Bei dem Add-On Gebäudemodell von Dlubal ist die Auswahl des passenden Geschosstyps entscheidend, um das Tragverhalten eines Gebäudes präzise zu modellieren. Jeder Geschosstyp erfüllt spezifische Aufgaben und beeinflusst die Analyse sowie die Ergebnisse. Unabhängig davon, ob Ihr Schwerpunkt auf dem dynamischen Verhalten, der Reduzierung struktureller Komplexität oder der Modellierung sekundärer Bauteile liegt – die Wahl des richtigen Typs ist entscheidend für exakte Ergebnisse. In diesem Artikel erhalten Sie einen Überblick über die verschiedenen im Add-On verfügbaren Geschosstypen und deren jeweilige Einsatzbereiche.
1. Geschosstyp "Standard"
Der Geschosstyp "Standard" wird verwendet, wenn spezifische Ergebnisse wie Massen und geschossweise Auswertungen benötigt werden, wobei detaillierte lokale Analysen von Platten und Wänden ausgeschlossen sind. Er eignet sich besonders für allgemeine Bewertungen des dynamischen Gebäudeverhaltens, bei denen der Schwerpunkt auf der Gebäudemasse und dem Verhalten in dynamischen Szenarien liegt.
Das Modell wird im Rahmen einer globalen 3D-Berechnung analysiert, ohne Teilanalysen in 2D für Platten und Wände. Dies führt zur Erstellung von Tabellen für die dynamische Analyse, wobei der Schwerpunkt auf dem globalen dynamischen Verhalten des Gebäudes in Szenarien wie Erdbeben liegt, ohne auf lokale Verformungen oder Biegung einzugehen.
Praxisnahes Szenario:
Betrachten wir ein Hochhaus-Bürogebäude im Rahmen einer Erdbebenanalyse. In diesem Szenario liegt der Fokus auf der gesamten Gebäudemasse und deren Reaktion auf dynamische Lasten. Die Analyse erfolgt global und liefert einen Gesamtüberblick über das dynamische Verhalten des Gebäudes während eines Erdbebens, anstatt eine detaillierte Analyse der Verformungen einzelner Geschosse durchzuführen. Hier spielt der Geschosstyp ‚Standard‘ seine Stärken aus, da er den Prozess vereinfacht und den Schwerpunkt auf die Gebäudemasse anstatt auf lokale Steifigkeitseffekte legt.
2. Starre Wandscheibe
Der Geschosstyp ‚Starre Wandscheibe‘ geht bei der 3D-Berechnung von einer unendlichen Steifigkeit der Deckenplatten aus, wodurch die Ergebnisse zwischen Decken und Wänden getrennt werden. Er ist ideal für die klassische Baustatik, bei der die Deckenflexibilität keine entscheidende Rolle spielt. An jedem FE-Knoten werden starre Kopplungen angewendet, die die horizontalen Verschiebungen koppeln. Obwohl die Flexibilität dabei nicht erfasst wird, vereinfacht dieser Typ das Modell für eine effizientere Analyse.
Praxisnahes Szenario:
Betrachten wir ein mehrstöckiges Wohngebäude mit Stahlbetondecken. In diesem Szenario wird davon ausgegangen, dass die Steifigkeit der Decken hoch genug ist, um die Plattenbiegung für die globale Tragwerksanalyse zu vernachlässigen. Der Geschosstyp "Starre Wandscheibe" wird gewählt, um das Modell zu vereinfachen, die Analyse effizienter zu gestalten und den Fokus auf das globale Tragverhalten der Struktur zu legen.
3. Teilstarre Wandscheibe
Der Geschosstyp "Teilstarre Wandscheibe" berücksichtigt die tatsächliche Steifigkeit der Deckenplatten und spiegelt das Konzept einer starren Scheibe wider. Er bezieht die Flexibilität der Decke in die 3D-Berechnung ein und liefert eine genauere Darstellung des Deckenverhaltens unter Lasten wie Wind- oder Erdbebenkräften. Im Gegensatz zum Typ "Starre Wandscheibe" sind die FE-Knoten nicht starr mit dem Schwerpunkt gekoppelt, was ein präziseres Modell ermöglicht.
Dieser Typ ist besonders nützlich, wenn die Steifigkeit und Flexibilität der Decke das Tragverhalten maßgeblich beeinflussen. Er gewährleistet eine detailliertere und genauere Darstellung der Horizontalkräfte und Verformungen.
