Tragwerke sind von Natur aus dreidimensional. Weil man aber in der Vergangenheit nicht in der Lage war, Berechnungen an dreidimensionalen Modellen ohne weiteres durchzuführen, wurden die Tragwerke vereinfacht und in ebene Teilsysteme zerlegt. Mit der zunehmenden Leistungsfähigkeit von Computern und zugehöriger Software kann man heute oft auf diese Vereinfachungen verzichten.Digitale Trends, wie zum Beispiel Building Information Modeling (BIM) oder neue Möglichkeiten der Erstellung von realitätsnah visualisierten Modellen, verstärken diesen Trend. Aber haben wir von 3D-Modellen wirklich einen Vorteil oder folgen wir nur einem Trend? Nachfolgend einige Argumente für die Arbeit in 3D-Modellen.
Im Folgenden soll ein Einfeldträger, welcher auf Biegung und Druck beansprucht ist, mit Hilfe des Zusatzmoduls RF-/STAHL EC3 nach EN 1993-1-1 nachgewiesen werden. Da der Träger als gevouteter Querschnitt ausgeführt ist und es sich damit nicht um ein gleichförmiges Bauteil handelt, ist der Nachweis entweder nach dem Allgemeinen Verfahren nach Abs. 6.3.4 EN 1993-1-1 zu führen oder mittels Theorie II. Ordnung. Beide Möglichkeiten sollen untersucht und verglichen werden, wobei für die Berechnung nach Theorie II. Ordnung ein zusätzliches Nachweisformat mittels Teilschnittgrößenverfahren zur Verfügung steht. Daraus gliedert sich die Bemessung in drei Schritte:Nachweis nach Abs. 6.3.4 EN 1993-1-1 (Allgemeines Verfahren)Nachweis nach Theorie II. Ordnung, elastisch (Wölbkrafttorsionsanalyse)Nachweis nach Theorie II. Ordnung, plastisch (Wölbkrafttorsionsanalyse und Teilschnittgrößenverfahren)
Im BIM-Workflow werden immer wieder IFC-Dateien als Grundlage zum Datenaustausch zwischen CAD- und Statik-Software verwendet. Es gibt jedoch ein grundlegendes Problem in dieser Herangehensweise. Dieser Beitrag soll die unterschiedlichen Arten von IFC-Dateien erläutern und dazu noch einen Überblick über die Im- und Exportmöglichkeiten in den Dlubal-Programmen darstellen.
Die Geschossverschiebung eines Gebäudes liefert wertvolle Informationen über sein Tragverhalten unter seismischen Beanspruchungen. Diese können zu großen horizontalen Verformungen und sogar zu Instabilitäten führen. Einige Normen fordern deshalb die Kontrolle der Geschossverschiebung in seinem Massenschwerpunkt. Daraus kann man zum Beispiel ablesen, ob eine Berechnung nach Theorie II. Ordnung (P-Δ-Effekt) durchgeführt werden soll.
Im Ausdruckprotokoll von RFEM/RSTAB gibt es eine Textblockfunktion. Mit dieser Funktion kann man benutzerdefinierte Textblöcke mit Formatierung und Überschrift verfassen und in das Ausdruckprotokoll einfügen.
Building Information Modeling beschreibt ein, wenn nicht das wichtigste aktuelle Thema in der gesamten Bausoftware-Branche. Dabei ist der Prozess gar nicht so neu und es ist eine allgemein bekannte Tatsache, dass sich durch gute Planung im Anfangsstadium eines Projekts die Gesamtkosten des gesamten Projekts maßgeblich positiv beeinflussen lassen.
In der EN 1993-1-1 wurde mit dem Allgemeinen Verfahren ein Nachweisformat für Stabilitätsnachweise eingeführt, welches sich für ebene Systeme mit beliebigen Randbedingungen und veränderlicher Bauhöhe anwenden lässt. Die Nachweise können für eine Belastung in der Haupttragebene und gleichzeitiger Druckbeanspruchung geführt werden. Dabei werden die Stabilitätsfälle Biegedrillknicken und Biegeknicken aus der Haupttragebene heraus, also um die schwache Bauteilachse, nachgewiesen. Häufig stellt sich daher die Frage, wie in diesem Zusammenhang Biegeknicken in der Haupttragebene nachgewiesen werden kann.
Die Schnittstelle zu Autodesk Revit wird bei der Installation von RFEM 5 oder RSTAB 8 mit installiert. Eine nachträgliche Installation des Plug-Ins ist über die Ausführung der DLInstaller.exe möglich.
BIM ist ein oft verwendeter Ausdruck, wenn es um Datenmanagement im Bauwesen geht. Die einzelnen Disziplinen Architektur, Tragwerksplanung, Ausführung und Bauwerksüberwachung rücken immer näher zusammen. Möglich macht dies das Building Information Modeling.Dlubal Software bietet zahlreiche Formate zum Austausch von Daten. Im Folgenden soll auf Details der Revit-Schnittstelle und im Besonderen die Exporteinstellungen eingegangen werden.
