vez a cópia está terminada, Scia Engineer me pergunta para especificar o elemento a ser conectado e aí aplica isso automaticamente.

 
Figura 5: Usando o comando multicopy para completar a estrutura. Note a opção conectar os nós selecionados com novas vigas

Se você quer fazer uso de blocos ou modelar sua estrutura toda manualmente, há um assistente completo que inclue 1D e 2D modos de operação. Ele permite ao usuário adicionar membros quando desejar.
Para exemplificar o quão fácil isso é para um novo usuário, os resultados nas imagens abaixo demoraram 2 minutos e 5 minutos para desenvolver, respectivamente, incluindo os elementos de contravamento (veja figura 6). Não demorou muito para eu me tornar produtivo uma vez entendido onde encontrar as ferramentas certas.

  
Figura 6: Assistentes geradores de mísula e blocos geradores de parâmetros , desenvolvidos de forma rápida dentro do Scia.

Importação de modelos

O Scia Engineer oferece uma ótima base de transferência de dados com o Revit Structure. Ele leva o modelo analítico do Revit Structural, desenvolve o modelo estrutural e de análise para revisão e envia de volta essas informações para o modelo analítico do Revit. O Scia também tem links diretos com o Allplan , Tekla Strucutures, Prosteel e ETABS.
Muitos arquitetos, engenheiros e empreiteiros entretanto usam outros softwares. O Scia Engineer é o único programa de cálculo estrutural que oferece certificação IFC, ou OpenBIM ( há aproximadamente 150 programas IFC BIM que suporta IFC; veja http://www.buildingsmart-tech.org/implementation/implementations.) O transporte OpenBIM é uma ótima maneira de importar estruturas de outros softwares.  O Scia Engineer interpreta os modelos arquitetônicos  do padrão  OpenBIM e os armazena dentro do arquivo.

Outra importante funcionalidade é a importação de arquivos DWG e DXF, assim como exportação de informações para PDF 3D, SDNF, VRML, Excel e word. Objetos incluindo linhas simples e sólidos 3D podem ser selecionados dentro da janela gráfica para gerar uma nova estrutura.

Filtros de seleção permitem selecionar vigas, pilares, lajes e assim por diante e especificam quais elementos estruturais podem ser usados pelo Scia Engineer ( veja figura 7). O filtro de propriedades funcionou maravilhosamente, permitindo a seleção de todos os elementos de uma especifica propriedade e mudança dos mesmos quando desejado.  Apenas três operações e os elementos estruturais estavam prontos para análise.

Outra funcionalidade muito bem desenvolvida é a ferramenta de alinhamento de nós. Frequentemente, modelos importados possuem nós iniciais e finais que não estão alinhados corretamente. Essa função me permitiu alinhar os nós dos elementos selecionados em um processo semi-automático. Em outros softwares isso teria tomado muito mais tempo, mas no Scia, demorou apenas alguns minutos usando as ferramentas de filtro de propriedades e o alinhamento de nós. É uma funcionalidade impressionante e uma solução inteligente.


Figura 7: Ferramentas de conversão criam ‘Scia Engineer’ vigas e pilares a partir de sólidos

Dimensionamento

Eu gastei um bom tempo aprendendo sobre como o dimensionamento é feito e tudo que eu poderia desenvolver com o software, entretanto tomará um pouco mais de tempo para eu me tornar um usuário habilidoso do Scia Engineer. Ele oferece todos os tipos de carregamento e capacidade analítica que você possa imaginar.
Por isso eu decidi dedicar um tempo para estudar os módulos de concreto. Eu facilmente adicionei armaduras padrão e fiz alterações quando necessário. Ferramentas e avisos do programa me guiaram durante o meu dimensionamento como por exemplo tabelas  e gráficos quantitativos e qualitativos

  Figura 8: Checagem da seção transversal da viga de concreto

O dimensionamento de vigas inclue uma caixa de diálogos fácil que me permitiu navegar pelo elementos e verificar os resultados para determinar o que deveria ser melhorado (veja figura 8).
Armaduras são agrupadas e relacionadas como armadura longitudinal e horizontal (veja figura 9)
Rótulos são automaticamente mostrados nos elementos armados tornando mais fácil selecionar e editar os mesmo, se necessário

  
Figura 9: Dimensionamento do elemento de concreto & Figura 10: Edição de armadura

Análise

Carregamentos únicos e combinações estão disponíveis no Scia Engineer e podem ser aplicadas de várias maneiras. Cargas permanentes e variáveis assim como vento estão disponíveis (veja figura 11). Vibração e carregamento sísmico também estão disponívei, mas não foram usados. Alguns assistentes estão disponíveis para tornar o processo de carregamento da estrutura mais rápido, embora todas as cargas pudessem ser inseridas manualmente ou em combinação, conforme necessário.