Praxisnahes Szenario:
In einem Gebäude mit gemischter Nutzung, das sowohl Büro- als auch Wohnflächen umfasst, können die Decken unterschiedliche Flexibilitätsgrade aufweisen, insbesondere wenn sie aus Materialien wie Holz bestehen. Der Geschosstyp "Teilstarre Wandscheibe" ist hier besonders hilfreich, da er die Deckenflexibilität infolge von Horizontalkräften wie Wind- oder Erdbebenlasten berücksichtigt, was bei der Berechnung von Gebäuden von entscheidender Bedeutung ist. Er ermöglicht ein detailliertes Modell, in das die Nachgiebigkeit der Decken einbezogen wird. Dies ist für präzise Windlast- und Erdbebenanalysen entscheidend.
4. Geschosstyp "Nur Lastweiterleitung"
Der Geschosstyp "Nur Lastweiterleitung" geht davon aus, dass die Deckenplatten keine Lasten direkt abtragen, sondern diese lediglich an die tragenden Elemente weiterleiten. Er ist ideal für sekundäre Bauteile wie Gitterroste oder leichte Dachpaneele geeignet, die als Lastverteilungselemente fungieren, ohne zur Gesamtsteifigkeit des Gebäudes beizutragen. Bei diesem Typ beeinflusst die Geschossdecke weder die Steifigkeit in der Plattenebene (in-plane) noch die Steifigkeit außerhalb der Ebene (out-of-plane). Sie nimmt lediglich Lasten auf und leitet sie an andere Elemente im 3D-Modell weiter. Dadurch wird sichergestellt, dass die primären tragenden Komponenten nicht unnötig verkompliziert werden.
Praxisnahes Szenario:
Im Falle eines Stadiondachs mit einer vorgespannten Membrankonstruktion nimmt das Dach selbst Lasten nicht direkt auf, sondern leitet sie lediglich an die tragenden Stützen weiter, wie etwa die Zugseile oder Stützpfeiler. Der Geschosstyp ‚Nur Lastweiterleitung‘ eignet sich für die Modellierung dieser sekundären Elemente, wie der Membranbespannung oder Leichtbauplatten, die lediglich als Lastverteilungskomponenten fungieren, ohne zur Gesamtsteifigkeit des Gebäudes beizutragen. Dieser Ansatz gewährleistet, dass das Modell das Verhalten der nicht tragenden Dachelemente präzise abbildet, während unnötige Komplexität in den primären tragenden Bauteilen vermieden wird.
Flexibilität beim Mischen von Geschosstypen
Eines der herausragenden Merkmale des Add-Ons Gebäudemodell von Dlubal ist die Möglichkeit, verschiedene Geschosstypen innerhalb eines Modells über die einzelnen Geschosse hinweg zu kombinieren. Dadurch kann man das Modell so anpassen, dass es das unterschiedliche Tragverhalten jedes Geschosses widerspiegelt, je nachdem, wie die jeweilige Ebene mit der restlichen Struktur interagieren soll. Beispielsweise könnte der Typ "Starre Wandscheibe" für die unteren Geschosse verwendet werden, in denen die Deckenflexibilität weniger kritisch ist, während für die oberen Geschosse der Typ "Teilstarre Wandscheibe" gewählt werden könnte, wenn dort eine detailliertere Analyse des Deckenverhaltens erforderlich ist.
Praxisnahes Szenario:
In einem Hochhaus mit einer Kombination aus Beton- und Holzdecken könnten die unteren Geschosse aufgrund ihrer höheren Steifigkeit mit dem Geschosstyp "Starre Wandscheibe" modelliert werden, während die oberen Geschosse mit den flexibleren Holzdecken den Geschosstyp "Teilstarre Wandscheibe" erhalten. Dieser hybride Ansatz ermöglicht eine präzise Abbildung des gesamten Tragverhaltens des Gebäudes und gewährleistet Effizienz und Genauigkeit in der Analyse.
Fazit
Die Wahl des passenden Geschosstyps im Add-On Gebäudemodell von Dlubal ist entscheidend für eine präzise und effiziente Tragwerksanalyse. Ob durch die Vereinfachung des Modells mit dem Typ "Starre Wandscheibe", die Berücksichtigung der Deckenflexibilität mit dem Typ "Teilstarre Wandscheibe" oder die Modellierung sekundärer Bauteile mit dem Typ "Nur Lastweiterleitung" – jede Option ist auf spezifische baustatische Anforderungen zugeschnitten. Durch die Kombination verschiedener Geschosstypen über die Geschosse hinweg wird das Modell weiter verbessert und es wird gewährleistet, dass es das reale Tragverhalten präzise abbildet, während die Effizienz erhalten bleibt. Wenn Sie die Stärken der einzelnen Geschosstypen verstehen, können Sie Ihre Analyse optimieren und ein zuverlässiges statisches Modell sicherstellen.