Durch den zunehmenden Einsatz der BIM-Methode in der Planung von Gebäuden ergeben sich auch für Tragwerksplaner neue Möglichkeiten. Wurde erst einmal ein umfassendes 3D-Modell eines Gebäudes erstellt, so möchte man das auch für die statische Berechnung weiter nutzen und den größtmöglichen Vorteil daraus erzielen. Dabei entstehen aber auch einige neue Herausforderungen an den Tragwerksplaner und die verwendete Software, auf welche in diesem Beitrag eingegangen wird.
In RFEM und RSTAB besteht die Möglichkeit, über die Import-Funktion DXF-Dateien einzulesen. Diese DXF-Dateien können als Grundlage für die Modellierung eines statischen Systems verwendet werden.
"Gutes Werkzeug, halbe Arbeit": Dieses Sprichwort trifft im übertragenen Sinn auch auf die Softwarebranche zu. Je besser ein Programm auf eine Aufgabenstellung zugeschnitten ist, desto effektiver lässt sich diese lösen. Die Vielzahl und Komplexität der heutigen Problemstellungen - speziell in der Tragwerksplanung - bedürfen spezifisch zugeschnittener Lösungen. Die Erstellung eigener Programme mittels textueller Programmierung erfordert ein fundiertes Wissen und große Abstraktionsfähigkeit. Dieser Hürde stellen sich verständlicherweise nur sehr wenige Ingenieurbüros. Aus diesem Grund gibt es zusätzliche Software-Lösungen, welche dem Anwender eine visuelle Entwicklungsumgebung zur Verfügung stellen.
Häufig verhindern sehr kleine Torsionsmomente in den zu bemessenden Stäben bestimmte Nachweisformate. Um diese zu vernachlässigen und die Nachweise dennoch zu führen, kann man in RF-/STAHL EC3 einen Grenzwert definieren, ab dem Torsionsschubspannungen berücksichtigt werden.
Building Information Modeling bestimmt die Schlagzeilen in der Bauplanung. Während die Einen schon nur noch mit BIM-Methoden planen, viele sich erstmals mit der Thematik befassen und andere kaum die Zeit im Arbeitsalltag finden, neue Prozesse einzuführen, scheint in der Tragwerksplanung das Thema nur unter Anderem eines zu sein: Was kann der Statiker von BIM an Vorteilen gewinnen?
Die Berechnung von Tragwerken basierend auf digitalen Zwillingen wird zunehmend zur Alltagsaufgabe im Ingenieurbüro. Denn wenn schon ein digitales Bauwerksmodell existiert, will man auch die darin enthaltenden Informationen möglichst nahtlos weiter nutzen. Dies stellt weitreichende Anforderungen bezüglich Modellierung und Schnittstellen bei BIM-kompatibler Statiksoftware.
Das Antwortspektrenverfahren zählt zu den am häufigsten verwendeten Bemessungsmethoden im Erdbebenfall. Dieses Verfahren hat viele Vorteile. Der Bedeutendste ist wohl die Vereinfachung: Es vereinfacht die Komplexität eines Erdbebens so weit, dass ein Nachweis mit vertretbarem Aufwand geführt werden kann. Der Nachteil dieser Methode ist wiederum, dass durch diese Vereinfachung viele Informationen verloren gehen. Eine Möglichkeit diesen Nachteil abzumildern, ist die Anwendung der äquivalenten Linearkombination bei der Kombination der Modalantworten. Das soll in diesem Beitrag durch ein Beispiel näher erläutert werden.
In dem Beitrag werden die gebräuchlichsten BIM-Schnittstellen besprochen. Beim Übergang in das Statik-Fachmodell sind häufig Nachbearbeitungen notwendig. Die auftretenden Aufgaben und Tools zu deren erfolgreichen und schnellen Lösung werden vorgestellt.
Der kürzlich eingeführte Webservice bietet Anwendern die Möglichkeit, mit RFEM 6 in einer Programmiersprache ihrer Wahl zu kommunizieren. Zudem wird die Funktionalität durch unsere High-Level Functions (HLF)-Library erweitert. Die Bibliotheken sind für Python, JavaScript und C# verfügbar. Dieser Beitrag behandelt einen praktischen Anwendungsfall zur Programmierung eines 2D-Truss-Generators (Fachwerkträger in 2D) mit Python. Das ist "Learning by doing", wie es so schön heißt.
In Zeiten von BIM wird der Datenaustausch zwischen den einzelnen Disziplinen der Tragwerksplanung und -ausführung immer wichtiger. Da jede Software eigene Spezifikationen auch im Hinblick auf die Bezeichnung von Querschnitten und Materialien hat, bieten RFEM und RSTAB eine Konvertierungstabelle (Mapping File) an.