  Figura 11: Esforços internos em vigas
O conjunto de ferramentas de análises são fora do comum. Memorial de cálculo de todos os aspectos podem ser vistos como gráficos ou tabelas. Tudo, desde um elemento em particular até a estrutura toda podem ser avaliados (veja figura 12).

 Figura 12: Esforços internos de um elemento em particular
Além disso, quando eu precisei pesquisar alguns manuais para entender como as forças são aplicadas, não demorou muito até eu conseguir alterar as características de carregamento e efetuar análises mais específicas (veja figura 13).

  Figura 13: Deformação geral da estrutura sobre carga variável.

Desenho

Ferramentas de desenho estão disponíveis para adição de textos e dimensões. Essas ferramentas são insuficientes para desenhos em larga escala, mas são suficientes para preparar documentos básicos. Dito isso, algumas empresas que lidam com projetos menores têm usado essas ferramentas para desenvolver seus desenhos com sucesso.
Os desenhos são produzidos a partir de vistas transversais que são fáceis de aplicar (veja figura 14). Cada plano é tratado como um objeto, permitindo usuários selecionar o que eles precisam e aplicar offsets, scale e assim por diante.
O gerênciador de desenhos permite aos usuários definir vistas e carimbos que podem ser customizados.

Figura 14: Desenho simples, quase automático

Conclusão

O Scia Engineer é uma ferramenta completa para engenheiros estruturais, capaz de analisar e dimensionar qualquer tipo de estrutura. A empresa está no mercado de engenharia estrutural há 39 e isso se torna claro através do Scia.
Minha funcionalidade favorita dentro do Scia Engineer é com certeza a extração de resultados e como as informações, gráficos e tabelas, são distribuídas de acordo com o fluxo de trabalho. Se o seu foco é no dimensionamento, os resultados são mostrados dentro do dimensionamento geral na janela gráfica. Quando o foco muda do dimensionamento geral para uma viga individual, ai os resultados são mostrados dentro da ferramenta de dimensionamento de vigas e também através de gráficos onde os resultados podem ser revisados no contexto geral do dimensionamento.

A funcionalidade menos favorita foi a de desenho. É bem fácil gerar desenhos e vistas dentro da ferramenta de desenho mas não há muitas funcionalidades dentro do gerenciador. Mas porque a maioria das empresas precisam de desenhos mais elaborados a falta de uma gerenciador de desenhos mais avançado não é um problema muito grande. Minha sensação é de que os desenvolvedores do Scia tiveram poucos clientes pedindo por esse módulo.
O ambiente de desenho foi desenvolvido para dar a engenheiros uma maneira automática de criar desenhos básicos que estão ligadas ao modelo 3D. É muito raro que um software de análise estrutural seja capaz de criar desenhos dessa forma. Os desenhos podem ser exportados para outro programa CAD para detalhamento.

Baseado nos exemplos revistos por mim, eu não acredito que haja uma estrutura que não possa ser analisada e dimensionada com esse software. O Scia Engineer oferece aos engenheiros estruturais muitas funcionalidades em apenas um programa. Sua habilidade de integrar essas funcionalidades em um único ambiente cria uma curva de aprendizado acentuada, mas uma vez passada essa curva, o Scia Engineer oferece grandes vantagens, especialmente com relação a ligação bi-direcional BIM com outros softwares.

Sobre o Autor

 John Evans John tem 30 anos de experiência na indústria aeroespacial incluindo engenharia mecânica, dimensionamento, fabricação e processo de manufatura CNC. Ele trabalha com engenharia civil há 18 anos. Ele tem certificação Auto CAD Civil 3D e Autodesk Inventor.
Ele trabalha como consultor para Autodesk digital prototyping e atua como gerenciador de dados para engenharia civil na Flórida. Ele continua a explorar a  indústria de design da Autodesk no blog Design and motion.
John tem sido um contribuidor regular  de artigos para civil 3D e inventor na revista AUGIWorld e agora se tornou editor da mesma para o departamento de manufaturas. Já fez apresentações na Universidade Autodesk e fala inglês e japonês.

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