Die Digitalisierung im Bauwesen schreitet mit zunehmender Dynamik voran. Tragwerksplaner, eine in der Zahl eher kleinere Gruppe in der Baubranche, gelten nicht immer als die Ingenieure, die sofort auf alle neuen Züge aufspringen. Oft auch aus gutem Grund. Nicht wenige sehen darin eine Ursache, warum Themen wie die Anwendung der BIM-Methode hier noch nicht der Standard sind. Die zurückliegenden Jahre zeigen jedoch, dass ein Umdenken einsetzt und neue, digitale Trends offen aufgenommen werden und zur Anwendung kommen.
In RFEM und RSTAB kann in den Modell-Basisangaben unter dem Register "Optionen" ein "CAD/BIM-Modell" aktiviert werden. Dieses Modell ist neben der regulären Modelleingabe eine Ebene zum Einlesen, Organisieren und Transformieren von IFC-, STEP- und IGES-Dateien.
Allgemeine dünnwandige Querschnitte weisen oft unsymmetrische Geometrien auf. Die Hauptachsen solcher Profile liegen dann nicht parallel zu den horizontal und vertikal ausgerichteten Achsen Y und Z. Bei der Ermittlung der Querschnittswerte wird neben den hauptachsenbezogenen Trägheitsmomenten der Winkel α zwischen der Schwerpunktachse y und der Hauptachse u bestimmt.
Dieser Artikel bezieht sich auf die Belastungsermittlung aus den angesetzten Schnittgrößensituationen für die Modulerweiterung RF-/STAHL Wölbkrafttorsion im Zusatzmodul RF-/STAHL EC3. Da die neue Programmumgebung neben kompletten kettenförmigen Gesamtstabtragwerken auch herausgeschnittene kettenförmige Stabtragwerke analysieren kann, muss die Belastung für das angesetzte Teilsystem separat ermittelt werden. Für diese Aufgabe ist eine spezielle Transformationsfunktion entwickelt worden, die für jedes Teiltragwerk - abhängig von der Schnittkraft der RFEM-/RSTAB-Berechnung - je Lastsituation für das Teiltragwerk eine neue Belastung für die geometrisch nichtlineare Wölbkrafttorsionsanalyse mit sieben Freiheitsgraden ermittelt.
Im ersten Teil der Beiträge zur COM-Schnittstelle geht es um das Öffnen und Schließen von RFEM. Als Programmiersprache wird VBA in Excel verwendet, der Programmablauf ist aber identisch zur Programmierung mit C#. Damit VBA die Befehle zur Schnittstelle kennt, muss zunächst der entsprechende Verweis hinzugefügt werden. In der Abbildung ist links das Beispiel anhand von RFEM 5 zu sehen.
Wenn eine Rippe Teil einer nichtlinearen Bemessung ist oder biegesteif an folgende Wände übergeht, sollte statt eines Stabes eine Fläche für die Modellierung verwendet werden. Damit die Rippe dennoch als Stab bemessen werden kann, wird ein Ergebnisstab mit der richtigen Exzentrizität benötigt, welcher die Flächenschnittgrößen in Stabschnittgrößen transformiert.
Die Masterarbeit von Tamás Drávai, Haroon Khalyar und Gábor Nagy befasst sich mit dem Einfluss der Interoperabilität zwischen Computer Aided Design (CAD) und Finite-Elemente-Modellierung (FEM) auf Tragwerksmodelle und statische Berechnungen. Es wurden mehrere Fallstudien durchgeführt, bei denen ein Gebäude-Informationsmodell von CAD zu FEM-Software mit unterschiedlichen Datenaustauschformaten übertragen wurde.
RF-COM/RS-COM ist eine programmierbare Schnittstelle, mit der RFEM/RSTAB um auf die Bedürfnisse der Anwender zugeschnittene Eingabe- und Nachlaufprogramme ergänzt werden können. In diesem Beitrag wird ein Werkzeug für das Kopieren und Verschieben von selektierten Hilfslinien in RFEM entwickelt. Die Hilfslinien können dabei auch in eine andere Arbeitsebene kopiert oder verschoben werden. Als Programmierumgebung wird VBA in Excel verwendet.
In Teil 2.2 der Beiträge dieser Serie wurde am Beispiel eines Stabes das Anlegen und Verändern von Knotenlagern, Lasten, Lastfällen, Lastkombinationen und Ergebniskombinationen gezeigt. Im nun vierten Teil soll es um das Anlegen eines selbst erstellten Werkzeuges gehen.
In DUENQ können Querschnittsgeometrien, die als Umriss- oder Schwerelinienmodell im DXF-Format vorliegen, importiert und als Basis für die Modellierung genutzt werden.
Mit RF-/STAHL EC3 ist es möglich, einen Querschnitt im Rahmen der Bemessung automatisch optimieren zu lassen. Dies erfolgt bei entsprechender Aktivierung in der Tabelle 1.3 auf Basis der aktuellen Profilreihe oder bei geschweißten Querschnitten im Rahmen der definierten variablen Parameter.